Application Note. Calcul de valeurs globales dans ArtemiS. Bouton Valeurs db. HEAD Application Note

Transcription

1 Calcul de valeurs globales dans AremiS Le fai de déerminer des valeurs globales eu êre judicieux dans différens cas d alicaion. Elles ermeen ar exemle d éablir un classemen des signaux sonores analysés. AremiS roose deux ossibiliés de calculer des valeurs globales: le bouon s db siué dans la barre d ouils «Conrol» e la foncion globale siuée dans la légende du diagramme. Ces deux ossibiliés son en arie basées sur des règles de calculs différenes, ce qui eu enraîner des résulas différens. Les secions suivanes exliquen dans quels cas e our quelles raisons ces différences euven survenir. Bouon s db Le bouon s db siué dans la barre d ouils d AremiS erme d afficher les analyses suivanes comme valeurs globales : niveau, niveau ondéré A, niveau ondéré B, niveau ondéré C, niveau ondéré D, sonie e acuié. Dès que vous avez sélecionné un fichier de brui dans la zone des données d AremiS, vous ouvez cliquer sur le bouon our obenir le résula dans la fenêre de sorie en bas de l écran. Vous ouvez sélecionner dans «Oions -> Paramères -> Monrer niveaux db» quelles analyses doiven êre calculées e avec quels aramères elles doiven êre réalisées (voir figure 1). Figure 1 : Page de roriéés du bouon s db 1

2 Vous ouvez sélecionner les analyses ossibles dans Paramères. En ce qui concerne les valeurs globales du niveau (L), du niveau ondéré A (L(A)), du niveau ondéré B (L(B)), du niveau ondéré C (L(C)) e du niveau ondéré D (L(D)), vous ouvez déerminer si l offse doi êre ris en come dans le calcul («Calcul niveau avec DC») e si la sorie de la valeur globale doi avoir lieu en db («Calcul du niveau en db»). En ce qui concerne les analyses Sonie (N) e Acuié (S), vous ouvez sélecionner our le calcul des aramères els que «Méhode de calcul», «Fenêrage», ec. Ces aramères e leurs effes sur le calcul son décris lus en déail dans l iniulée «Analyses sychoacousiques 1». Pour le calcul des valeurs globales L, L(A), L(B), L(C) e L(D), les différens échanillons du signal emorel (filré) son élevés au carré, addiionnés e divisés ar le nombre d échanillons. Du momen que le aramère «Calcul du niveau en db» es acivé, cee valeur es converie en un niveau ayan our unié db e affichée dans la fenêre de sorie. Si ce n es as le cas, c es la valeur effecive qui es affichée. Pour le calcul de la sonie (N), un secre de niveau de iers d ocave moyen sur oue la longueur du signal emorel es d abord calculé. Si «FFT / ISO 532» ou «Filer / ISO 532» a éé sélecionné dans la boîe de sélecion Méhode de calcul, les sonies arielles son calculées e, à arir de cellesci, la sonie oale ar inégraion, déerminées à arir de ce secre d arès la norme ISO 532 B. La valeur de la sonie oale es alors affichée dans la fenêre de sorie. Dans l oion «FFT / ISO 532 B», le calcul du secre de iers d ocave moyen se base sur les secres de FFT avec le fenêrage enré dans Taille de la fenêre d analyse, alors que les niveaux de l oion «Filer / ISO 532 B» son déerminés ar filrage. Ces deux méhodes réonden aux exigences de la norme ISO. Lorsque le aramère «Algorihme HEAD» es sélecionné dans la boîe de sélecion Méhode de calcul, les sonies arielles ne son as calculées d arès la norme ISO, mais d arès un algorihme de sonie conçu ar HEAD acousics. Les différences exisan enre les deux méhodes de calcul son exliquées dans l iniulée «Analyses sychoacousiques I». Le calcul de l acuié (S) es basé sur les sonies arielles qui, comme nous l avons déjà exliqué, on éé déerminées à arir d un secre moyen. Les aramérages ossibles our l analyse de l acuié son, eux aussi, décris dans l iniulée «Analyses sychoacousiques I». La figure 2 monre les valeurs globales du niveau, du niveau ondéré A, de la sonie e de l acuié d un exemle de signal. Figure 2 : s globales d un exemle de signal calculées en cliquan sur le bouon s db Foncion globale Cee foncion es disonible lorsqu une analyse a éé réalisée dans AremiS e que le résula es rerésené dans un visualiseur ou un analyseur ineracif. L affichage es réalisé dans la légende du diagramme. Vous ouvez aciver la foncion «globale» en cliquan à droie sur la légende du diagramme: une valeur globale de l analyse rerésenée aaraî alors. L algorihme de calcul uilisé 2

