EP2686845A1 - Procede et systeme de prediction de l'audibilite d'une emergence frequentielle d'un signal - Google Patents

Procede et systeme de prediction de l'audibilite d'une emergence frequentielle d'un signal

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EP2686845A1
EP2686845A1 EP12709111.4A EP12709111A EP2686845A1 EP 2686845 A1 EP2686845 A1 EP 2686845A1 EP 12709111 A EP12709111 A EP 12709111A EP 2686845 A1 EP2686845 A1 EP 2686845A1
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EP
European Patent Office
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frequency
emergence
component
mask
signal
Prior art date
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EP12709111.4A
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Gaël GUYADER
Françoise DUBOIS
Franck POISSON
Sabine MEUNIER
Guy RABAU
Christophe LOCQUETEAU
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SNCF Mobilites
Renault SAS
Original Assignee
SNCF Mobilites
Renault SAS
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Publication date
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Publication of EP2686845B1 publication Critical patent/EP2686845B1/fr
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L25/00—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
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    • G10L25/48—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00 specially adapted for particular use

Definitions

  • the invention relates to the prediction of the audibility of signals, in particular the audibility of frequency emergences of signals comprising one or more frequency components, and a masking background noise (also called mask).
  • a masking background noise also called mask
  • Frequency emergences comprise one or more frequency components corresponding to the rai es appearing on the signal spectra.
  • the prediction of the audibility of a frequency emergence makes it possible to determine whether a listener will be able to hear this frequency emergence masked by a background noise.
  • on-board systems for example alternators, diffibration systems, gearbox gears
  • these frequency components are conventionally masked by a background noise of the vehicle.
  • This noise mask corresponds for example to the vibrations of the car or to the outside wind.
  • detection threshold values can be obtained for a frequency component in the presence of a background noise, for example by performing tests on listeners. It should also be noted that these detection threshold values correspond to detectability indices, characterizing the ability to detect the presence of a frequency emergence in a masking background noise.
  • each frequency component when transmitting a frequency emergence comprising a plurality of frequency components, if each frequency component is presented at its detection threshold, known for each component alone in the masking noise, then the frequency emergence is said to be equal.
  • the detectability index of each frequency component is the same, and the detectability index of the frequency emergence as a whole is equal to the square root of the number of frequency components multiplied by the detecitability index. a single frequency component presented individually in the mask.
  • the methods for detecting equitably detectable frequency emergences do not make it possible to predict the audibility of a non-equi-detectable frequency emergence masked by a complex noise, that is to say having a plurality of frequency components, such that a background noise present when driving a motor vehicle or a train car, the frequency components of which are not at their detection threshold.
  • the object of the invention is therefore to solve the disadvantages mentioned above and, in particular, to allow the prediction of The audibility of a frequency emergence masked by a complex background noise.
  • a method for predicting the audibility of a frequency emergence of a signal comprising at least one reference frequency component comprising the following steps:
  • the level of the reference component obtained by the calculation therefore corresponds to the audibility of the frequency emergence as a whole.
  • the level of the reference frequency component corresponding to the audibility of the frequency emergence as a whole is obtained, comparable to the values known by experimentation.
  • the difference between, on the one hand, the difference between the level of the component and the detection threshold of the component is calculated for each frequency component. emi alone in the mask and, on the other hand, the difference between the level of the reference component and the detection threshold of the reference component AU is only in the mask.
  • a system for predicting the audibility of a frequency emergence of a signal comprising at least one reference frequency component, comprising means for analyzing said signal capable of identifying a noise mask. within said signal and frequency components of the frequency emergence, a plurality of filters whose passbands are respectively centered on the frequency components.
  • the system comprises means for calculating the level of the reference frequency component corresponding to the audibility of the frequency emergence as a whole as a function of the level of the mask within each filter, and the detection threshold of each frequency component emitted. alone in the mask.
  • the filters are rounded exponential filters.
  • the plurality of round exponential filters provides filtering similar to that performed by a human ear.
  • the mask can be a car cockpit sound or a train car sound.
