Analyse et synthèse de qualités vocales de la voix chantée

Sylvain Lamesch
[email protected]
Ingénieur ENSTA
Mastère ATIAM (Acoustique, Traitement du signal et Informatique Appliqués à la
Musique), UMPC (Paris 6)
Analyse et synthèse de qualités
vocales de la voix chantée
Cotutelle LAM-LIMSI
Direction: Jean Dominique Polack (LAM)
Boris Doval (LIMSI)
Département CHM, Groupe PS
École doctorale SMAE (Paris 6)
Financement privé: Anne Lacoste
Fondation de France
Quelles qualités vocales?
En voix parlée:
⇒ Voix pressée/tendue, à fort débit, soufflée, murmurée, …
Quelles qualités vocales?
En voix parlée:
⇒ Voix pressée/tendue, à fort débit, soufflée, murmurée, …
En voix chantée:
Ces qualités sont souvent considérées comme étant pathologiques.
Qualités spécifiques de la voix chantée:
clair/sombre,
ouvert/couvert,
nasal,
laryngé,
pharyngé,
plat,
brillant…
Quelles qualités vocales?
En voix parlée:
⇒ Voix pressée/tendue, à fort débit, soufflée, murmurée, …
En voix chantée:
Ces qualités sont souvent considérées comme étant pathologiques.
Qualités spécifiques de la voix chantée:
clair/sombre,
ouvert/couvert,
nasal,
laryngé,
pharyngé,
plat,
brillant…
Ces qualités vocales sont définies par des chanteurs.
⇒ pas nécessairement de différence objective entre certaines (ex: timbré/métallique)
Objectif: comprendre quels sont les paramètres sur
lesquels un chanteur joue pour émettre un son avec
telle ou telle qualité vocale, et comment.
Comment?
⇒ Travail au niveau du chanteur.
Le chanteur est très sensible au fonctionnement de son appareil vocal, mais
ne peux objectiver ses sensations.
Approche physiologique, voire mécanique du système vocal.
Que peut-on mesurer?
Objectif: comprendre quels sont les paramètres sur
lesquels un chanteur joue pour émettre un son avec
telle ou telle qualité vocale, et comment.
Comment?
⇒ Travail au niveau du chanteur.
Le chanteur est très sensible au fonctionnement de son appareil vocal, mais
ne peux objectiver ses sensations.
Approche physiologique, voire mécanique du système vocal.
Que peut-on mesurer?
Quels paramètres?
⇒ Étude perceptive.
Caractérisation de différentes qualités vocales, par différents paramètres
acoustiques et spectraux. Validation par la synthèse.
Objectif: comprendre quels sont les paramètres sur
lesquels un chanteur joue pour émettre un son avec
telle ou telle qualité vocale, et comment.
Comment?
⇒ Travail au niveau du chanteur.
Le chanteur est très sensible au fonctionnement de son appareil vocal, mais
ne peux objectiver ses sensations.
Approche physiologique, voire mécanique du système vocal.
Que peut-on mesurer?
Quels paramètres?
⇒ Étude perceptive.
Caractérisation de différentes qualités vocales, par différents paramètres
acoustiques et spectraux. Validation par la synthèse.
Finalisation: effectuer un lien entre ces deux parties.
Objectif: comprendre quels sont les paramètres sur
lesquels un chanteur joue pour émettre un son avec
telle ou telle qualité vocale, et comment.
Comment?
⇒ Travail au niveau du chanteur.
Le chanteur est très sensible au fonctionnement de son appareil vocal, mais
ne peux objectiver ses sensations.
Approche physiologique, voire mécanique du système vocal.
Que peut-on mesurer?
Quels paramètres?
⇒ Étude perceptive.
Caractérisation de différentes qualités vocales, par différents paramètres
acoustiques et spectraux. Validation par la synthèse.
Finalisation: effectuer un lien entre ces deux parties.
Une étude fortement multi-paramétrique
• Distinction des mécanismes laryngés (M1 et M2).
Une étude fortement multi-paramétrique
• Distinction des mécanismes laryngés (M1 et M2).
• Étude de la hauteur et de l’intensité:
⇒ Détermination de la dynamique
vocale d’un chanteur, représenté
par son phonétogramme.
M1
M2
Exemple de phonétogramme par mécanisme laryngé
Une étude fortement multi-paramétrique
• Distinction des mécanismes laryngés (M1 et M2).
• Étude de la hauteur et de l’intensité:
⇒ Détermination de la dynamique
vocale d’un chanteur, représenté
par son phonétogramme.
M1
M2
Exemple de phonétogramme par mécanisme laryngé
• Estimation du quotient ouvert possible grâce au signal EGG.
• Estimation du coefficient d’asymétrie.
• Étude de la pente spectrale.
• Étude du bruit résiduel.
Une étude fortement multi-paramétrique
• Distinction des mécanismes laryngés (M1 et M2).
• Étude de la hauteur et de l’intensité:
⇒ Détermination de la dynamique
vocale d’un chanteur, représenté
par son phonétogramme.
M1
M2
Exemple de phonétogramme par mécanisme laryngé
• Estimation du quotient ouvert possible grâce au signal EGG.
