Discussion :

[Alextoche]

Bonjour à tous,
J'ai besoin de vos conseils !!
Voici la situation :
Je dispose d'une liste de couples (couples temps/frequence de maxima d'intensité sonore) qui représente une chanson de 30 secondes.
Je dispose également d'une deuxième liste de couples qui correspond à un échantillon de 5 secondes pris au hasard dans le morceau précédent.
Or dans cet échantillon de 5 secondes, un bruit de discussion à été placé en arrière fond (ajouté volontairement avec Audacity).
La seconde liste a donc été perturbée à cause du bruit (plus ou moins en fonction de son amplitude).
Je voudrais établir une correspondance entre les deux listes (je dispose d'une base de données de morceaux et d'échantillons).

Pour cela je voudrais établir une sorte de "corrélation entre nuages de points" (l'échantillon et le morceau dont il est tiré auraient une bonne corrélation et l'échantillon aurait une mauvaise corrélation avec les autres morceau de la base).
Malheureusement je ne trouve pas de méthode allant dans ce sens... J'ai uniquement trouvé des méthodes utilisant des barycentres et des axes d'inertie dans le nuage.

Auriez vous une idée ?
Merci par avance,
Alextoche

[pseudocode]

Bonsoir,

J'avais lu un papier sur un algo qui faisait ce genre de chose (reconnaissance façon Shazam).

Référence = Morceau original = (t1,f1) (t2,f2) (t3,f3) ...
Signal = extrait à identifier = (t'1,f'1) (t'2,f'2) (t'3,f'3) ...

L'idée c'était:
1. prendre le 1er point du signal: Psig.
2. trouver un point correspondant (=meme frequence) dans la référence: PRef.
3. calculer l'offset T entre Pref et PSig
4. calculer le ratio R = Pref.amplitude / PSig.amplitude
5. Inspecter tous les autres points du signal et regarder s'il existe une correspondance dans la référence.
(point correspondant = même frequence, meme ratio R, meme offset T)
6. pour chaque point ayant une correspondance, augmenter le score de 1 pour la solution (R,T)
7. Retour à l'étape 2 s'il y avais plusieurs points possibles dans la référence.
8. Retour à l'étape 1 en prenant le 2nd point dans le signal, et ainsi de suite.

Note: L'étape 5 consiste à "aligner" la référence et le signal sur un point "commun", et compter combien d'autres points s'alignent.

Au final, la solution (R,T) avec le plus gros score est la meilleure solution pour cette référence.
On peut alors calculer un score de correspondance (nombre de correspondance vs nombre de non-correspondance)

[Alextoche]

Merci pour votre réponse !!
J'ai déjà implémenté un algo qui trouve l'offset qui maximise la correspondance entre l'échantillon et le morceau mais je n'avais pas pensé à introduire de ratio !!
Malheureusement j'ai l'impression que dès que j'ajoute du bruit à mon morceau, l'offset est de moins en moins marqué en terme d'occurences, il est assez difficile à définir car les fréquences bougent pas mal ... C'est pourquoi je cherche une méthode qui analyse le nuage de point dans sa globalité car sa "forme" est assez caractéristique (même à vu d'oeil).
Merci pour vos idées !
Alextoche

[pseudocode]

l'offset est de moins en moins marqué en terme d'occurences, il est assez difficile à définir car les fréquences bougent pas mal ...

Tu travailles directement sur le spectrogram brut (issue de la FFT) ? Si oui, essaye de travailler sur un spectrogram filtré.

Par exemple en calculant la fréquence centrale (spectral centroid) dans des bandes de fréquence (par exemple, dans l'échelle de Mel).

[Alextoche]

Bonjour à tous !!

