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Apport des réseaux de neurones dans le maillage spatial des paysages sonores urbains
Indicateurs
À l’échelle de la ville et pour des heures de flux continu du
trafic routier, le niveau équivalent L
Aeq
peut suffire à discri-
miner différents lieux, mais pour des paysages sonores
urbains changeants, il est nécessaire d’identifier les sour-
ces [3]. C’est pourquoi, outre les indicateurs énergétiques
globaux comme le L
Aeq
, l’écart-typeσde L
A,100ms
sur 15 minu-
tes, le L
A90
, ou le L
A10
, nous avons caractérisé toutes les
sources suivantes : les véhicules légers, les poids lourds, les
cyclomoteurs, les klaxons et sirènes, les voix, les oiseaux
et les activités diverses (livraisons de marchandises, acti-
vités commerciales, activités de travail, etc.). De plus, des
indicateurs spécifiques à chaque type de source ont été
calculés à partir de l’évolution temporelle L
A,100ms
:
- le pourcentage de temps de présence (T %) : Pourcentage
du temps durant lequel un seul type de source est présent
dans les 15 minutes d’enregistrement ;
- et l’émergence : Différence entre le L
A10
particulier pour
un type de source et le niveau global L
Aeq
.
Chaque source a été identifiée en réécoute par un expert.
S’il est relativement aisé de coder le passage d’un véhicule,
il n’en est pas de même pour les chants d’oiseaux. Les
chants d’oiseaux ne sont pas assez forts pour masquer
les autres sources, mais ils sont clairement remarqués
par les auditeurs.
Aussi, nous avons décidé de noter ces variables de façon
globale sur la durée de l’enregistrement. Le pourcentage
de temps de présence a été globalement estimé par un
auditeur «expert», variant de 0 à 100 % et l’émergence a
été distribuée suivant 6 unités perceptives de 0 à 5.
En outre, lorsqu’une source n’est pas entendue, le pour-
centage de temps de présence a été évidemment fixé à 0
et l’émergence a été déterminée en appliquant une valeur
de -15 dB (A), car nous avons supposé qu’une source qui
est de 15 dB (A) inférieure au niveau équivalent n’est pas
entendue.
Ainsi nous avons une base de 18 indicateurs pour chacun
des 70 lieux d’enregistrements, comme présentés dans
le tableau 1 montrant un échantillon des 18 indicateurs
extraits des enregistrements.
Réseaux de neurones/Cartes de Kohonen
Afin de discrétiser différentes zones tout le long du parcours
à partir de la base de données de 70 (lieux) x 18 (indica-
teurs), nous avons utilisé des cartes auto-organisatrices
de Kohonen de 30 neurones. La carte est organisée avec
un nombre réduit de neurones [6] par rapport au nombre
d’objets présentés en entrée.
Il s’agit d’une classification non supervisée. Cela regroupe
les lieux similaires dans un même neurone ou dans un
groupe de neurones qui sont proches les uns des autres.
Plus clairement, on considère 70 objets décrits par p
variables (18 dans notre cas). Chaque neurone de la
carte est caractérisé par un vecteur poids de dimension
p qui relie ce neurone à tous les indicateurs. Par exem-
ple, la première variable du poids de chaque vecteur
correspond au niveau équivalent L
Aeq
.
De même, la quatrième variable est le niveau L
A10
.
L’algorithme peut être décrit comme ceci : de façon
aléatoire un objet est présenté au réseau. Le neurone
de la carte qui est le plus proche de l’objet présenté, en
termes de distance euclidienne, est désigné comme le
neurone gagnant. Les poids de ce neurone sont alors
modifiés de telle sorte que la distance entre lui et l’ob-
jet présenté diminue. Les poids des neurones voisins
sont également modifiés dans une moindre mesure.
Indicateurs
Sources
Mesures
01
02 … 34
35 …
(1)
Indicateurs globaux
LAeq (dB(A))
54,0 56,8
69,5 68,9
(2)
Ecart-type (dB (A))
2,1 3,3
4,6
5,2
(3)
LA90 (dB (A))
51,2 51,2
60,8 59,0
(4)
LA10 (dB(A))
56,3 58,0
72,4 72,4
(5)
Véhicules légers
(VL)
%T
0,0 0,0
40,5 47,7
(6)
Émergence (dB(A))
-15,0 -15,0
1,4
3,7
(7)
Poids lourds
(PL)
%T
0,0 0,0
11,1 17,8
(8)
Émergence (dB(A))
-15,0 -15,0
6,4
5,2
(9)
Cyclomoteurs
%T
0,0 0,0
4,1
1,9
(10)
Émergence (dB(A))
-15,0 -15,0
4,8 11,4
(11)
Klaxons / Sirènes
%T
11,6 1,2
0,3
0,1
(12)
Émergence (dB(A))
4,6 -2,5
5,2 12,5
(13)
Voix
%T
1,6 11,7
22,6 6,4
(14)
Émergence (dB(A))
3,4 -2,3
4,7
4,4
(15)
Oiseaux
%T
100,0 100,0
50,0 10,0
(16)
Em. (unités perceptives)
5
5
1
1
(17)
Activités
%T
8,8 17,2
0,0
0,0
(18)
Émergence (dB(A))
6,0 9,6
-15,0 -15,0
Tabl. 1 : Données extraites de la base de données des 18 indicateurs