Bruxelles :
125, Boulevard Anspach
1000 Bruxelles
Ixelles :
250, avenue Louise
1050 Ixelles
Liège :
55, Rue d’Amercoeur
4020 Liege
Charleroi :
4ème étage, 19/21, Avenue de Waterloo 6000 Charleroi
Menu

Investissement judicieux : une nouvelle méthode mathématique offre un meilleur moyen d’analyser le bruit

Partagez l'Article
Share on facebook
Share on linkedin
Share on twitter
Share on email

Investissement judicieux : une nouvelle méthode mathématique offre un meilleur moyen d'analyser le bruit

Les humains ont 200 millions de récepteurs lumineux dans leurs yeux, 10 à 20 millions de récepteurs dédiés à l'odorat, mais seulement 8 000 dédiés au son. Pourtant, malgré ce nombre minuscule, le système auditif est le plus rapide des cinq sens. Les chercheurs attribuent cet écart à une série de calculs rapides comme l'éclair dans le cerveau qui traduisent un apport minimal en une compréhension maximale. Et quels que soient ces calculs, ils sont bien plus précis que n'importe quel programme d'analyse sonore qui existe aujourd'hui.

Dans un récent numéro des Actes de l'Académie nationale des sciences , Marcelo Magnasco, professeur et directeur du laboratoire de physique mathématique de l'Université Rockefeller, a publié un article qui pourrait s'avérer être une percée en matière d'analyse sonore, présentant une méthode mathématique ou " algorithm" qui est beaucoup plus nuancé pour transformer le son en une représentation visuelle que les méthodes actuelles. « Cela surpasse tout ce qui se trouve sur le marché en tant que méthode générale d'analyse sonore », déclare Magnasco. En fait, note-t-il, il peut s'agir du même type de méthode que le cerveau utilise réellement.

Magnasco a collaboré avec Timothy Gardner, un ancien étudiant diplômé de Rockefeller qui est maintenant membre du Burroughs Wellcome Fund au MIT, pour découvrir comment faire en sorte que les ordinateurs traitent des sons complexes et changeant rapidement de la même manière que le cerveau. Ils ont trouvé une méthode mathématique qui réaffectait les données de taux et de fréquence d'un son en un ensemble de points qu'ils pouvaient transformer en un histogramme – une carte visuelle en deux dimensions de la façon dont les fréquences individuelles d'un son se déplacent dans le temps. Lorsqu'ils ont testé leur technique par rapport à d'autres programmes d'analyse sonore, ils ont découvert que cela leur donnait une capacité beaucoup plus grande à démêler le son qui les intéressait du bruit qui l'entourait.

Une observation fondamentale a permis cette grande amélioration : ils ont pu visualiser les zones dans lesquelles il n'y avait aucun son. Les deux chercheurs ont utilisé du bruit blanc – un sifflement similaire à ce que vous pourriez entendre sur une radio FM non réglée – parce que c'est le son le plus complexe disponible, avec exactement la même quantité d'énergie à tous les niveaux de fréquence. Lorsqu'ils ont branché leur algorithme sur un ordinateur, il a réaffecté chaque tonalité et tracé les points de données sur un graphique dans lequel l'axe des x était le temps et l'axe des y était la fréquence. Les histogrammes résultants montraient des images fines ressemblant à de la mousse, chaque « bulle » encerclant un point bleu. Chaque point bleu indiquait un zéro, ou un moment pendant lequel il n'y avait aucun son à une fréquence particulière. "Il y a un théorème," dit Magnasco, "qui nous dit que nous pouvons savoir ce qu'était le son en sachant quand il n'y avait pas de son." En d'autres termes, leurs images étaient déterminées non pas par le volume, mais par le silence.

« Si vous voulez montrer que votre analyse est une méthode d'estimation de signal valide, vous devez comprendre à quoi ressemble un son lorsqu'il est incrusté dans le bruit », explique Magnasco. Il ajouta donc un ton constant sous le bruit blanc. Ce ton apparaissait dans leurs histogrammes sous la forme d'une fine bande jaune, les bords des bulles convergeant en une ligne horizontale qui traversait directement le centre de la mousse. Cela, dit-il, prouve que leur algorithme est une méthode d'analyse viable, et qui peut être liée à la façon dont le cerveau des mammifères analyse le son.

« Les applications sont immenses et peuvent être utilisées dans la plupart des domaines de la science et de la technologie », déclare Magnasco. Et ces applications ne se limitent pas non plus au son. Il peut être utilisé pour tout type de données dans lesquelles une série de points temporels sont juxtaposés à des fréquences discrètes qu'il est important de capter. Le radar et le sonar dépendent tous deux de ce type d'analyse temps-fréquence, tout comme les logiciels de reconnaissance vocale. Les tests médicaux tels que les électroencéphalogrammes (EEG), qui mesurent plusieurs ondes cérébrales discrètes, l'utilisent également. Les géologues utilisent des données temps-fréquence pour déterminer la composition du sol sous les pieds d'un arpenteur, et le sondeur d'un pêcheur à la ligne utilise la méthode pour déterminer la profondeur de l'eau et localiser les bancs de poissons. Mais les méthodes actuelles sont loin d'être exactes, donc l'algorithme a beaucoup d'opportunités potentielles. « Si nous pouvions effectuer une analyse temps-fréquence à très haute résolution, nous obtiendrions des quantités incroyables d'informations à partir de technologies telles que le radar », explique Magnasco. "Avec le radar maintenant, par exemple, vous seriez en mesure de dire qu'il y avait un hélicoptère. Avec cet algorithme, vous seriez capable de choisir chacune de ses pales." Avec cet algorithme, les chercheurs pourraient un jour donner aux ordinateurs la même acuité que les oreilles humaines, et donner aux implants cochléaires la puissance de 8 000 cellules ciliées.

Actes de l'Académie nationale des sciences 103 (16) : 6094-6099 (18 avril 2006)

Tiré de newswire.rockefeller.edu/?page=engine&id=506 .

Besoin d'un conseil ?

Nos audioprothésistes sont là pour vous aider. Laissez votre numéro et nous vous rappelons gratuitement.

Testez un appareil auditif gratuitement
Les dernières actualités
Bruxelles :
125, Boulevard Anspach 1000 Bruxelles
Ixelles :
250, avenue Louise 1050 Ixelles
Liège :
55, Rue d’Amercoeur 4020 Liege
Charleroi :
4ème étage, 19/21, Avenue de Waterloo 6000 Charleroi
Obtenez notre meilleur tarif pour vos appareils auditifs
Les prix les plus bas de Belgique garantie