  • a system capable of predicting the audibility of a frequency emergence of a signal, which may comprise a plurality of frequency components emitted within a complex noise, for example a car or car interior noise. of train.
  • FIG. 1 illustrates the spectrum of a signal comprising a plurality of frequency components
  • FIG. 2 illustrates the steps of the method according to the invention
  • FIG. 1 shows the spectrum of a signal S comprising a frequency emergence composed of five frequency components F1, F2, F3 F4 and F5.
  • a masking noise M for example a car interior noise or a train car noise.
  • the level of the frequency component Fl emitted in the masking noise M with the frequency components F2-F5 can be modified by the frequency components F2-F5, even if these frequency components are emitted at a level below their detection threshold.
  • the comparison of the frequency emergence level Ns and the level of the mask Nm does not allow, after a comparison with the known value of the threshold of detection of the frequency component alone, to predict the audibility of frequency emergence as a whole.
  • the sound signal in its entirety is recorded, that is to say the frequency emergence and masking noise.
  • This signal may be a signal emitted by an electric motor of a motor vehicle, recorded within the passenger compartment during a running phase of the vehicle.
  • a signal analysis step E02 is then implemented, in order to obtain the spectrum of said signal.
  • This analysis step may also include the identification of frequency emergence and masking noise.
  • step E03 The different frequency components of frequency emergence are then identified during step E03. We In particular, it will be possible to use masking noises previously obtained so as to identify the frequency components.
  • step E04 is implemented. This step corresponds to the filtering of the signal by means of a filter whose bandwidth is centered on said single frequency component, for example a rounded exponential filter, so as to obtain, for the filter, the mask alone within the band passer of the filter.
  • step E05 In order to determine whether this united frequency component is audible, it is possible to calculate the difference of the frequency emergence level Ns and the mask level Nm (step E05). This difference is then compared to the detection threshold of this frequency component during step E06.
  • the threshold of detection of the single frequency component is not modified when this frequency component is emitted in the frequency emergence as a whole, since the spectrum of this frequency emergence includes only the single frequency component. It is thus possible to use a value already known at the detection threshold, for example a value obtained during an experiment, by means of the mask obtained after filtering.
  • the obtaining of detection thresholds is in particular described in the document "Psychoacoustics: Facts and model, ZWICKER E. and FASTL H. (1999), 2nd Edition, Springer-Verlag, Berlin".
  • the frequency emergence comprises a plurality of frequency components, for example the frequency emergence of the signal S comprising five frequency components F 1 -F 5, then the step E07 is implemented.
  • This step E07 corresponds to a filtering of the signal by means of a plurality of filters.
  • the bandwidths of these filters are respectively centered on the frequency components of frequency emergence.
  • the mask alone is obtained within the bandwidth of the filter. This mask alone makes it possible in particular to determine the mask level and the detection threshold of the frequency component emitted alone in the masking noise.
  • five filters can be used for the signal S, whose passbands are respectively centered on the frequency components F 1 -F 5.
  • the index i corresponds to a frequency component of the frequency emergence of the signal, between 1 and n, where n is the number of frequency components of frequency emergence.
  • the index j corresponds to a reference frequency component selected from among the frequency components.
  • a step E08 for determining the levels of the frequency components N j / n and the masks N ilm within each filter is then implemented.
  • N j / n corresponds to the level of the frequency component emitted in a frequency emergence comprising n frequency components.
  • N ilm corresponds to the level of the mask within the filter centered on the frequency component.
  • Step E09 is then implemented. This step corresponds to the determination of the detection thresholds S i of each component emitted alone in the masking noise, in particular by using the level of the mask N ilm .
  • This step corresponds to the calculation of the level of each component with respect to its threshold when it is emitted alone in the masking noise, that is to say the calculation of the difference between N j / n and S,.
  • Steps E08, E09 and E10 are then repeated during step E1 and for each frequency component of frequency emergence.
  • AN UJ (N A -S l ) - (N J / n -S J ) (EQ1)
  • step E13 the level of the reference frequency component corresponding to the audibility of the frequency emergence as a whole, denoted S j / n, is calculated.