• Estimation du coefficient d’asymétrie.
• Étude de la pente spectrale.
• Étude du bruit résiduel.
• Effet de la voyelle? Ajustements formantiques?
Une étude fortement multi-paramétrique
• Distinction des mécanismes laryngés (M1 et M2).
• Étude de la hauteur et de l’intensité:
⇒ Détermination de la dynamique
vocale d’un chanteur, représenté
par son phonétogramme.
M1
M2
Exemple de phonétogramme par mécanisme laryngé
• Estimation du quotient ouvert possible grâce au signal EGG.
• Estimation du coefficient d’asymétrie.
• Étude de la pente spectrale.
• Étude du bruit résiduel.
• Effet de la voyelle? Ajustements formantiques?
⇒ Étude des corrélations entre ces différents paramètres avant de travailler
sur les qualités vocales en tant que telle.
Une étude fortement multi-paramétrique
• Distinction des mécanismes laryngés (M1 et M2).
• Étude de la hauteur et de l’intensité:
⇒ Détermination de la dynamique
vocale d’un chanteur, représenté
par son phonétogramme.
M1
M2
Exemple de phonétogramme par mécanisme laryngé
• Estimation du quotient ouvert possible grâce au signal EGG.
• Estimation du coefficient d’asymétrie.
• Étude de la pente spectrale.
• Étude du bruit résiduel.
• Effet de la voyelle? Ajustements formantiques?
source
filtre
⇒ Étude des corrélations entre ces différents paramètres avant de travailler
sur les qualités vocales en tant que telle.
Utilisation du filtrage inverse
Peut-on estimer « proprement » l’onde de débit glottique d’une voix chantée?
Utilisation du filtrage inverse
Peut-on estimer « proprement » l’onde de débit glottique d’une voix chantée?
Limites:
⇒ Les méthodes de filtrage inverse sont basée sur l’hypothèse de linéarité. Or des
interactions entre source et filtre existent en voix chantée.
Utilisation du filtrage inverse
Peut-on estimer « proprement » l’onde de débit glottique d’une voix chantée?
Limites:
⇒ Les méthodes de filtrage inverse sont basée sur l’hypothèse de linéarité. Or des
interactions entre source et filtre existent en voix chantée.
⇒ Filtrage inverse possible que si
la fréquence fondamentale est
grave. Comment étudier le
mécanisme M2?
Utilisation du filtrage inverse
Peut-on estimer « proprement » l’onde de débit glottique d’une voix chantée?
Limites:
⇒ Les méthodes de filtrage inverse sont basée sur l’hypothèse de linéarité. Or des
interactions entre source et filtre existent en voix chantée.
⇒ Filtrage inverse possible que si
la fréquence fondamentale est
grave. Comment étudier le
mécanisme M2?
⇒ Le formant du chanteur:
situé entre 2500 et 4000 Hz.
source ou filtre?
Spectre de voix chantée. f0 = 131 Hz (do2), voyelle: [a], mécanisme M1.
Orientations prochaines:
• Choix de qualités vocales « intéressantes » (quels critères de choix?)
Orientations prochaines:
• Choix de qualités vocales « intéressantes » (quels critères de choix?)
• Simplifier le jeu de paramètres en vue d’obtenir un protocole expérimental
raisonnable (pas trop long pour le chanteur).
Orientations prochaines:
• Choix de qualités vocales « intéressantes » (quels critères de choix?)
• Simplifier le jeu de paramètres en vue d’obtenir un protocole expérimental
raisonnable (pas trop long pour le chanteur).
• Séances d’enregistrement de chanteurs (LAM).
Orientations prochaines:
• Choix de qualités vocales « intéressantes » (quels critères de choix?)
• Simplifier le jeu de paramètres en vue d’obtenir un protocole expérimental
raisonnable (pas trop long pour le chanteur).
• Séances d’enregistrement de chanteurs (LAM).
• Analyse des données, tracé des phonétogrammes obtenus, placement des
différentes qualités vocales.
Orientations prochaines:
• Choix de qualités vocales « intéressantes » (quels critères de choix?)
• Simplifier le jeu de paramètres en vue d’obtenir un protocole expérimental
raisonnable (pas trop long pour le chanteur).
• Séances d’enregistrement de chanteurs (LAM).
• Analyse des données, tracé des phonétogrammes obtenus, placement des
différentes qualités vocales.
• Utilisation de la synthèse pour valider les résultats obtenus.
Orientations prochaines:
• Choix de qualités vocales « intéressantes » (quels critères de choix?)
• Simplifier le jeu de paramètres en vue d’obtenir un protocole expérimental
raisonnable (pas trop long pour le chanteur).
• Séances d’enregistrement de chanteurs (LAM).
• Analyse des données, tracé des phonétogrammes obtenus, placement des
différentes qualités vocales.
• Utilisation de la synthèse pour valider les résultats obtenus.
• Études supplémentaires des données, utilisation de méthodes de mesures
supplémentaires pour caractériser le geste vocal du chanteur.
Merci!
Sylvain Lamesch
1re année de thèse. Acoustique musicale appliquée à la voix chantée.
LAM – LIMSI
Direction: J.D. Polack – B. Doval
[email protected]