Voici où j'en suis :

1- Je pars d'un morceau de musique
2- Je construis un sonagramme (x=instant dans la chanson, y=fréquence, z=amplitude) de ce morceau
3- Je filtre ce sonagramme en ne gardant que les amplitudes supérieures à une certaine valeur AMPLITUDE_MAX
4- Le sonagramme filtré est une courbe 3D, je découpe le plan (O,x,y) en carrés identiques et je cherche un maximum local de la courbe sur chacun de ces carrés

J'obtiens ainsi une liste de couples [temps,fréquence] (je ne garde pas l'amplitude des maxima) qui résume mon morceau

5- je prends un extrait au hasard dans le morceau
6- A l'aide d'Audacity je rajoute en arrière plan un bruit de discussion
7- J'applique le même procédé que précédemment à cet échantillon

J'obtiens ainsi une liste de couples [temps,fréquence] qui résume mon échantillon bruité

8- Je détermine l'offset temporel entre les deux listes
9- Je compte le nombre de couples qui se correspondent (à une tolérance DELTA_fréquence fixée près) entre les deux morceaux
10- je renvoie le pourcentage de couple reconnu

Le problème est le suivant :

Quand l'échantillon n'est pas bruité, la méthode décrite marche très bien !!

Par exemple avec :

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

1
2
 
morceau_15 = [[0, 233], [1, 87], [2, 389], [2, 802], [3, 146], [3, 279], [4, 322], [4, 546], [4, 605], [7, 5], [15, 424], [35, 510], [35, 543], [35, 621], [35, 682], [35, 788], [35, 838], [35, 907], [35, 948], [41, 144], [42, 86], [48, 5], [49, 381], [50, 272], [52, 190], [54, 54], [74, 741], [81, 937], [82, 702], [85, 88], [87, 565], [87, 607], [88, 128], [89, 5], [93, 173], [93, 259], [94, 403], [101, 230], [102, 349], [105, 58], [109, 490], [109, 927], [110, 378], [116, 299], [120, 5], [121, 612], [121, 660], [121, 696], [121, 786], [122, 542], [130, 216], [141, 448], [142, 737], [142, 771], [142, 864], [142, 909], [143, 941], [145, 58], [151, 5], [164, 130], [165, 98], [187, 492], [187, 606], [187, 858], [187, 947], [188, 256], [188, 655], [188, 803], [189, 708], [197, 296], [198, 73], [202, 5], [204, 146], [212, 220], [212, 357], [217, 85], [220, 505], [230, 302], [231, 386], [242, 895], [246, 742], [247, 51], [251, 513], [251, 607], [256, 944], [259, 705], [259, 775], [259, 843], [261, 565], [261, 629], [267, 137], [271, 223], [284, 5], [287, 117], [287, 742], [292, 270], [292, 307], [292, 419], [292, 513], [292, 567], [298, 73], [302, 365], [308, 98], [318, 146], [320, 688], [320, 723], [320, 805], [321, 896], [328, 830], [330, 87], [335, 508], [337, 4], [339, 596], [340, 665], [348, 550], [352, 230], [353, 24], [360, 437], [361, 155], [361, 195], [361, 312], [361, 389], [361, 468], [361, 935], [368, 109], [370, 875], [371, 691], [371, 800], [372, 365], [391, 137], [394, 714], [400, 523], [400, 630], [400, 785], [400, 837], [404, 185], [404, 222], [404, 259], [404, 333], [408, 108], [410, 36], [414, 879], [420, 364], [422, 72], [427, 577], [427, 724], [427, 955], [450, 54], [450, 109], [454, 865], [456, 524], [458, 146], [459, 293], [463, 436], [464, 219], [464, 474], [464, 766], [464, 912], [466, 954], [468, 256], [474, 384], [474, 549], [481, 82], [493, 48], [494, 727], [494, 799], [498, 952], [500, 366], [501, 4], [517, 115], [518, 20], [524, 427], [524, 787], [526, 526], [527, 663], [527, 734], [528, 555], [528, 629], [528, 857], [528, 912], [532, 288], [533, 181], [535, 87], [542, 219], [542, 255], [542, 474], [555, 27], [558, 737], [559, 643], [559, 782], [560, 383], [567, 329], [569, 292], [570, 865], [570, 901], [571, 362], [577, 835], [579, 473], [580, 437], [581, 766], [581, 802], [584, 511], [588, 182], [595, 653], [604, 129], [604, 271], [604, 379], [609, 82], [610, 218], [616, 45], [616, 680], [620, 760], [622, 805], [622, 879], [624, 472], [625, 181], [626, 293], [629, 548], [630, 329], [630, 439], [630, 951], [631, 257], [631, 586], [640, 385], [641, 111]]

