5 Développer la recherche et les logiciels applicatifsAnalyse de scènes sonores environnementales : approcheperceptive et automatiqueDans le cadre d’une collaboration entre les équipes PDS etIMTR nous nous sommes intéressés à l’analyse automatiquede scènes sonores [Dessein09b]. Pour l’équipe PDS,il s’agissait de poursuivre les travaux sur la reconnaissancedes sources sonores dans deux directions : 1. sourcessonores intégrées dans une scène sonore, 2. utilisation detechniques d’apprentissage automatique sophistiquées.Pour l’équipe IMTR, la problématique faisait suite à unprojet initié autour de la transcription polyphonique tempsréel de signaux sonores, à l’aide des algorithmes NMF.D’un point de vue théorique, un premier objectif était d’établirun cadre permettant d’obtenir un contrôle explicite desparamètres de parcimonie lors de l’optimisation. Les résultatsdes études théoriques menées sont, à notre connaissance,une contribution importante pour les algorithmesd’optimisation non-négatifs. Les développements apportésaux algorithmes NMF (notamment le contrôle de parcimonie)ont été testés sur plusieurs cas (un cas synthétiqueclassique de la littérature, un exemple de transcriptionmusicale, et une scène sonore simple) et ont montré toutl’intérêt pratique de ses travaux.Mémoire auditive et sons environnementauxLa mémoire auditive des sons environnementaux dans destâches de rappel a peu été étudiée. Dans le cadre des travauxsur les sons environnementaux, l’équipe s’est penchéesur la question du codage en mémoire des sons environnementaux.De Gelder et al. (1997) ont mis en évidence desdifférences de codage en faveur des mots dans une tâche derappel sériel ; en d’autres termes, l’effet de récence (derniersévénements rappelés d’une liste) est plus fort pour les mots.Afin d’étudier l’effet de la procédure expérimentale sur lesrésultats observés par De Gelder, une série d’expériencesa été menée pour répliquer la comparaison entre sonsenvironnementaux et mots associés, mais avec une tâchede rappel libre [Moumne09a]. Les données montrent denouveau une différence pour l’effet de récence avantageantaussi les mots. La différence observée entre les deux listesest donc robuste à travers les tâches, et semble permettrede converger vers l’explication proposée par De Gelder pourun codage différent en mémoire. Il apparaît nécessaire depoursuivre ces travaux dans le cadre d’une collaborationengageant des compétences en neuropsychologie.Reproduction du rayonnementCe thème a été abordé au cours de l’année <strong>2009</strong> dans lecadre du stage Ingénieur (ENSIM)/M2 (univ. Maine) d’ÉricBoyer. L’objectif initial de l’étude portait sur la caractérisation,la modélisation, la reproduction et la validation durayonnement de deux instruments de musique particuliers :le saxophone et le cor de basset ; le choix de ces cibles ayantété en partie motivé par le projet musical de M. Stroppapour cor de basset amplifié et orchestre (création prévueà l’automne 2010). Concrètement, le stage n’a traité queles deux premières parties (caractérisation, modélisation)en exploitant la GSR (Global Source Radiator), une sourcemulti haut-parleurs du commerce (prêtée pour l’occasionpar le LAM – Paris-6), en mettant en œuvre des techniquesexpérimentales singulières pour l’excitation reproductibledes instruments à vent et en développant un environnementspécifique de traitement et de visualisation des données dedirectivités. La modélisation s’est effectuée dans le formalismedes harmoniques sphériques et une première phasede validation a permis de confirmer la pertinence de ladémarche. Le travail sera poursuivi et achevé en 2010 dansle cadre d’un stage M2 (univ. Maine). Mesure de le reproduction des figures d’harmoniques sphériques Exemple à 1 khz■ Projets industrielsPerception sonore des bruits de moteurs DieselCe projet est réalisé dans le cadre de la thèse d’A. Frèreen collaboration avec Renault et l’université d’Oldenburg.En se basant sur une étude bibliographique et sur les premiersrésultats de test réalisés en 2008, une base sonoreet vibratoire de différentes situations de conduite (12 autotal) pour différents véhicules (diesel et essence) a étéréalisée. Cette base constituée, deux tests ont été réalisés :le premier à l’<strong>Ircam</strong> en mars <strong>2009</strong> et le deuxième à l’universitéd’Oldenburg en mai <strong>2009</strong>. Ceux-ci se sont déroulésdans les mêmes conditions de restitution sonore dans lesdeux pays. Ces tests permettent de mettre en évidence dessituations de conduite caractéristiques de la sonorité demoteurs Diesel pour deux populations, française et allemande[Frere09a].Étude du timbre de gongs pour l’horlogerieDans le cadre d’une prestation pour l’industrie horlogère,l’équipe a mis en œuvre des expériences perceptives visantà évaluer des jugements de similarité et de préférence àpartir d’un corpus de sons fournis par notre partenaire.■ Design sonore et interactionLa deuxième thématique de l’équipe porte sur la nouvellegénération de sons qui peuplent notre quotidien : les sonsde signalétique. Nous poursuivons sur ce thème des collaborationsavec le compositeur A. Cera pour le domaine desinterfaces homme/machine, tout particulièrement dans lesecteur automobile. C’est un enjeu important pour le designsonore car il s’agit de sons sur supports numériques, facilementmalléables et intégrables dans des systèmes minia-IRCAM – RAPPORT D’ACTIVITÉ <strong>2009</strong>84
