Comment l'on numérise le monde ... étape suivante

Mardi 15 avril 2008 2 15 /04 /2008 11:57

Comment l'on numérise le monde ... étape suivante

Il est intéressant de voir comment procède la numérisation du monde, tant vantée par Monsieur Berry dans sa conférence inaugurale, au collège de France et qui progresse par vague successive chacune démarrant lorsque la précédente à vérouillé le processus (et les habitudes) qu'elle avait permis de mettre en place.

Dans un premier temps, le numérique n'est pas total.
L'exemple de la musique permet de mieux s'en rendre compte.

Après être parvenu à coder le son de façon analogique (pour simplifier : un mouvement en créant un autre du même genre.) , la numérisation proprement dite a consisté, à partir de l'échantillonnage (c'est à dire d'une ressemblance trouée) à transformer ce son en une grille comportant suffisamment de barreaux colorés pour donner l'illusion du son premier.
Le son n'est pas créé à la ressemblance du premier, mais abstrait du premier par une loi de correspondance.

Cette étape permet de faire des économies (le but principal de la manoeuvre) mais celles-ci sont limitées.

On s'en rend bien compte (...certaines oreilles non orthogonalisées par l'habitude d'entendre un son carré) en passant d'un son codé en Wav (cd audio) à celui correspondant, en mp3, plus "léger" mais qui cogne de façon plus nette à l'oreille.

Cette première phase conclue, il est alors possible d'aller bien plus loin.
Car la numérisation totale n'est pas échantillonnage du réel, elle est son imitation (voir l'Intelligence Artificielle) par d'autres procédés.

C'est précisément ce que proposent des chercheurs d'une université américaine. :

Sciences et technologies de l'information et de la communication
De la musique 1000 fois plus légère que le MP3

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/53940.htm

Dans la quête du volume minimum de données nécessaires au stockage d'un morceau de musique, les chercheurs de l'University of Rochester ont réussi à encoder numériquement un solo de clarinette de 20 secondes dans un fichier de moins d'un kilooctet soit près de 1000 fois plus compressé que ne le permet la compression MP3.

Le système repose sur une reproduction synthétique du son par l'ordinateur. Ainsi, les informations contenues dans le fichier ne sont pas constituées d'un échantillonnage de fréquences mais d'une sorte de partition spécifiant les actions à effectuer par un instrument pour reproduire le morceau. En jouant la musique, l'ordinateur reproduit littéralement la performance originale à partir de toutes les connaissances acquises sur la clarinette et la façon d'en jouer. L'équipe du professeur d'ingénierie informatique et électrique Mark Bocko a donc mesuré chaque aspect ayant un impact sur le son produit par la clarinette ; de la pression exercée dans l'anche pour chaque doigté à la façon dont le son rayonne de l'instrument. Un modèle informatique de la clarinette a ensuite été réalisé pour créer un instrument virtuel construit entièrement grâce à des mesures empiriques.
(../..)

Economies d'importances puisqu'à terme, ce n'est rien moins que l'instrument ET l'instrumentiste qui seront "économisés"

On peut penser que dans un premier temps, comme le plus souvent, ce sera "la nouveauté en marche vers un progrès plus grand encore" que l'on vendra.
Moyen commode pour faire oublier le caractére très approximatif du résultat.
(le projet annoncé en fin d'article est de "traîter ainsi la voix")

En fait, cela, l'homme y travaille depuis assez longtemps, et l'on en trouve des ébauches dans l'orgue de barbarie, puis dans la musique midi, où chaque note est définie par ses paramètres puis reproduite par un synthétiseur supposé contenir le modèle de production du son par l'instrument.

C'est exactement ce que propose, à quelques nuances près le travail cité.

Et les limites de celui-ci sont de même nature que celles qu'a rencontrées la musique midi en présence du monde des musiciens.

Dans le domaine des hautes technologies, il en va comme dans tout projet :
à partir d'un certain niveau de qualité, on atteint une limite au-delà de laquelle le rendement est décroissant d'une manière qui rend quasiment impossible la poursuite de son amélioration.
On connaît les échecs des prétentions de l'Intelligence Artificielle des années 50, puis 70, (...) de la reconnaissance vocale, des tuteurs intelligents, supposés créer des environnements d'apprentissage interactifs pour nos bambins, etc.

Il en est de même pour la numérisation lorsqu'elle prétend à la synthèse (seconde phase) dans des domaines complexes comme l'art, ou plus généralement la vie.

