Thomas Risse post doctorant au sein de l’équipe S3AM présente son travail intitulé « Synthèse vocale en temps-réel, basée sur des modèles physiques auto-oscillants ».
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Résumé :
Ce travail porte sur le développement de méthodes et des codes de simulation associés permettant la synthèse stable, en temps réel, de sons voisés à partir de modèles physiques auto-oscillants de faible dimension. Ce type de modèle est généralement composé d'un modèle mécanique de la dynamique des plis vocaux couplé à divers éléments acoustiques, tels que la trachée et le conduit vocal, et est utilisé depuis plusieurs décennies pour l'analyse et la synthèse vocale. Cependant, la plupart (sinon la totalité) des travaux existants de ce type sont déployés dans des environnements à temps différé. Pour parvenir à une synthèse en temps réel et permettre une interaction directe de l'utilisateur avec les paramètres de synthèse, les méthodes de résolution doivent être suffisamment rapides, et stables pour empêcher la solution de diverger.
Le modèle est formulé comme un assemblage de blocs constitutifs dans le cadre formel des systèmes hamiltoniens à ports. Dans le conduit vocal, une équation de Webster variable en temps est utilisée, couplée à des parois du conduit vocal vibrantes et à une condition de rayonnement aux lèvres. Un schéma FDTD standard est employé pour la discrétisation spatio-temporelle. Les plis vocaux et l'écoulement glottique sont décrits à l'aide d'une version modifiée du modèle classique "body-cover" de Story et Titze. Cette modification restaure les bilans de masse et d'énergie de l'écoulement glottique. En raison des non-linéarités présentes dans les lois constitutives du modèle des plis vocaux comme dans la loi de l'écoulement glottique, une stratégie spécifique de discrétisation temporelle est employée. Cette stratégie, fondée sur la méthode de la variable auxiliaire scalaire, aboutit à un schéma numérique quasi-explicite qui satisfait un bilan de puissance discret, et se trouve donc être stable.
Une implémentation en C++ du solveur est proposée. Les temps de calcul sont environ 100 fois plus rapides que le temps réel sur un ordinateur portable. Le solveur peut donc être utilisé dans des environnements temps réel, comme le démontre un exemple réalisé sous Max/MSP. L'intégration de la synthèse dans de tels environnements soulève la question de la conception d'interfaces pour le contrôle des paramètres. Les premières expérimentations et perspectives à ce sujet seront présentées.
Biographie) :
Thomas Risse est post-doctorant au sein du laboratoire STMS à l'IRCAM. Dans la continuité de sa thèse, il s'intéresse au développement de modèles physiques et de méthode numériques efficaces pour la simulation d'instruments de musique, et en particulier de l'appareil vocal.