ET

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

1
2
 
échantillon_15 = [[2, 147], [2, 183], [7, 233], [8, 87], [9, 389], [9, 802], [10, 279], [11, 322], [11, 546], [11, 605], [14, 5], [22, 425], [22, 513], [42, 543], [42, 621], [42, 682], [42, 788], [42, 838], [42, 907], [42, 948], [48, 144], [48, 260], [49, 86], [55, 5], [56, 381], [59, 190], [61, 54], [81, 741], [88, 937], [92, 88], [94, 607], [95, 128], [96, 5], [100, 173], [100, 259], [100, 834], [101, 403], [104, 513], [104, 566], [104, 687], [108, 230], [109, 349]])

J'ai les correspondances suivantes entre l'échantillon_15 et les morceaux de 1 à 15 (de gauche à droite) :

10.0, 8.11, 9.09, 5.26, 7.89, 4.76, 8.82, 6.98, 11.54, 8.33, 9.09, 11.76, 10.34, 11.11, 82.93

Mais dès que j'ajoute un bruit de fond (même inaudible quand superposé au morceau) les pourcentages chutent tous aux alentours de 3% (même avec le morceau_15) et il m'est impossible d'établir une correspondance morceau-échantillon ...

Pour étudier le problème, j'ai considéré le morceau_15 et ce même morceau (dans sa totalité) bruité pour voir si j'arrive à les faire correspondre

J'ai les listes suivantes :