Pour s'en convaincre il suffit d'écouter le son numérisé de la première manière (puisqu'il s'agit d'un fichier mp3 transmis informatiquement**)

cliquer sur le casque pour entendre

et de le comparer au son que les scientifiques sont parvenus à rendre 1000 fois moins encombrant (transformé ici en mp3 pour l'audition, mais le procédé dans ce cas n'a pas occasionné de perte de qualité)

cliquer sur le casque pour entendre

"la méthode marche plutôt bien et il est difficile de discerner la musique synthétisée de l'originale" déclare en guise de conclusion le docteur Bocko."

Et vous qu'en pensez-vous ?

Evidemment, au-delà de l'aspect promotionnel, il faut reconnaître que, contrairement à ce qu'affirme le "Docteur Bocko" la route est encore longue...

Assurément, pour gagner la moitié de la qualité qui sépare un son de l'autre, le procédé perdra au moins la moitié de son avantage et le gain ne sera au mieux que d'un facteur 500*** ... et ainsi de suite.

En effet le nombre de paramètres qu'il faudra prendre en compte pour rétablir un peu de cette présence "clarinette" est important, et les variables correspondantes peuvent être très gourmandes (d'où une perte encore plus sensible au niveau du facteur gain)

On connaît bien cette progression géométrique et sa conclusion (c'est celle de la légende du jeu d'échec).

Très vite, le procédé devra alors réduire ses prétentions.
Deux choix se présentent
- il est abandonné
- il aura suffisamment modifié les habitudes d'écoute**** pour que la qualité atteinte, sans trop perdre de son "gain" de place, soit acceptable et devienne la nouvelle norme d'écoute.

C'est ce qui s'est produit, en informatique, dans le domaine de l'enseignement, où massivement chacun s'est replié sur les outils à interaction minimale que sont les générateurs de QCM, les générateurs de simulations mécaniques, les gestionnaires de flux d'information (l'outil synthétisant ces pratiques a le vent en poupe :il s'agit du Tableau Numériques Interactif, muni à présent de boitiers de réponse façon QPUC*****)

Un doute subsiste pourtant :
toutes ces technologies, n'ont-elles pas également un rendement terriblement décroissant du point de vue de leur composition-organisation ?

La montée en charge de la numérisation administrative dans la plupart des pays, nous le dira.

Avec déjà quelques indications (exemples du quotidien)

Lecture d'un agenda par reconnaissance de caractère et synthèse vocale

(message d'erreur sur le site de la Caisse d'Allocation Familiale, qui renvoie précisément à l'adresse en erreur)

cliquer sur l'image

Ce bambin (souhaitons lui que sa mère parviennent à trouver la bonne adresse de la Caisse d'Allocations Familiales) aura peut-être la réponse à la question posée, pour laquelle on peut oser le pronostic : comme pour le couteau électrique acquis par tous les ménages qui le pouvaient dans les années 1970, certains usages de l'informatique iront sagement se ranger au font d'un placard, tandis que d'autres, correspondant réellement à des besoins, dans des fourchettes de coût et des conditions de réalisation admissibles, se verront banalisés et deviendront partiellement insensibles aux effets de mode, tout comme la forme définitive du marteau.

* Bien sur, lorsque c'est l'effet recherché (certaines musiques en jouent, il vaut mieux se faire l'allié de ses handicaps) tout va bien. C'était le cas pour l'image numérique qui a tant vanté la disparition du grain dans sa transformation en lumière pure cernée de contours aussi nets que ceux des dessins animés.
Ce n'est pas toujours le cas, et de plus, peu à peu, les oreilles (et les yeux finissent par se rendre compte du manque de grain ... et, même en rajoutant, par le calcul, un peu de désordre, la gène subsiste)
** L'original est hors de portée de notre oreille ... présentement.

*** Plus précisément se verra "enfler" de plus de la moitié de sa taille.

**** Tant de personnes regardent des images déformées sur leur écran 16/9ème sans être choqué en quoi que ce soit de la distorsion.

***** Question Pour Un Champion. La compensation s'est faite, comme au cinéma, dans le domaine des effets spéciaux, c'est à dire au niveau de la forme.

Par Le bateleur - Publié dans : Robotique - Ecrire un commentaire - Voir les 2 commentaires - Communauté : Intelligence Artificielle

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