Le beau noiseur
Le beau noiseur
Résumé
We show how inaudibly distorting an audio signal can make further analysis or correction processing easier. Starting from the notion of audio watermarking, an inaudible noise will then play four original functions— informing, doping, witnessing, and revealing — dedicated to sound processing.
The first studied distortion is that of audio watermarking itself, for which several contributions are presented, that either enhance existing techniques by reinforcing the watermark robustness or inaudibility, or propose a new technique. Here, watermarking is used to insert information into the sound that is useful to a processing
system at the receiving part of a transmission chain : either information on the signal properties, or the missing information to process the signal knowing the impaired version of it. We will show that this reflexive watermarking enables to restore an audio signal at the output of a corrupted communication channel in two application contexts : audio compression and source separation from a stereo mixture.
The notion of watermarking is then extended to assign to this distortion of the sound, no longer the role of transmitting explicit information, but that of modifying the properties of the host signal so as to make further processing easier. We show that this signal doping enables to enhance the performance of generic algorithms by
helping to verify too strong statistical assumptions they ideally rely on. Various generic audio processing applications are revisited : system identification, quantization, source separation and denoising.
When processing a signal from a degraded communication channel relies on the identification of the this channel, a noise added to the signal can help this identification if one can compare its original version with the one having undergone the same alterations as its host signal. This idea of a noise witness of signal alterations
is validated in the case of linear system identification, especially for acoustic echo cancellation.
Finally, we propose to add a virtual noise to the signal for analyzing and processing purposes : the added noise enables measuring the sound clarity and using this measure as an efficient source separation criterion. After having informed, doped, and been witness, the noise reveals the signal.
Nous montrons comment des distorsions inaudibles du son peuvent faciliter des traitements d’analyse ou de correction de celui-ci. En partant de la notion de tatouage audio, un bruit inaudible prendra ainsi quatre fonctions originales — informer, doper, témoigner et révéler — au service du traitement du son.
La première des distorsions étudiées est celle du tatouage audio proprement dit, pour lequel plusieurs contributions sont présentées, soit améliorant des techniques existantes par le renforcement de la robustesse ou de l’inaudibilité, soit proposant une nouvelle technique. Le tatouage est utilisé ici pour insérer dans le son une information utile à un système de traitement en réception d’une chaîne de transmission : soit une information sur les propriétés du signal, soit l’information manquante pour traiter le signal connaissant la version dégradée de celui-ci. Nous montrons que ce tatouage réflexif permet la restauration d’un signal audio en sortie d’un canal de communication dégradé dans deux contextes applicatifs : la compression audio et la séparation de sources dans un mélange stéréo.
La notion de tatouage est ensuite étendue pour assigner à cette distorsion du son, non plus le rôle de transmettre une information explicite, mais celui de modifier les propriétés du signal hôte de manière à faciliter un traitement ultérieur. Nous montrons que ce dopage du signal permet d’améliorer les performances d’algorithmes génériques en facilitant la vérification d’hypothèses statistiques trop fortes sur lesquels reposent idéalement ces derniers. Différentes applications génériques en traitement du son sont revisitées : l’identification de systèmes, la quantification, la séparation de sources et le débruitage.
Lorsque le traitement d’un signal issu d’un canal de communication dégradé repose sur l’identification de ce canal, un bruit ajouté au signal peut faciliter cette identification dès lors que l’on peut comparer sa version originelle avec celle ayant subi les mêmes altérations que son signal hôte. Cette idée d’un bruit témoin des
altérations du signal est validée dans le cas de l’identification de systèmes linéaires, notamment pour l’annulation d’écho acoustique.
Enfin, nous proposons de bruiter le signal virtuellement pour l’analyser et le traiter : le bruit ajouté permet de mesurer la netteté d’un son et d’utiliser cette mesure comme un critère efficace de séparation de sources. Après avoir informé, dopé, témoigné, le bruit agit comme un révélateur du signal.
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
Licence : CC BY NC - Paternité - Pas d'utilisation commerciale
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