  • the frequency emergence detectability index comprising n frequency components is equal to the square root of the sum of the detectability indices, squared.
  • the detectability index of the frequency components alone can be replaced by that of the reference component.
  • the equation EQ3 thus makes it possible, during step E13, to calculate the level of the reference frequency component corresponding to the audibility of frequency emergence as a whole, and thus to obtain the audibility of the frequency emergence by comparing this value with the reference frequency component.
  • the final step E14 is implemented after the steps E06 and E13 so as to determine whether the frequency emergence is audible. A positive exit from the final step E14 indicates that the listener can hear the frequency emergence emitted in the masking background noise.
  • step E13 can be implemented for each component of the frequency emergence, whatever its level in the frequency emergence, by choosing a different reference component.
  • the method according to the steps E01 to E14 can be implemented for a plurality of frequency components of frequency emergence, it is thus possible to determine relationships between the frequency components. For example, the presence of certain Frequency components may have a greater influence on the audibility of frequency emergence as a whole than others.
  • FIG 3 there is shown schematically a system according to one aspect of the invention.
  • This system comprises recording and MEA analysis means capable of receiving a sound signal.
  • the recording and analysis means may for example comprise a microcomputer equipped with audio inputs.
  • the signal spectrum as well as the mask of this signal are then transmitted to a plurality of FLT filters, for example rounded exponential filters.
  • the bandwidths of these filters are respectively centered on the frequency components.
  • the filters may especially be those described in the document "GLASBERG and MOORE (2000), Frequency selectivity as a function of level and measured frequency with uniformly excited notched noi, Journal of Acoustical Society of America, 108 (5), 23 1 8 -2328 ".
  • the outputs of these filters communicate with calculation means MC, for example e able to implement on the one hand the steps E5 and E6 and on the other hand the steps E08 to E 13.
  • This frequency emergence can notably be non-equivilable, for which the method according to the invention is particularly advantageous thanks to a calculation of the detection threshold of each of the components of a frequency emergence comprising a plurality of frequency components, as a function of the thresholds. s detection of other frequency components.

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Abstract

Ce système de prédiction de l'audibilité d'une émergence fréquentielle d'un signal comprenant au moins une composante fréquentielle de référence, comprend des moyens d'analyse (MEA) dudit signal aptes à identifier un masque de bruit au sein dudit signal et des composantes fréquentielles de l'émergence fréquentielle, une pluralité de filtres (FLT) dont les bandes passantes sont respectivement centrées sur les composantes fréquentielles. Le système comprend des moyens de calcul (MC) du niveau de la composante fréquentielle de référence correspondant à l'audibilité de l'émergence fréquentielle dans son ensemble en fonction du niveau du masque au sein de chaque filtre, et du seuil de détection de chaque composante fréquentielle émise seule dans le masque. L'invention trouve application dans la prédiction de l'audibilité d'émergences fréquentielles émises au sein d'un habitacle de véhicule automobile ou d'une voiture de train.

Description

Procédé et système de prédiction de l' audibilité d' une émergence fréquentielle d' un signal
L ' invention concerne la prédiction de l ' audibilité de signaux, en particulier l ' audibilité d' émergences fréquentielles de signaux comportant une ou plusi eurs composantes fréquentielles, et un bruit de fond masquant (également appelé masque) .
Les émergences fréquentielles comprennent une ou plusieurs composantes fréquentielles correspondant aux rai es apparai ssant sur les spectres des signaux.
La prédiction de l ' audibilité d' une émergence fréquentielle permet de déterminer si un auditeur sera capable d' entendre cette émergence fréquentielle masquée par un bruit de fond.
Au sein des véhicules automobiles, les systèmes tournant embarqués, par exemple les alternateurs, les systèmes de di stribution, les pignons de boîte de vitesse, peuvent émettre de multiple s composantes fréquentielles de niveaux variés. Par ailleurs, ces composantes fréquentielles sont, de manière classique, masquées par un bruit de fond du véhicule. Ce masque de bruit correspond par exemple aux vibrations de la voiture ou au vent extérieur.
