FR2459587A1

FR2459587A1 - Appareil de transformation, transfert et retransformation d'un signal echantillonne

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Publication number: FR2459587A1
Application number: FR8013464A
Authority: FR
Original assignee: FJALLBRANT TORE
Current assignee: FJALLBRANT TORE
Priority date: 1979-06-19
Filing date: 1980-06-17
Publication date: 1981-01-09
Also published as: GB2055026B; GB2055026A; DE3022766A1; SE417475B; US4371973A; SE7905408L

Abstract

A.APPAREIL DE TRANSFORMATION, TRANSFERT ET RETRANSFORMATION D'UN SIGNAL ECHANTILLONNE, COMPRENANT, COTE EMETTEUR, UNE LIGNE A RETARD FA, UN ANALYSEUR DE SPECTRE, UNE UNITE LOGIQUE LO, UN TRANSFORMATEUR TEMPS-FREQUENCE ET UN COMMUTATEUR 01, ET, COTE RECEPTEUR, UN TRANSFORMATEUR FREQUENCE-TEMPS ET UNE UNITE DE RECONSTITUTION D'ECHANTILLONS A LIGNE A RETARD F, UNITE DE MULTIPLICATION M ET UNITE D'ADDITION SS. B.APPAREIL CARACTERISE EN CE QUE, COTE EMETTEUR, L'ANALYSEUR DE SPECTRE ET LE TRANSFORMATEUR TEMPS-FREQUENCE TFC SONT BRANCHES ENTRE LA LIGNE A RETARD FA ET L'UNITE LOGIQUE LO COMMANDANT LE COMMUTATEUR 01, ET EN CE QUE, COTE RECEPTEUR, LA LIGNE A RETARD F EST PRECEDEE D'UNE SECONDE LIGNE A RETARD FB. C.L'INVENTION S'APPLIQUE A L'ECHANTILLONNAGE DE SIGNAUX DE PAROLE.

Description

1.- 2459587

L'invention concerne un appareil de trans-

formation, transfert et retransformation d'un signal échantil-

lonné. Plus précisément l'invention concerne un appareil permet-

tant de transformer dans un émetteur un signal uniformément échantillonné en un signal non uniformément échantillonné, de transmettre ce signal non uniformément échantillonné à un récepteur, et de retransformer, dans ce récepteur, le signal non uniformément échantillonné en un signal uniformément échantillonné. On connaît déjà des appareils comprenant, côté émetteur, une ligne à retard à plusieurs sorties, un analyseur de spectre destiné à émettre des signaux divisés en secteurs de fréquence, l'entrée de cet analyseur de spectre étant branchée aux sorties de la ligne à retard, et sa sortie

à une unité logique d'analyse des signaux sortant de l'analy-

seur de spectre, et de production d'un signal de commande dépendant du résultat de l'analyse et destiné à être envoyé au récepteur, un transformateur temps-fréquence permettant de transformer dans le domaine des fréquences les paquets de signaux d'échantillonnage correspondants dans le domaine des

temps, et un commutateur permettant d'exclure certains échantil-

lons dans les paquets d'échantillons du domaine des fréquences; d'autre part du c8té récepteur ces appareils connus comprennent un transformateur fréquence-temps destiné à retransformer dans le domaine des temps les paquets de signaux d'échantillonnage correspondants du domaine des fréquences, et une unité de

reconstitution destinée à reconstituer les échantillons précé-

demment exclus, cette unité comprenant une ligne à retard à plusieurs sorties, une unité de multiplication branchée, c8té entrée, aux sorties de la ligne à retard et destinée à multiplier les échantillons par des coefficients pondérateurs emmagasinés en mémoire, sous le contr8le du signal de commande émis par l'émetteur, et enfin une unité d'addition branchée, c8té entrée,

aux sorties de l'unité de multiplication, et destinée à addi-

tionner les échantillons ainsi pondérés.

Les appareils du-type ci-dessus fonction-

nent en soi de façon satisfaisante mais souffrent d'un coetain bruit de quantification parasite dé au fait que lescoefficients de multiplication ont des amplitudes relativement élevées quand les signaux d'échantillonnage sont pondérés dans le domaine des 4o

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temps. On a d'autre part montré expérimentalement qu'il était possible d'obtenir une meilleure qualité de parole en modifiant le fonctionnement de l'unité logique pour mieux s'adapter aux

variations du signal de parole.

