Caractérisation et reconnaissance de sons d'eau pour le suivi des activités de la vie quotidienne. Une approche fondée sur le signal, l'acoustique et la perception

摘要

Avec le vieillissement de la population, le diagnostic et le traitement des démences telle que la maladie d'Alzheimer constituent des enjeux sociaux de grande importance. Le suivi des activités de la vie quotidienne du patient représente un point clé dans le diagnostic des démences. Dans ce contexte, le projet IMMED propose une utilisation innovante de la caméra portée pour le suivi à distance des activités effectuées. Nous avons ainsi travaillé sur la reconnaissance de sons produits par l'eau, qui permet d'inférer sur un certain nombre d'activités d'intérêt pour les médecins, dont les activités liées à l'alimentation, à l'entretien, ou à l'hygiène. udSi divers travaux ont déjà été effectués sur la reconnaissance des sons d'eau, ils sont difficilement adaptables aux enregistrements de la vie quotidienne, caractérisés par un recouvrement important de différentes sources sonores. Nous plaçons donc ce travail dans le cadre de l'analyse computationnelle de scènes sonores, qui pose depuis plusieurs années les bases théoriques de la reconnaissance de sources dans un mélange sonore. udNous présentons dans cette thèse un système basé sur un nouveau descripteur audio, appelé couverture spectrale, qui permet de reconnaître les flux d'eau dans des signaux sonores issus d'environnements bruités. Des expériences effectuées sur plus de 7 heures de vidéo valident notre approche et permettent d'intégrer ce système au sein du projet IMMED. Une étape complémentaire de classification permet d'améliorer notablement les résultats. Néanmoins, nos systèmes sont limités par une certaine difficulté à caractériser, et donc à reconnaître, les sons d'eau.udNous avons élargi notre analyse aux études acoustiques qui décrivent l'origine des sons d'eau. Selon ces analyses, les sons d'eau proviennent principalement de la vibration de bulles d'air dans l'eau. Les études théoriques et l'analyse de signaux réels ont permis de mettre au point une nouvelle approche de reconnaissance, fondée sur la détection fréquentielle de bulles d'air en vibration. Ce système permet de détecter des sons de liquide variés, mais se trouve limité par des flux d'eau trop complexes et bruités. udAu final, ce nouveau système, basé sur la vibration de bulles d'air, est complémentaire avec le système de reconnaissance de flux d'eau, mais ne peux s'y substituer. Pour comparer ce résultat avec le fonctionnement de l'écoute humaine, nous avons effectué une étude perceptive. Dans une expérience de catégorisation libre, effectuée sur un ensemble important de sons de liquide du quotidien, les participants sont amenés à effectuer des groupes de sons en fonction de leur similarité causale. Les analyses des résultats nous permettent d'identifier des catégories de sons produits par les liquides, qui mettent en évidence l'utilisation de différentes stratégies cognitives dans l'identification les sons d'eau et de liquide. udUne expérience finale effectuée sur les catégories obtenues souligne l'aspect nécessaire et suffisant de nos systèmes sur un corpus varié de sons d'eau du quotidien. Nos deux approches semblent donc pertinentes pour caractériser et reconnaître un ensemble important de sons produits par l'eau.