5 Développer la recherche et les logiciels applicatifsturisés de diffusion. Cette thématique a été étendue depuisle projet CLOSED au domaine du design sonore interactif. Ils’agit de créer une interaction dynamique entre un objet – apriori « silencieux » - et un utilisateur, par l’ajout d’une composantesonore. On parlera d’interactions sonores dynamiques.Navigation sonore dans un menu : projet FindabilityL’objectif de ce projet est d’aider la navigation dans lemenu de l’ordinateur de bord d’une automobile grâce àdes signaux sonores non-verbaux. Dans un premier temps,une revue bibliographique des travaux ayant abordé cettethématique a été effectuée et a permis de spécifier lesprincipes qui ont ensuite été utilisés pour la sonificationdu menu. Dans un deuxième temps, un compositeur/designersonore (A. Cera) a construit des sons répondant à cesprincipes, en proposant trois approches différentes. Pourles deux premières approches, des icônes sonores ont étéréalisées à partir de la librairie SoundIdeas, et des sons detypes earcons sont obtenus grâce à des modèles physiquesde plaques dans Modalys. Les relations hiérarchiques entreles différents earcons sont alors représentées grâce à unevariation des paramètres utilisés dans le modèle physique.Pour la première approche, l’icône sonore et l’earcon sontsuperposés par mixage. Pour la deuxième approche, l’icônesonore est utilisée comme excitateur dans le modèle physiquede plaque. La troisième approche se distingue parl’utilisation du principe des « musèmes ». Il s’agit de représenterun contenu sémantique grâce à un motif orchestral,en s’inspirant de travaux effectués en musique baroque ouclassique par exemple (P. Tagg). Les réalisations devraientfaire l’objet d’une évaluation en contexte d’usage.Design sonore de véhicules électriquesAu cours du dernier trimestre <strong>2009</strong>, l’équipe a répondu auconcours lancé par le constructeur automobile Renaultpour le design sonore des véhicules électriques. À partird’un brief commun aux quatre équipes participantes surles différents aspects de ce nouveau mode de motorisation(technologique, design, identité, réglementation, etc.),l’enjeu était d’imaginer trois maquettes sonores préfigurantle futur son produit par ces voitures a priori silencieuses.Associée au compositeur/designer sonore Andrea Cera,l’équipe a réalisé un travail de documentation, d’analyse etde réflexion autour de cette problématique. Les maquettessonores ont été réalisées sur la base de plusieurs morphologiesélémentaires (nappes, trains d’impulsion, etc.)appliquées à différents timbres. À l’issue du rendu, notreproposition a été retenue et sera mise en œuvre dans lecourant de l’année 2010.Étude des émotions dans le cadre d’un dispositif interactifCe travail poursuit les recherches sur les dispositifs sonoresinteractifs conduites dans le cadre du projet CLOSED. Aprèsavoir exploré avec le « Spinotron » (cf. <strong>rapport</strong> d’activité 2008)la capacité d’un dispositif sonore interactif à guider l’apprentissaged’un geste fin, nous avons à nouveau utilisé unprototype conçu par nos partenaires de ZHdK, le « Flops »,dans l’objectif d’étudier les émotions induites par la composantesonore dans la manipulation du dispositif. Nousavons réalisé une série d’expériences qui nous a permis decomparer les émotions induites par la manipulation plusou moins difficile de l’objet, et par le degré de préférencedes sons embarqués dans le Flops. Nos résultats montrentque, même si, bien évidemment, le niveau de difficulté demanipulation du dispositif a la plus grande influence surles émotions, le caractère plus ou moins agréable des sonsa aussi son influence, faible, mais significative et indépendante.Nous avons montré que ce caractère peut être manipuléen jouant sur le contenu fréquentiel des sons, et sur letype de sons proposés, naturels ou arbitraires.Dispositif interactif « Flops »x=-nd0d0 dx=0xÉtude de la nature du son dans une interactionDans le cadre du dispositif interactif « Flops » décrit précédemment,la nature des sons s’est avérée influencer lesréponses émotionnelles des participants dans la réalisationd’une tâche donnée. Nous avons prolongé la questionsur l’effet de la nature du son dans un contexte interactifcontrôlé correspondant à l’utilisation d’un clavier numérique(ATM) utilisé pour réaliser des opérations bancaires(retrait et transfert entre comptes). Dans ce cadre, nousavons défini par son « naturel » (vs son artificiel) tous feedbacksonores intuitivement associés à une action effectuéepar un utilisateur lors d’une interaction avec un dispositif.Cette question rejoint le travail effectué sur la perceptiondes sons environnementaux. Nous avons élaboré un environnementexpérimental dans lequel trois niveaux de relationont été testés entre un son et l’action associée (appuyésur une touche du clavier) : causale, iconique et arbitraire.Par ailleurs, deux niveaux de difficulté d’utilisation du dispositifont été combinés. Les résultats montrent qu’avantmême d’utiliser le clavier, les sons entendus comme lesplus « naturels » (par <strong>rapport</strong> à l’action d’appuyer sur unetouche du clavier) sont jugés les plus fonctionnels. Ce jugementpersiste après utilisation du clavier. Les sons arbitrairessont toujours jugés peu fonctionnels et plaisants. Enrevanche, les jugements obtenus pour le niveau intermédiaire(sons iconiques) dépendent du niveau de difficulté dudispositif : si le niveau de difficulté augmente, un son iconiquen’est plus jugé aussi fonctionnel. Ce travail sera poursuiviplus étroitement autour la thématique geste et son.IRCAM – RAPPORT D’ACTIVITÉ <strong>2009</strong>85
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mai 2010 • Graphisme Olivier Umec