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

1
2
3
4
 
morceau_15 = [[0, 233], [1, 87], [2, 58], [2, 174], [2, 389], [2, 802], [2, 827], [2, 885], [2, 937], [3, 146], [3, 279], [3, 350], [4, 322], [4, 453], [4, 546], [4, 605], [4, 658], [4, 768], [4, 904], [5, 628], [7, 5], [11, 72], [13, 742], [13, 787], [15, 309], [15, 424], [15, 513], [21, 98], [28, 44], [35, 510], [35, 543], [35, 582], [35, 621], [35, 682], [35, 788], [35, 838], [35, 907], [35, 948], [36, 480], [36, 731], [36, 754], [40, 114], [41, 144], [41, 260], [42, 86], [42, 230], [42, 403], [48, 5], [49, 164], [49, 354], [49, 381], [50, 272], [52, 190], [52, 326], [53, 436], [54, 54], [54, 219], [54, 466], [56, 248], [74, 741], [74, 775], [74, 809], [74, 840], [80, 901], [81, 937], [82, 657], [82, 702], [85, 88], [87, 565], [87, 607], [88, 128], [89, 5], [90, 290], [91, 375], [93, 173], [93, 259], [93, 834], [94, 403], [94, 806], [95, 786], [95, 871], [96, 143], [97, 513], [97, 687], [101, 201], [101, 230], [102, 349], [105, 29], [105, 58], [109, 490], [109, 927], [110, 378], [112, 164], [112, 464], [115, 190], [115, 435], [116, 245], [116, 299], [116, 408], [117, 327], [120, 5], [121, 590], [121, 612], [121, 660], [121, 696], [121, 786], [121, 887], [121, 947], [122, 542], [123, 130], [129, 267], [130, 216], [130, 289], [135, 72], [137, 145], [138, 313], [139, 98], [139, 174], [141, 448], [141, 568], [141, 633], [141, 828], [142, 595], [142, 670], [142, 710], [142, 737], [142, 771], [142, 864], [142, 909], [143, 941], [145, 58], [151, 5], [151, 959], [155, 29], [159, 257], [159, 480], [164, 130], [164, 299], [164, 786], [165, 98], [169, 373], [169, 418], [175, 171], [179, 194], [185, 86], [185, 129], [187, 492], [187, 606], [187, 735], [187, 858], [187, 947], [188, 256], [188, 464], [188, 655], [188, 687], [188, 774], [188, 803], [189, 338], [189, 708], [197, 296], [197, 371], [197, 420], [197, 445], [198, 73], [202, 5], [204, 146], [204, 205], [204, 234], [208, 936], [210, 163], [210, 569], [210, 613], [212, 220], [212, 357], [213, 110], [213, 192], [213, 275], [213, 329], [217, 85], [220, 505], [220, 686], [222, 472], [224, 405], [226, 29], [226, 58], [226, 234], [230, 151], [230, 302], [230, 366], [231, 172], [231, 386], [234, 132], [236, 259], [238, 702], [238, 839], [239, 220], [239, 808], [241, 480], [242, 895], [244, 272], [246, 109], [246, 742], [247, 51], [251, 513], [251, 607], [253, 5], [255, 880], [256, 73], [256, 944], [259, 705], [259, 775], [259, 843], [260, 803], [261, 565], [261, 629], [261, 914], [267, 137], [267, 173], [267, 194], [271, 223], [272, 480], [277, 73], [279, 281], [279, 347], [279, 809], [279, 835], [284, 5], [287, 117], [287, 742], [287, 859], [287, 943], [289, 251], [292, 270], [292, 307], [292, 419], [292, 513], [292, 567], [292, 630], [298, 73], [300, 786], [300, 809], [300, 830], [302, 235], [302, 344], [302, 365], [302, 399], [308, 98], [308, 130], [308, 197], [312, 432], [312, 502], [312, 625], [315, 5], [318, 146], [318, 183], [318, 773], [320, 688], [320, 723], [320, 747], [320, 805], [321, 896], [328, 830], [328, 958], [330, 87], [330, 174], [330, 936], [331, 115], [333, 232], [333, 641], [335, 438], [335, 508], [335, 698], [336, 872], [337, 4], [338, 462], [339, 596], [340, 665], [341, 359], [342, 765], [348, 550], [350, 332], [351, 624], [352, 230], [353, 24], [355, 48], [357, 134], [357, 755], [359, 293], [360, 437], [361, 5], [361, 155], [361, 195], [361, 273], [361, 312], [361, 389], [361, 468], [361, 896], [361, 935], [368, 109], [368, 328], [368, 765], [368, 912], [370, 875], [371, 691], [371, 800], [372, 365], [372, 657], [373, 86], [376, 65], [377, 479], [378, 44], [379, 738], [379, 855], [391, 137], [394, 714], [396, 167], [396, 918], [396, 950], [398, 27], [400, 454], [400, 486], [400, 523], [400, 564], [400, 587], [400, 630], [400, 656], [400, 785], [400, 837], [401, 695], [403, 281], [404, 185], [404, 222], [404, 259], [404, 333], [407, 147], [407, 739], [408, 108], [410, 36], [412, 906], [414, 440], [414, 879], [415, 389], [419, 461], [420, 364], [422, 72], [427, 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181], [625, 508], [626, 73], [626, 293], [629, 548], [630, 329], [630, 439], [630, 951], [631, 257], [631, 586], [631, 659], [631, 772], [637, 84], [637, 633], [640, 385], [641, 111], [641, 137], [642, 685], [644, 273]]
 