L'invention a donc pour but d'éliminer le bruit de quantification parasite et d'améliorer la qualité de

parole en s'adaptant mieux aux variations du signal de parole.

Cela permet ainsi d'obtenir une meilleure fidélité de reproduc-

tion de la parole grâce au fait que la totalité des fréquences contenues dans le signal de parole est tramise avec une plus

grande exactitude.

A cet effet l'invention concerne un appareil du type ci-dessus caractérisé en ce que, du côté émetteur, l'analyseur de spectre et le transformateur temps-fréquence (désignés dans leur ensemble par la référence TFC) sont tous deux branchés entre la ligne à retard Ut l'unité logique, le commutateur diexclusion de certains échantillons étant monté de manière à être contrôlé par le signal de commande issu de l'unité logique, ce signal de commande contenant une information

sur les secteurs de fréquence comprenant des échantillons d'am-

plitude faible par rapport à celles des échantillons d'autres secteurs, la ligne à retard du côté récepteur étant précédée d'une seconde ligne à retard comprenant au moins autant d'éléments que la première ligne à retard du récepteur, et le circuit d'addition étant branché directement, du c8té sortie, à

la sortie de l'appareil.

L'invention sera mieux comprise à la

lecture de la description détaillée qui suit et qui se réfère

aux dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 est un schéma de principe d'un appareil selon l'invention,

- la figure 2 est un diagramme d'échantil-

!lons relatif à la partie émetteur de l'appareil de la figure 1,

- la figure 3 est une variante de réalisa-

tion de la partie émetteur de l'appareil de la figure 1, et

- la figure 4 est un diagramme d'échantil-

lons relatif à une variante de réalisation de la partie émetteur.

L'appareil de la figure 1 comprend une partie émission et une partie réception. La partie émission

4o comprend une ligne à retard Fa branchée à l'entrée Y de l'ap-

3.- pareil et comportant un certain nombre de sorties, un analyseur de spectre destiné à émettre des signaux divisés en secteurs de fréquence, et un transformateur temps-fréquence destiné à transformer dans le domaine des fréquences les paquets de signaux d'échantillonnage correspondants au domaine des temps, ce transformateur étant repéré dans son ensemble par la référence TFC sur la figure 1, une unité logique Lo destinée à analyser les signaux issus du transformateur TFC et à produire un signal de commande dépendant du résultat de cette analyse,

et enfin un commutateur 01 destiné à exclure certains échantil-

lons des paquets d'échantillons du domaine des fréquences.

Le transformateur temps-fréquence et l'analyseur de spectre peuvent constituer une même unité (bien que cela ne soit pas absolument nécessaire), car les secteurs

de fréquence de l'analyseur peuvent être identiques aux fréquen-

ces des échantillons individuels du domaine des fréquences à la sortie du transformateur temps-fréquence. L'unité TÉC se trouve ainsi montée entre la ligne à retard Fa et l'unité logique Lo. Le commutateur 01 est branché entre le c8té sortie de l'unité TFC et le milieu de transfert L situé du côté récepteur, ce commutateur pouvant être commandé par le signal de commande issu de l'unité logique Lo. Le signal de commande contient une

information sur les secteurs de fréquence contenant des échantil-

lons d'amplitude faible par rapport à êelle des échantillons des

autres secteurs, cette information étant par exemple une infor-

mation momentanée sur trois paquets parmi un total de neuf.

La partie récepteur comprend une unité de reconstitution F-M-S destinée à reconstituer les échantillons précédemment exclus, une ligne à retard F à plusieurs sorties, une unité de multiplication M branchée, c8té entrée, aux sorties

de la ligne à retard F et destinée à effectuer une multiplica-

tion pondérée des échantillons par des coefficients stockés dans une mémoire sous le contrôle du signal de commande issu de l'unité logique LO, -et une unité d'addition S branchée, c8té entrée, aux sorties de l'unité de multiplication M, et destinée à faire la somme des échantillons ainsi pondérés. La mémoire peut être située, de même que les circuits de multiplication, dans l'enceinte de l'unité M. La ligne à retard F est précédée d'une seconde ligne à retard Fb comportant au moins autant d'éléments de retard que la ligne F. Le circuit d'addition S

directement branché, c8té sortie, à la sortie U de l'appareil.

