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Les Unités d'Enseignement
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Objectifs de l'unité d'enseignement

L’étude et le traitement des signaux audio dans un contexte robotique sont des thématiques relativement nouvelles dans la communauté. Regroupées sous le terme d’ « analyse computationnelle de scènes auditives », l’ensemble des méthodes utilisées vise à fournir à une plateforme mobile équipée d’un ou plusieurs microphones les moyens d’analyser et d’interagir avec un environnement acoustique complexe et dynamique.

L’objectif de cette UE est d’apporter les connaissances de base nécessaires à la compréhension de cette nouvelle problématique en robotique (comment localiser des sources sonores, quels capteurs utilise-t-on, comment caractérise-t-on les signaux sonores, comment peut-on envisager la commande vocale, etc ) Le signal de parole sera en particulier étudié au travers du modèle source-filtre de production et sera appliqué à l’analyse et à l’extraction de paramètres pour la reconnaissance du locuteur ou de la parole.

L’ensemble des capacités de localisation, séparation, reconnaissance et d’analyse présentées seront ensuite intégrées au cours de TP-projets visant à illustrer les limites des méthodes précédentes dans un contexte robotique fortement contraint.

Contenu de l’Unité d’Enseignement

  • Utilisation du son en robotique
    • Localisation et séparation de source, reconnaissance, interaction son/image
    • Etat de l’art
  • Localisation de sources sonores
    • Bases de la propagation acoustique, source sonore faible bande / large bande
    • Systèmes binauraux : filtre cochléaire, localisation horizontale et indices interauraux
    • Antenne de microphones : méthode haute-résolution MUSIC
  • Introduction à la séparation de sources sonores
  • Signal de parole
    • Modèle source-filtre de production de la parole
    • Analyse de la parole, extraction de paramètres pour la reconnaissance
    • Reconnaissance de mots isolés en vocabulaire limité, reconnaissance de locuteurs

Pré-requis

Bases en traitement numérique du signal (échantillonnage, transformée en Z et fonction de transfert) et en signaux aléatoires (moyenne, écart-type, autocorrélation, AR, ARMA).

Modalités de contrôle des Connaissances

  • Ecrits répartis, TP-projets

Bibliographie

  • Optimum Array Processing (Detection, Estimation and Modulation Theory, part IV), Harry L. Van Trees, Wiley Interscience, 2002


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