morceau_bruité = [[0, 214], [1, 160], [2, 53], [2, 80], [2, 463], [2, 738], [2, 811], [2, 860], [3, 134], [4, 321], [4, 434], [4, 515], [4, 604], [4, 831], [5, 245], [5, 296], [5, 346], [5, 395], [5, 571], [5, 704], [6, 7], [12, 67], [12, 105], [14, 682], [14, 771], [17, 151], [28, 390], [36, 45], [38, 469], [38, 499], [38, 713], [38, 834], [39, 441], [39, 524], [39, 693], [44, 106], [44, 132], [45, 212], [45, 239], [45, 371], [46, 79], [52, 300], [53, 150], [53, 325], [54, 350], [55, 250], [56, 175], [58, 201], [58, 401], [59, 50], [59, 378], [59, 428], [61, 228], [61, 564], [80, 351], [81, 433], [81, 743], [81, 772], [81, 793], [84, 7], [88, 829], [89, 481], [89, 590], [89, 665], [89, 860], [93, 82], [95, 558], [96, 118], [98, 267], [102, 159], [102, 238], [102, 370], [103, 645], [103, 681], [103, 740], [103, 765], [103, 800], [105, 131], [105, 341], [106, 472], [106, 520], [109, 211], [110, 185], [111, 320], [115, 52], [117, 447], [120, 347], [122, 151], [122, 276], [125, 175], [125, 399], [126, 250], [126, 425], [128, 300], [128, 471], [129, 378], [132, 498], [132, 562], [132, 606], [132, 639], [132, 722], [132, 814], [132, 848], [132, 870], [134, 119], [140, 7], [141, 200], [141, 244], [141, 267], [141, 311], [147, 66], [150, 133], [150, 331], [154, 412], [154, 522], [154, 598], [154, 677], [154, 761], [154, 794], [154, 842], [155, 484], [155, 558], [155, 708], [156, 90], [158, 53], [164, 5], [165, 881], [173, 236], [173, 441], [173, 471], [179, 45], [179, 90], [179, 120], [179, 275], [179, 722], [184, 343], [184, 384], [184, 579], [190, 160], [192, 106], [195, 178], [201, 79], [202, 125], [204, 235], [204, 359], [204, 452], [204, 676], [204, 712], [204, 735], [204, 777], [204, 806], [204, 871], [205, 322], [205, 558], [205, 617], [206, 167], [206, 206], [206, 473], [206, 650], [214, 272], [214, 386], [216, 67], [218, 7], [222, 134], [222, 349], [229, 150], [230, 328], [231, 202], [231, 303], [232, 101], [232, 252], [236, 78], [237, 645], [237, 678], [237, 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878], [360, 80], [360, 106], [360, 353], [362, 296], [362, 827], [363, 213], [363, 489], [364, 176], [364, 710], [365, 402], [365, 424], [365, 466], [366, 4], [366, 637], [366, 659], [366, 798], [369, 548], [370, 611], [371, 588], [372, 769], [379, 505], [381, 305], [383, 211], [384, 22], [387, 45], [388, 123], [389, 693], [392, 178], [392, 401], [393, 143], [393, 287], [393, 358], [393, 430], [393, 823], [399, 664], [400, 206], [401, 100], [401, 235], [401, 301], [401, 702], [401, 870], [403, 804], [404, 635], [404, 735], [405, 604], [406, 336], [407, 80], [409, 34], [409, 60], [411, 447], [413, 249], [413, 678], [413, 785], [426, 126], [431, 153], [431, 843], [431, 873], [435, 418], [436, 481], [436, 538], [436, 578], [436, 603], [436, 662], [436, 721], [436, 769], [437, 30], [440, 170], [440, 204], [440, 238], [440, 306], [443, 135], [443, 679], [445, 99], [446, 858], [448, 833], [451, 404], [451, 807], [452, 357], [456, 424], [457, 335], [460, 66], [465, 463], [465, 491], [465, 530], [465, 638], [465, 665], [465, 694], [465, 729], [465, 771], [465, 877], [475, 18], [477, 136], [478, 344], [482, 76], [484, 297], [484, 320], [485, 223], [488, 855], [490, 50], [490, 100], [492, 643], [493, 670], [493, 740], [495, 337], [495, 794], [496, 482], [499, 135], [500, 269], [504, 367], [505, 201], [505, 838], [506, 234], [506, 435], [507, 404], [507, 708], [507, 809], [507, 876], [512, 581], [512, 661], [513, 534], [516, 353], [516, 504], [516, 781], [518, 102], [523, 251], [525, 134], [526, 75], [527, 227], [532, 27], [537, 44], [538, 579], [538, 668], [538, 735], [539, 90], [540, 280], [540, 760], [541, 355], [542, 874], [543, 222], [543, 822], [544, 313], [544, 336], [544, 426], [545, 4], [546, 158], [546, 202], [548, 183], [555, 471], [556, 79], [564, 19], [567, 105], [570, 392], [571, 45], [571, 215], [571, 252], [571, 324], [571, 359], [573, 490], [574, 582], [574, 609], [574, 675], [574, 842], [575, 510], [575, 730], [575, 793], [575, 868], [576, 286], [581, 166], [582, 80], [586, 101], [586, 336], [588, 403], [588, 756], [589, 303], [589, 437], [590, 201], [590, 234], [591, 134], [592, 802], [594, 60], [600, 90], [605, 25], [608, 523], [608, 601], [608, 631], [608, 672], [608, 714], [608, 771], [608, 879], [609, 151], [609, 252], [609, 479], [610, 351], [611, 50], [611, 177], [617, 302], [618, 34], [619, 101], [619, 201], [619, 269], [619, 806], [620, 827], [621, 333], [622, 233], [631, 401], [631, 501], [631, 538], [631, 602], [632, 703], [632, 737], [636, 469], [636, 559], [637, 357], [637, 435], [639, 67], [640, 101], [640, 167], [640, 867], [641, 34], [641, 801], [641, 834], [653, 533], [654, 60], [657, 118], [657, 274], [657, 348], [658, 249], [659, 151], [660, 399], [662, 324], [663, 75], [663, 225], [663, 300], [664, 201], [664, 481], [668, 51], [668, 102], [669, 25], [670, 563], [670, 597], [671, 648], [672, 855], [674, 700], [677, 740], [677, 807], [678, 762], [679, 834], [680, 67], [680, 167], [680, 433], [680, 466], [681, 269], [682, 405], [684, 303], [684, 506], [686, 577], [686, 874], [687, 538], [687, 605], [688, 235], [693, 638], [693, 714], [694, 77], [697, 354], [698, 126], [701, 250], [701, 375], [701, 451]]