Afin d' améliorer le confort des usagers de tels véhicules, des procédés dits de design sonore peuvent être mi s en œuvre afin de diminuer l ' intensité de certaines composantes fréquentielles.
Cela étant, la présence d' une composante fréquentielle dans le spectre d' un bruit masquant n' implique pas l ' audibilité de cette composante dans le masque.
On pourra notamment se référer au document « Signal Détection Theory and Psychophy sics - Green D .M. and swets J.A. , 2nd édition » qui décrit la théorie de détection du signal . En particuli er, des valeurs dites de seuil de détection peuvent être obtenues pour une composante fréquentielle en présence d' un bruit de fond, par exemple en procédant à des tests sur des auditeurs. On notera également que ces valeurs de seuil de détection correspondent à des indices de détéctabilité, caractérisant la facilité à détecter la présence d'une émergence fréquentielle dans un bruit de fond masquant.
II est donc possible de prédire l'audibilité d'une seule composante fréquentielle émise dans un bruit de fond masquant.
En outre, lors de l'émission d'une émergence fréquentielle comportant une pluralité de composantes fréquentielles, si chaque composante fréquentielle est présentée à son seuil de détection, connu pour chaque composante seule dans le bruit masquant, alors l'émergence fréquentielle est dite équi-détectable, et l'on peut prévoir l'audibilité de l'émergence fréquentielle dans son ensemble. Dans ce cas particulier, l'indice de détéctabilité de chaque composante fréquentielle est le même, et l'indice de détéctabilité de l'émergence fréquentielle dans son ensemble est égal à la racine carré du nombre de composantes fréquentielles multipliée par l'indice de détéctabilité d'une seule composante fréquentielle présentée individuellement dans le masque.
Les procédés de détection d'émergences fréquentielles équi- détectables ne permettent pas de prédire l'audibilité d'une émergence fréquentielle non équi-détectable masqué par un bruit complexe, c'est- à-dire comportant une pluralité de composantes fréquentielles, tel qu'un bruit de fond présent lors du roulage d'un véhicule automobile ou d'une voiture de train, dont les composantes fréquentielles ne se situent pas au niveau de leur seuil de détection.
Par ailleurs, il existe des interactions entre les composantes fréquentielles d'une émergence fréquentielle qui modifie l'audibilité de cette émergence fréquentielle dans son ensemble.
Ainsi, il est impossible de prédire l'audibilité d'une émergence fréquentielle comportant une pluralité de composantes fréquentielles et masqué par un bruit complexe.
L'invention a donc pour but de résoudre les inconvénients mentionnés ci-dessus et, en particulier, de permettre la prédiction de 1 ' audibilité d' une émergence fréquentielle masquée par un bruit de fond complexe.
Selon un aspect, il est proposé un procédé de prédiction de 1 ' audibilité d' une émergence fréquentielle d' un signal comprenant au moins une composante fréquentielle de référence, comprenant le s étapes suivantes :
- analyse dudit signal de manière à identifier un masque de bruit au sein dudit signal ;
- identification des composantes fréquentielles de l ' émergence fréquentielle ;
- filtrage du signal au moyen d' une pluralité de filtres dont le s bandes passantes sont respectivement centrées sur les composantes fréquentielles de manière à obtenir le masque seul au sein de la bande passante du filtre ;
- calcul du niveau de la composante fréquentielle de référence correspondant à 1 ' audibilité de l ' émergence fréquentielle dans son ensemble en fonction du niveau de chaque composante fréquentielle, du niveau du masque au sein de chaque filtre, et du seuil de détection de chaque composante fréquentielle émi se seule dans le masque.
Un auditeur ne peut que déterminer 1 ' audibilité de l ' émergence fréquentielle dans son ensemble, le niveau de la composante de référence obtenu par le calcul correspond donc à 1 ' audibilité de l ' émergence fréquentielle dans son ensemble. Ainsi, on obtient le niveau de la composante fréquentielle de référence correspondant à 1 ' audibilité de l ' émergence fréquentielle dans son ensemble, comparable aux valeurs connues par expérimentation.
