TP IMA5 Time Streching

Intro

Apres une entrevue des bibliothèques, nous distingons deux utilitées. La première, est la création de fichier audio wavdata. Et la seconde, nous permet d'utiliser le domaine fréquentiel à l'aide de FFT et FFT inverse.

Les fichiers WAV

Après la compilation de notre main

g++ main.cpp wavedata.cpp -o test
./test

Nous pouvons alors lire le chargement de fichier audio COW.WAV, avec différends éléments caractéristiques du fichier comme sa taille, son format et la méthode d'organisation des données.Ensuite nous pouvons lire le format audio de notre son contenu dans le fichier. Avec la fréquence d'échantillonnage, la taille des blocs de données, le type de bloc, le nombre de Connaux... Le code a pour but dans un premier temps à décrire le fichier ainsi que le format audio. Ensuite il charge la donnée contenue dans le fichier pour la traiter. La dernière partie du code a pour but d’allonger la durée de l’audio. En ajoutant un effet délay à partir de la fin du son du fichier.

Pur

Dans le git du projet, il y a un dossier pur où se trouve différents fichiers. Dans cette partie, nous nous sommes basés sur la construction du fichier audio donné dans le main.cpp. C’est à dire que nous chargions le son cow afin de récupérer ses paramètres, puis en cherchant un peu nous avons trouvé les fonctions, dans le header de la bibliothèque, pour fixer les paramètres de notre format audio en sortie. Nous avons commencé à construire notre signal sinusoïdal à l’aide de la fonction sinus dans math.h et de notre fréquence. Pur.cpp permet de créer deux fichiers audio différents purs. Le premier fichier est la note La et le deuxième la note DO.

J'utilise VLC et la visualisation de l'audio avec l'oscilloscope afin d'afficher le signal.

for(i=0;i<SIZE;i++){
        data2[j]=data[i];
        data2[j+1]=data[i];
        j=j+2;
    }

A l'aide de cette fonction, nous étirons notre signal par deux. Ce qui à pour effet de diviser par deux la fréquence de notre signal, donc notre devient plus grave.

Dans cette première partie, j'ai pu rencontrer différents problèmes sur l'utilisation de la blibliotéque et sur la création de signaux.

Dans le code précédent, je me suis rendu compte que les valeurs devaient être positive, c'est pourquoi dans notre création de notre sinus, un "+1" s'y trouve afin d'assurer d'avoir des valeurs >0.

FFT

Dans un premier, j'ai cherché à bien comprendre l'utilisation de la FFT, ce qui m'a pris beaucoup de temps avec des incompréhensions multiples.

Dans le fichier fftla.cpp, on retruve uniquement la création d'un son pur, puis le passage de ce même son dans une FFT et IFFT. l'objectif est de comprendre l'utilisation de la FFT avec un son que l'on métrise. On souhaite donc retrouvé en sortie, le son à l'identique que notre son généré dans la partie pur. Dans un premier temps, un soucis au niveau de la durée de notre son de sortir, où une imcompréhension était faite sur la valeur du N de la FFT. Avec de multiples essaies et plusieurs segment fault, j'ai compris que la valeur de N devait être supérieur à notre nombre d'éléments de notre son. C'est à dire, un son de 2sec avec une dréquence d'échantillonage de 22400, nous devons avoir au moins 44800 points de FFT. Sauf que le N doit être un exposant de 2 donc dans ce cas 65536. Mais si la taille de notre N est supérieur à la taille de nos tableaux de double, cette situation entraine aussi un segment fault. C'est pourquoi, il se peut que les tailles des tableaux de double soient grandes par rapport au signal étudié. Une fois cette partie maitrisé sur un signal pur, l'objectif était le même mais avec un son plus complexe, COW.WAV. Le programme cowwfft.cpp fonctionne de la même manière mais des petits soucis de saturation à la sortie de la IFFT. Pour cela j'ai essayé d'éfectué des tests sur les valeurs de sortie et de les caper à différentes valeurs, mais rien de prométeur trouvé la dessus.

Time Streching

Dans cette partie, je ré-utilise le code de la FFT en modifiant dans l'espace fréquenciel les valeurs, c'est à dire entre la FFT et la IFFT. Nous souhaitons augmenté la fréquence sans modifier la durée de notre échantillon.

for(i=0;i<SIZE;i++){
        test3[2*i][0]=test2[i][0];
        test3[2*i+1][0]=test2[i][0];
        test3[2*i][1]=0;
        test3[2*i+1][1]=0;
    }

Cette boucle intervient dans le domaine fréquenciel, l'idée de de demultiplié la fréquence puis d'utiliser IFFT pour repasser dans le domaine temporel. La taille de test3 est deux fois supérieur à celle de test2, et je remplie la valeur complexe de notre signal à 0 (son pur). Un premier test est effectué sur notre son pur LA, afin de révéller les imperfection du programme. Nous obtenons un son qui semble avoir une seule fréquence mais son amplitude varie. Je me suis rendu compte que la fréquence de notre signal avait doublé mais je n'arrive pas à l'expliquer. J'ai essayé d'éffectué une normalisation du son avec la moyenne des valeurs mais impossible d'obtenir un son correcte à la sortie. Alors que sur le son COW.WAV, le time streching ne rend vraiment pas bien et le son n'est pas agréable à l'écoute.

Le time streching est surement mal codé mais ne maitrisant pas les fréquences dans le tableau de double en fréquenciel, il est difficile de comprendre vraiment les midifications effectuées dans ce domaine.