En traçant les nuages de points associés aux listes des morceaux, on remarque facilement à l’œil que le morceau bruité correspond au morceau_15

morceau_15
morceau_bruité
superposition

Avez vous des idées pour établir les correspondances morceau-échantillon quand ces derniers sont bruité ??
J'ai pensé à des corrélations entre nuages de points mais je ne sais pas bien quelle méthode utiliser et les nombre de points (différent entre le morceau et sa version bruitée) semble poser un problème ...

Merci d'avance pour votre aide et vos idées !!

[wiwaxia]

Bonjour,

On observe effectivement des correspondances locales entre les deux nuages de points; cependant la hauteur du second est manifestement moindre, et le décalage paraît suffisant pour neutraliser tout test de concordance.
Il faut donc ré-hausser tous les points de la séquence bruitée en multipliant leurs ordonnées (y_j) par un facteur (K_y) supérieur à l'unité.
Celui-ci peut être obtenu de la façon suivante: pour chacun des nuages
a) déterminer la plus grande ordonnée (Y_max);
b) inventorier les ordonnées des points les plus élevés, dépassant un seuil arbitraire - par exemple:
y_k > 0.8 * Y_max ;
c) en déduire la moyenne des valeurs sélectionnées: H_m1 pour le premier nuage, H_m2 pour le second (terme inférieur au précédent).
Le facteur correctif sera donné par le rapport: K_y = H_m1 / H_m2 > 1 .

Ton test de superposition devrait ainsi fournir une réponse plus nette.