3 our la valeur globale n es as le même our oues les analyses. Les exemles suivans monren les différenes aroches. Pour l analyse Niveau vs. ems rerésenan le niveau d un signal sonore en foncion du ems, la valeur globale affichée dans la légende indique le niveau moyen. La figure 3 rerésene une elle analyse. Le vel vs. Time (Fas) L/dB[SPL] CH1 : 77.7 db[spl] CH2 : 76.3 db[spl] /s Figure 3 : globale du niveau d une analyse Niveau vs. ems (ondéraion emorelle «raide») Le calcul de la valeur globale affichée dans le diagramme es réalisé comme celui effecué avec le bouon db en calculan la moyenne des ressions sonores élevées au carré. Le signal emorel asse ceendan d abord ar un filre d inégraion. Le aramère «raide» a éé sélecionné comme ondéraion emorelle our l analyse de niveau rerésenée sur la figure 3. La figure 4 rerésene une analyse de niveau du même signal sonore, mais avec une ondéraion emorelle aramérée sur «len». La valeur globale affichée diffère légèremen de celle de la figure 3. Pour l analyse de niveau Niveau vs. ems, la moyenne es calculée de manière exonenielle avec une consane emorelle déendan du aramère de la ondéraion emorelle. La longueur de cee consane emorelle es égale à 125 ms avec le aramère «raide» e à 1 seconde avec le aramère «len». La moyenne des valeurs résulan de l analyse es alors calculée our déerminer la valeur globale. Cee différence eu enraîner des divergences lors du calcul de la valeur globale, lus ariculièremen lorsque la consane emorelle es grande ar raor à la longueur du signal. 3

4 Le vel vs. Time (Slow ) L/dB[SPL] CH1 : 78.6 db[spl] CH2 : 78.4 db[spl] /s Figure 4 : globale du niveau d une analyse Niveau vs. ems (ondéraion emorelle «len») La foncion globale calcule égalemen une valeur globale du niveau dans l analyse FFT (moyenne). Dans cee analyse, le niveau es rerésené dans le diagramme en foncion de la fréquence. La moyenne des données de l analyse a our cela déjà éé calculée en foncion du ems, ce qui signifie que la moyenne ne doi lus êre calculée en foncion du ems our déerminer la valeur globale. Les ressions sonores son élevées au carré e inégrées en foncion de la fréquence. La valeur globale calculée déend des aramères d analyse configurés sur la age de roriéés, ar ex. la aille de la fenêre e le fenêrage. La figure 5 rerésene un exemle d une elle analyse avec la valeur globale corresondane. FFT (Ave rage) L/dB[SPL] CH1 : 77.8 db[spl] CH2 : 75.5 db[spl] f/hz k Figure 5 : globale du niveau d une analyse ar FFT (moyenne) La valeur globale affichée es déerminée à arir des données de l analyse, c.-à-d. que si ar ex. une analyse de sonie es réalisée au lieu d une analyse de niveau, la foncion globale déerminera alors une valeur globale de la sonie. La figure 6 rerésene un diagramme avec la valeur globale d une analyse Sonie vs. ems. Plusieurs analyses de sonie son réalisées les unes arès les aures our cee analyse e son alors reorées dans le diagramme comme sonie vs. ems. La valeur 4

5 globale es alors déerminée en calculan la moyenne arihméique des valeurs de sonie affichées dans le diagramme. Le nombre de oins es déerminé ar le aramère configuré sur la age de roriéés de l analyse our les boies de sélecion Taille de la fenêre d analyse e Recouvremen. Cela signifie que la valeur globale eu êre ici aussi influencée ar les aramères de la age de roriéés. Loudne ss vs. Time N/son egf CH1 : 31.3 sonegf CH2 : 26.8 sonegf /s Figure 6 : globale de la sonie d une analyse Sonie vs. ems Dans l analyse Sonie sécifique, la foncion globale affiche égalemen la valeur globale de la sonie dans le diagramme. Cee analyse a déjà calculé la moyenne en foncion du ems e les sonies arielles sécifiques exisen déjà sous forme de foncion de la fréquence. La valeur globale es déerminée ar inégraion en foncion de la fréquence. La figure 7 en rerésene un exemle. La rocédure uilisée our calculer la valeur globale corresond à celle uilisée ar le bouon s db. C es ourquoi les valeurs globales coïnciden. Sec. Loudne ss N'/s onegf/bark CH1 : 35.1 sonegf CH2 : 30.6 sonegf f/bark Figure 7 : globale de la sonie d une analyse Sonie sécifique Lorsque l on n analyse as en foncion du ems, mais en foncion d une aure référence elle que la viesse de roaion, la moyenne des résulas n es as calculée en foncion du ems, mais de cee 5