En outre, il est possible d' obtenir les valeurs des seuil s de détection des composantes lorsqu' elles sont émi ses seules à travers différents masques de bruits. On pourra par exemple utili ser un masque de bruit similaire au masque dudit signal obtenu après l ' étape de filtrage .
Avantageusement, on calcule pour chaque composante fréquentielle la différence entre, d' une part, la différence entre le niveau de la composante et le seuil de détection de la composante émi se seule dans le masque et, d' autre part, la différence entre le niveau de la composante de référence et le seuil de détection de la composante de référence émi se seule dans le masque.
Selon un autre aspect, il est proposé un système de prédiction de l ' audibilité d' une émergence fréquentielle d' un signal comprenant au moins une composante fréquentielle de référence, comprenant des moyens d' analy se dudit signal aptes à identifier un masque de bruit au sein dudit signal et des composantes fréquentielles de l ' émergence fréquentielle, une pluralité de filtres dont les bandes passantes sont respectivement centrées sur les composantes fréquentielles.
Le système comprend des moyens de calcul du niveau de la composante fréquentielle de référence correspondant à l ' audibilité de l ' émergence fréquentielle dans son ensemble en fonction du niveau du masque au sein de chaque filtre, et du seuil de détection de chaque composante fréquentielle émi se seule dans le masque.
Avantageusement, les filtres sont des filtres à exponentielle arrondie.
La pluralité de filtres à exponentielle arrondie permet d' obtenir un filtrage semblable à celui effectué par une oreille humaine.
Le masque peut être un bruit d' habitacle automobile ou de voiture de train.
Ainsi, on obtient un système apte à prédire l ' audibilité d ' une émergence fréquentielle d' un signal, pouvant comporter une pluralité de composantes fréquentielles émi ses au sein d' un bruit complexe, par exemple un bruit d ' habitacle automobile ou de voiture de train.
D'autres avantages et caractéri stiques de l'invention apparaîtront à l'étude de la description détaillée de modes de mi se en œuvre et de réali sation, pri s à titre d'exemples non limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquel s :
- la figure 1 illustre le spectre d'un signal comportant une pluralité de composantes fréquentielles,
- la figure 2 illustre les étapes du procédé selon l ' invention, et
- la figure 3 illustre schématiquement un système selon Γ invention. Sur la figure 1, on a représenté le spectre d'un signal S comportant une émergence fréquentielle composée de cinq composantes fréquentielles Fl, F2, F3 F4 et F5.
L'émergence fréquentielle est masquée par un bruit masquant M, par exemple un bruit d'habitacle automobile ou de voiture de train.
Le niveau de la composante fréquentielle Fl émise dans le bruit masquant M avec les composantes fréquentielles F2-F5 peut être modifié par les composantes fréquentielles F2-F5, et ce même si ces composantes fréquentielles sont émises à un niveau inférieur à leur seuil de détection.
Ainsi, la comparaison du niveau de l'émergence fréquentielle Ns et du niveau du masque Nm (après filtrage au moyen d'un filtre centré sur la fréquence de la composante Fl) ne permet pas, après une comparaison à la valeur connue du seuil de détection de la composante fréquentielle seule, de prédire l'audibilité de l'émergence fréquentielle dans son ensemble.
En outre, afin de modifier le seuil de détection de la composante fréquentielle Fl, il est possible, au moyen de procédés de design sonore, d'agir sur les composantes fréquentielles F2-F5 de manière à modifier la perception de cette composante fréquentielle Fl et donc de l'émergence fréquentielle par une oreille humaine.
Sur la figure 2, on a représenté les différentes étapes d'un procédé selon l'invention.
Lors d'une première étape E01, le signal sonore dans sa globalité est enregistré, c'est-à-dire l'émergence fréquentielle et le bruit masquant. Ce signal peut être un signal émis par un moteur électrique d'un véhicule automobile, enregistré au sein de l'habitacle pendant une phase de fonctionnement du véhicule.
