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IRCAM LAB: THE SNAIL

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The Snail Absolute Tuning

Le SnailAnalyser-Tuner : visualiser et accorder les sons de manière précise et intuitive

Un nouveau procédé d’analyse et de visualisation du son a été conçu dans le laboratoire de l’UMR Sciences et Technologies de la Musique et du Son de l’IRCAM-CNRS-UPMC, au sein de l’équipe Analyse-Synthèse et de l’équipe-projet Systèmes et Signaux Sonores (S3).

Cette technologie brevetée offre de nouvelles façons d’accorder un instrument de musique (y compris s’il est inharmonique), de travailler l’intonation, de visualiser la musique et les sons, mais aussi de focaliser et d’améliorer l’écoute de façon interactive. L’outil fonctionne en temps réel. Il combine un analyseur spectral de sons à haute précision fréquentielle et un procédé de visualisation qui aligne les zones actives sur une échelle chromatique tempérée, pour un diapason donné.

  1. A) L’analyseur

Comparé aux analyseurs de spectres standards qui s’appuient sur des transformations du signal (de Fourier, en ondelettes, etc), l’analyse est ici complétée par un traitement de la phase démodulée. Ce traitement améliore significativement la précision fréquentielle, de façon réglable.

En effet, si un son est composé d’un signal sinusoïdal de fréquence 440Hz, la transformée d’une trame de ce signal sur une courte durée contient un pic d’énergie centré sur 440Hz. Mais ce pic est d’autant plus large (et donc imprécis) que le la durée d’analyse est courte : il s’agit du problème bien connu d’« incertitude temps-fréquence ».

Pour améliorer la précision, on exploite ici un principe qui, de façon simplifiée, peut se résumer ainsi. Outre le fait qu’elle corresponde au point d’énergie maximale, la composante du signal transformé et analysé à 440Hz a une autre propriété : sa phase démodulée est constante sur la toute la séquence des trames temporelles analysées. La démodulation joue le même rôle qu’un stroboscope qui rend un objet tournant (ici, la phase) immobile s’il est synchronisé sur sa vitesse de rotation (ici, la fréquence angulaire). Toujours pour le même son, une analyse à 439Hz ne correspond plus à un point d’énergie maximal. Mais son niveau peut rester important et dépend de la durée de la trame d’analyse, conformément au principe d’« incertitude temps-fréquence ». Au contraire, la phase démodulée fait apparaître une désynchronisation indépendante de la durée de la trame : elle tournera à 1Hz, exactement comme un stroboscope ralenti (439Hz) rend une image de l’objet tournant (440Hz) qui exécute 1 cycle par seconde (1Hz).

À partir de ce principe, une méthode a été développée pour élaborer un indicateur précis, robuste et à résolution réglable, qui fournit une valeur haute pour une déviation inférieure à la résolution jugée acceptable (typiquement, réglable entre 1Hz et 10Hz) et faible sinon.

Cet indice de « cohérence de phase » est exploité dans un algorithme destiné à :

1) améliorer la précision fréquentielle à un taux ajustable (selon que l’on souhaite un mode accordage ou musique par exemple) ;

2) aller au-delà des techniques stroboscopiques globales utilisées dans certains accordeurs de haute qualité, en analysant l’ensemble des composantes spectrales et en représentant cette information sous une forme visuelle adaptée ;

3) exploiter cette information locale pour créer un nouvel outil d’accordage (exploitable aussi pour des sons faiblement ou fortement inharmoniques) qui représente la qualité d’harmonicité (une « mauvaise » corde pouvant être immédiatement identifiée) ;

4) extraire avec robustesse les composantes stationnaires noyées dans un environnement perturbé (bruit, voix parlée, etc) pour faciliter les opérations d’accordage sans dégrader la précision.

  1. B) Le Visualiseur

L’information spectrale et le renforcement de la précision fréquentielle fournis par l’analyseur sont représentés selon plusieurs modalités.

1) Mode « Snail »

Les zones actives du contenu spectral sont représentées par des tâches lumineuses sur un squelette en spirale conçu de sorte que : un tour correspond à une octave, les notes graves se trouvent près du centre de la spirale et les notes plus en sont éloignées, la fréquence du diapason (440Hz par défaut) est symbolisée par un point épais sur le squelette. Ceci fourni une abaque adaptée au tempérament égal.

Pour chaque fréquence analysée, l’amplitude est convertie en sonie (standard ISO226:2003), elle-même convertie en un niveau de brillance : si une composante est deux fois plus forte, la tâche est deux fois plus brillante.

L’épaisseur de la tâche augmente en fonction de la sonie et de l’« indice de cohérence » de manière à ce que l’utilisateur puisse ajuster la finesse de sa localisation en fonction de l’opération visée (accordage, visualisation de la musique, etc).

Des informations supplémentaires sont indiquées par des couleurs, selon plusieurs modes choisis (volume sonore, phase démodulée ou « indice de cohérence »).

2 Mode « spectrogramme »

Les mêmes zones actives sont affichées sur un clavier avec un défilement temporel.

3 Mode « accordeur »

Cette disposition propose un zoom autour de la composante d’une note cible sélectionnée. De plus, pour cette note cible, un motif est représenté avec l’angle de donné par la phase démodulée : sa rotation permet une estimation raffinée de la qualité de l’accordage (un tour réalisé en 2 secondes signifie que le défaut de l’accord est de 0.5 Hz).

Cet ensemble de technologies a été intégré dans une application fonctionnant en temps réel. Au-delà l’avancée scientifique marquante qu’il constitue, le SnailAnalyser-Tuner est en effet une technologie innovante pour les musiciens et tous ceux qui travaillent le son, adaptée aux amateurs comme aux professionnels.

This product is currently Mac & PC  (AAX, AU, VST), 

Distribution : www.plugivery.com

Link: http://www.ircamlab.com/products/p2242-The-Snail/

See the snail : The Snail on You Tube

Product Features

  • Simple intuitive interface
  • Ultimate accuracy in tuning
  • Different combinations of views available
  • Audio player with waveform display to allow analysis of any song or sound
  • Live input for tuning of external sources
  • Tuner mode or Music mode
  • Adjustable Tuning Reference pitch
  • Transposing feature
  • Display of phase relationships possible
  • Hz information display (* new with version 1.2.4)
  • User adjustable colour schemes

Compatibility

OS :Mac OSXMac OSX et PC
Formats :AAX NativeStandalone ApplicationAudio-UnitVST