6 référence, ce qui eu égalemen enraîner des divergences lors de l affichage des différenes valeurs globales. Conclusion La figure 8 monre la différence de calcul de la valeur globale our une analyse de niveau avec le bouon s db e la foncion globale. La déerminaion de la valeur globale à l aide du bouon s db calcule d abord la moyenne au carré de ous les échanillons du signal emorel e ensuie le niveau ermean d obenir la valeur globale. Cee valeur es égalemen aelée «niveau sonore équivalen». On accède à la foncion globale à arir du diagramme. Pour obenir une valeur globale du niveau, une analyse elle que Niveau vs. ems ou FFT (moyenne) doi êre rerésenée dans le diagramme. Si vous uilisez l analyse Niveau vs. ems, la moyenne du signal es d abord calculée exoneniellemen (inégraion) à l aide de la consane emorelle sélecionnée sur la age de roriéés. La moyenne des valeurs ainsi filrées es ensuie calculée au carré our obenir une valeur globale e ces valeurs euven alors êre converies en une valeur globale du niveau. La différence exisane ar raor au bouon s db réside donc dans l inégraion récédene. La différence de calcul es donc d auan lus imorane que le signal devan êre analysé es cour ar raor à la consane de la ondéraion emorelle lors du calcul du niveau. Pour l analyse FFT (moyenne), lusieurs secres de FFT son déerminés e leur moyenne es calculée selon les aramères sélecionnés sur la age de roriéés. Les valeurs de ression sonore de ce secre moyen son élevées au carré our calculer la valeur globale du niveau, inégrées sur ou le domaine fréqueniel e converies en une valeur db. Le choix du fenêrage e le recouvremen araméré euven enraîner des divergences avec ce ye de calcul. 6

7 Bouon s db Foncion s Global Niveau vs. Tems Foncion s Global FFT (Moyenne) Moyennage Calcul de Niveau Moy. Exonenielle Moy. Exonenielle Moy. Exonenielle Moy. Exonenielle Moy. Exonenielle Secre FFT Secre FFT Secre FFT Secre FFT Secre FFT Secre moyenné Moyennage Inegraion Calcul de Niveau Calcul de Niveau Figure 8 : Rerésenaion schémaique du calcul d une valeur globale de niveau La figure 9 rerésene la rocédure ermean de déerminer une valeur globale de sonie en uilisan la méhode de calcul «FFT / ISO 532 B». Les méhodes uilisées ar le bouon s db e la foncion globale diffèren égalemen dans ce cas. Pour le calcul d une valeur globale à l aide du bouon s db, un secre de niveau de iers d ocave moyen es d abord déerminé, il ermera ensuie de déerminer la sonie oale conformémen à la norme ISO 532 B. Par conre, l analyse Sonie vs. ems déermine la sonie our chaque secre de niveau de iers d ocave calculé e ne calcule la moyenne qu arès. L analyse Sonie sécifique es, elle, basée sur un secre de niveau de iers d ocave moyen à arir duquel la sonie es calculée. C es ourquoi les valeurs globales déerminées avec cee analyse coïnciden arfaiemen avec celles obenues avec le bouon s db. La méhode uilisée ar le bouon s db corresond au calcul d une valeur globale de la sonie de signaux saionnaires indiquées dans la norme ISO 532 B. Le calcul de la sonie our des signaux non-saionnaires n a as encore éé normalisé. En ce qui concerne les bruis se modifian dans le ems, une valeur globale ne ouvan as exrimer ces modificaions eu quelquefois enraîner des erreurs d inerréaion. Pour les signaux non-saionnaires, il es en général recommandé de calculer une valeur globale de sonie avec la foncion globale dans un diagramme Sonie vs. ems. 7

8 Bouon s db Foncion s Global Sonie vs. Tems Foncion s Global Sonie Sécifique Secre moyenné Moyennage Calcul des sonies sécifiques Moyennage Inegraion Figure 9 : Rerésenaion schémaique du calcul d une valeur globale de la sonie Remarque Pour la mise en œuvre de ce qui es résené dans cee noe alicaive, vous devez disoser de la version de base d AremiS (code 4600). Pour le calcul des valeurs globales de la sonie dans un diagramme vous devez en lus disoser du module AremiS de sychoacousique de base «ATP02» (code 4602). Les diagrammes décris dans cee rerésenen des analyses du fichier «Binaural.da». Vous rouverez ce fichier sur nore CD conenan le guide d inroducion d AremiS. Des quesions ou commenaires à l aueur? Ecrivez nous un courriel (si ossible en Anglais) à l adresse suivane: Alicaion-Noes@HEAD-acousics.de. 8