Une étape d'analyse du signal E02 est ensuite mise en œuvre, afin d'obtenir le spectre dudit signal. Cette étape d'analyse peut également comprendre l'identification de l'émergence fréquentielle et du bruit masquant.
Les différentes composantes fréquentielles de l'émergence fréquentielle sont ensuite identifiées au cours de l'étape E03. On pourra notamment utili ser des bruits masquants obtenus préalablement de manière à identifier les composantes fréquentielles.
Si l ' émergence fréquentielle ne comporte qu' une composante fréquentielle unique alors l ' étape E04 est mise en œuvre. Cette étape correspond au filtrage du signal au moyen d' un filtre dont la bande passante est centrée sur ladite composante fréquentielle unique, par exemple un filtre à exponentielle arrondie, de manière à obtenir, pour le filtre, le masque seul au sein de l a bande passante du filtre.
Afin de déterminer si cette composante fréquentielle uni que est audible, on peut calculer la différence du niveau de l ' émergence fréquentielle Ns et du niveau du masque Nm (étape E05) . Cette différence est ensuite comparée au seuil de détection de cette composante fréquentielle lors de l ' étape E06.
Le seuil de détection de la composante fréquentielle unique n' est pas modifié lorsque cette composante fréquentielle est émi se dans l ' émergence fréquentielle dans son ensemble, pui sque le spectre de cette émergence fréquentielle ne comporte que la composante fréquentielle unique. On peut ainsi utiliser une valeur déj à connue du seuil de détection, par exemple une valeur obtenue lors d' une expérimentation, au moyen du masque obtenu après filtrage . L ' obtention de seuil s de détection est notamment décrite dans le document « Psychoacoustics : Facts and model s, ZWICKER E. et FASTL H. ( 1999), 2nd Edition, Springer- Verlag, Berlin » .
Si l ' émergence fréquentielle comporte une pluralité de composantes fréquentielles, par exemple l ' émergence fréquentielle du signal S comportant cinq composantes fréquentielles F 1 -F5 , alors l ' étape E07 est mi se en œuvre.
Cette étape E07 correspond à un filtrage du signal au moyen d' une pluralité de filtres. Les bandes passantes de ces filtres sont respectivement centrées sur les composantes fréquentielles de l ' émergence fréquentielle . On obtient ainsi, pour chaque composante fréquentielle et chaque filtre, le masque seul au sein de la bande passante du filtre. Ce masque seul permet notamment de déterminer le niveau du masque et le seuil de détection de la composante fréquentielle émise seule dans le bruit masquant.
On peut utiliser par exemple cinq filtres pour le signal S, dont les bandes passantes sont respectivement centrées sur les composantes fréquentielles F 1 -F5.
Dans les étapes suivantes, l'indice i correspond à une composante fréquentielle de l'émergence fréquentielle du signal, compris entre 1 et n, n étant le nombre de composantes fréquentielles de l'émergence fréquentielle. En outre, l'indice j correspond à une composante fréquentielle de référence, choisie parmi les composantes fréquentielles.
Une étape E08 de détermination des niveaux des composantes fréquentielles Nj/n et des masques Nilm au sein de chaque filtre est ensuite mise en œuvre. Pour chaque composante, Nj/n correspond au niveau de la composante fréquentielle émise dans une émergence fréquentielle comprenant n composantes fréquentielles. Nilm correspond au niveau du masque au sein du filtre centré sur la composante fréquentielle.
L'étape E09 est ensuite mise en œuvre. Cette étape correspond à la détermination des seuils de détection Si de chaque composante émise seule dans le bruit masquant, notamment en utilisant le niveau du masque Nilm .
Ensuite, une étape de calcul E10 est mise en œuvre. Cette étape correspond au calcul du niveau de chaque composante par rapport à son seuil lorsqu'elle est émise seule dans le bruit masquant, c'est-à- dire le calcul de la différence entre Nj/n et S, ..
Les étapes E08, E09 et E10 sont ensuite répétées au cours de l'étape Eli et ce pour chaque composante fréquentielle de l'émergence fréquentielle.
Les valeurs calculées et obtenues lors des étapes E08, E09 et
E10 peuvent être mémorisées de manière à être utilisées dans l'étape
E12 de calcul de la différence entre, d'une part, la différence entre le niveau de la composante Niln et le seuil de détection Si de la composante émise seule dans le masque et, d'autre part, la différence entre le niveau de la composante de référence, notée N]ln et le seuil de détection de la composante de référence émise seule dans le masque, noté S-. Les valeurs pour chaque composante, peuvent également être mémorisées, et l'on notera NU] la valeur obtenue pour chaque composante au cours de l'étape E12. Ainsi, on obtient l'équation EQ1 :
ANUJ=(NUn-Sl)-(NJ/n-SJ) (EQ1)
Avec Niln : niveau de la composante d'indice i en présence des n composantes de l'émergence fréquentielle, en décibel
N]ln : niveau de la composante de référence en présence des n composantes de l'émergence fréquentielle, en décibel
Si : seuil de détection de la composante d'indice i émise seule dans le bruit masquant, en décibel
S- : seuil de détection de la composante de référence émise seule dans le bruit masquant, en décibel
On calcule ensuite, au cours de l'étape E13, le niveau de la composante fréquentielle de référence correspondant à l'audibilité de l'émergence fréquentielle dans son ensemble, notée Sj/n.
En outre, la valeur de l'indice de détectabilité de chaque composante fréquentielle au sein de l'émergence fréquentielle dans son ensemble, noté d'j/n, et la valeur de l'indice de détectabilité de la composante fréquentielle de référence, noté d'j/n sont liées à la différence calculée au cours de l'étape E12 ANUj par la relation : /„ = 10 10 -d]tn (EQ2)
Avec d'Un : indice de détectabilité de la composante fréquentielle d'indice i émise au sein du de l'émergence fréquentielle comportant n composantes fréquentielles, sans unité
d'j/n : indice de détectabilité de la composante de référence émise au sein de l'émergence fréquentielle comportant n composantes fréquentielles, sans unité
On sait également que l'indice de détectabilité de l'émergence fréquentielle comportant n composantes fréquentielles est égal à la racine carré de la somme des indices de détectabilité, au carré. En outre, l'indice de détectabilité des composantes fréquentielles seules peut être remplacé par celui de la composante de référence. On obtient alors le niveau de la composante fréquentielle de référence correspondant à l'audibilité de l'émergence fréquentielle dans son ensemble S 'j,ln
Avec Sj/n : niveau de la composante fréquentielle de référence correspondant à l'audibilité de l'émergence fréquentielle dans son ensemble, en décibel
S- : seuil de détection de la composante de référence émise seule dans le bruit masquant, en décibel
L'équation EQ3 permet donc, au cours de l'étape E13, de calculer le niveau de la composante fréquentielle de référence correspondant à l'audibilité de l'émergence fréquentielle dans son ensemble, et donc d'obtenir l'audibilité de l'émergence fréquentielle en comparant cette valeur au niveau de la composante fréquentielle de référence.
L'étape finale E14 est mise en œuvre après les étapes E06 et E13 de manière à déterminer si l'émergence fréquentielle est audible. Une sortie positive de l'étape finale E14 indique que l'auditeur peut entendre l'émergence fréquentielle émise dans le bruit de fond masquant.
On notera que le calcul de la différence S.-S7n permet de déterminer l'amélioration de la détection.
Par ailleurs, l'étape E13 peut être mise en œuvre pour chaque composante de l'émergence fréquentielle, quelque soit son niveau dans l'émergence fréquentielle, en choisissant une composante de référence différente.
Le procédé selon les étapes E01 à E14 pouvant être mis en œuvre pour une pluralité de composantes fréquentielles de l'émergence fréquentielle, on peut ainsi déterminer des relations entre les composantes fréquentielles. A titre d'exemple, la présence de certaines composantes fréquentielles peut avoir une influence plus importante sur 1 ' audibilité de l ' émergence fréquentielle dans son ensemble que d' autres.
Sur la figure 3 , on a représenté de manière schématique un système selon un aspect de l ' invention.
Ce système comprend des moyens d' enregi strement et d' analyse MEA capable de recevoir un signal sonore .
Les moyens d' enregi strement et d' analyse peuvent par exemple comprendre un micro-ordinateur équipé d' entrées audio . Le spectre du signal ainsi que le masque de ce signal sont ensuite transmi s à une pluralité de filtre FLT, par exemple des filtres à exponentielle arrondi s. Les bandes passantes de ces filtres sont respectivement centrées sur les composantes fréquentielles. Les filtres peuvent notamment être ceux décrits dans le document « GLASBERG et MOORE (2000), Frequency selectivity as a function of level and frequency measured with uniformly exciting notched noi se, Journal of Acoustical Society of America, 108 (5), 23 1 8-2328 » .
Les sorties de ces filtres communiquent avec des moyens de calcul MC, par exempl e aptes à mettre en œuvre d' une part les étapes E5 et E6 et d' autre part les étapes E08 à E 13 .
Grâce à l ' invention, on obtient une amélioration de la prédiction de 1 ' audibilité d' une émergence fréquentielle composé de plusieurs composantes fréquentielles. On peut ainsi déterminer à partir du spectre du signal les composantes fréquentielles sur lesquelles on peut agir par des méthodes de design sonore pour diminuer 1 ' audibilité d' autres composantes.
Cette émergence fréquentielle peut notamment être non équi- détectable, pour lequel le procédé selon l ' invention est particulièrement avantageux grâce à un calcul du seuil de détection de chacune des composantes d' une émergence fréquentielle comportant une pluralité de composantes fréquentielles, en fonction des seuil s de détection des autres composantes fréquentielles.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de prédiction de 1 ' audibilité d' une émergence fréquentielle d' un signal (S) comprenant au moins une composante fréquentielle de référence, comprenant les étapes suivantes :
- analyse dudit signal de manière à identifier un masque (M) de bruit au sein dudit signal ;
- identification des composantes fréquentielles de l ' émergence fréquentielle ;
- filtrage du signal (S) au moyen d' une pluralité de filtres dont les bandes passantes sont respectivement centrées sur les composantes fréquentielles (F 1 -F5) de manière à obtenir, pour chaque filtre, le masque seul au sein de la bande passante du filtre ;
- calcul du niveau de la composante fréquentielle de référence correspondant à 1 ' audibilité de l ' émergence fréquentielle dans son ensemble en fonction du niveau de chaque composante fréquentielle, du niveau du masque au sein de chaque filtre, et du seuil de détection de chaque composante fréquentielle émi se seule dans le masque.
2. Procédé selon la revendi cation 1 , dans lequel on calcule pour chaque composante fréquentielle, la différence entre, d'une part, la différence entre le niveau de la composante et le seuil de détection de la composante émi se seul e dans le masque et, d' autre part, la différence entre le niveau de la composante de référence et le seuil de détection de la composante de référence émi se seule dans le masque.
3 . Système de prédiction de 1 ' audibilité d' une émergence fréquentielle d' un signal comprenant au moins une composante fréquentielle de référence, comprenant des moyens d' analyse (MEA) dudit signal aptes à identifier un masque de bruit au sein dudit signal et des composantes fréquentielles de l ' émergence fréquentielle, une pluralité de filtres (FLT) dont les bandes passantes sont respectivement centrées sur les composantes fréquentielles,
caractéri sé en ce qu' il comprend des moyens de calcul du niveau de la composante fréquentielle de référence correspondant à l ' audibilité de l ' émergence fréquentielle dans son ensemble en fonction du niveau de chaque composante fréquentielle, du niveau du masque au sein de chaque filtre, et du seuil de détection de chaque composante fréquentielle émi se seule dans le masque.
4. Système selon la revendication 3 , dans lequel les filtre s
(FLT) sont des filtres à exponentielle arrondie.
5. Système selon la revendication 3 ou 4, dans lequel le masque est un bruit d' habitacle de véhicule automobile ou de voiture de train.
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