La figure 2 représente un diagramme a de paquets d'échantillons du domaine des temps, côté entrée de la ligne à retard Fa, un diagramme b de paquets d'échantillons du domaine des fréquences, côté sortie de l'unité TFC, et un diagramme d'échantillons c du domaine des fréquences, après le commutateur 01. Les diagrammes a et b concernent un signal uniformément échantillonné, divisé en paquets I, II... contenant chacune neuf échantillons, tandis que le diagramme c concerne un signal non uniformément échantillonné dans lequel on a

supprimé trois échantillons par paquet.

Dans l'unité TFC les échantillons de signal du domaine des temps sont transformés, de façon connue, par

paquets de neuf échantillons par exemple, en échantillons corres-

pondants du domaine des fréquences, par une transformation de FourY' discrète ou par une transformation cosinusoldale discrète, ou encore par une transformation correspondant à la publication "Système de transmission à compression de données de signaux de parole" de T. Fjâllbrandt, Isy Report 0304 7/6/1979, Institute for System Technology, Université de Link6ping. Par cette dernière transformation les échantillons de chaque paquet du domaine des fréquences peuvent 8tre répartis non uniformément, bien que les échantillons correspondants du domaine des temps

soient répartis uniformément à l'intérieur des paquets.

Du fait du fonctionnement du commutateur 01, les échantillons du domaine des fréquences exclus dans chaque paquet, sont ceux dont les amplitudes relatives sont très faibles par rapport aux autres échantillons du paquet. La figure 2 montre que les échantillons portant les numéros de position 4, 5 et 9 ont été exclus par le commutateur 01 dans

les paquets N65 I et II.

Du côté récepteur les coefficients de multiplication stockés en mémoire sont choisis de telle manière que la transformation inverse voulue dans le domaine des temps, puisse s'effectuer par exemple au moyen d'une transformation de

Fourier discrète inverse ou d'une transformation inverse analo-

gue, suivant le procédé choisi pour faire fonctionner l'unité

TFC du côté émetteur.

Les lignes à retard Fb et F, comme décrit

ci-dessus, comportent un nombre égal d'éléments de retard.

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Quand la ligne à retard Fb a été remplie d'échantillons reçus, constituant un paquet, ces échantillons sont rapidement transmis à la ligne à retard F, et sont utilisés comme signaux d'entrée de l'unité de multiplication M, tandis que la ligne à retard Fb est de nouveau remplie d'échantillons en provenance du paquet suivant. Comme le signal de commande issu de l'unité logique LO indique les échantillons exclus d'un paquet du

domaine des fréquences, il est possible de choisir convenable-

ment les coefficients des échantillons restants du paquet.

La figure 3 représente une variante de réalisation de la partie émetteur de l'appareil. La ligne à retard Fa est précédée ici d'un second commutatmr 02 capable d'exclure des groupes d'échantillons. Ces groupes peuvent, sans que cela soit absolument nécessaire, contenir exactement le même nombre d'échantillons que les paquets. Du c8té récepteur le transformateur fréquence-temps F-M-S est capable à la fois

de transformer dans le domaine des temps les paquets d'échantil-

lons correspondants du domaine des fréquences, et de recons-

tituer les groupes d'échantillons exclus par le second commuta-

teur 02. Les lignes à retard Fb et F comportent chacune un nombre d'éléments de retard égal au nombre de positions des deux paquets d'échantillons, de façon que les deux paquets d'échantillons transférés, tels que par exemple les paquets I et II de la figure 4, soient pris en compte simultanément

dans chaque ligne à retard. -

Les échantillons des paquets perdus, exclus par fonctionnement du commutateur 02, sont reconstitués dans l'unité F-M-S de la même manière que les échantillons des paquets adjacents, par transformation inverse permettant de passer du domaine des fréquences au domaine des temps, mais par ce moyen les échantillons perdus prennent une valeur moyenne entre les

échantillons des deux paquets adjacents du domaine des fréquences.

Chaque échantillon du domaine des fréquences, tel que par exemple un échantillon du paquet II, prend ainsi la valeur

moyenne entre les échantillons correspondants des paquets adja-

cents I et II. Ceci est le procédé le plus simple d'interpola-

tion des échantillons exclus. Un procédé plus précis consiste à pondérer, par des coefficients d'interpolation, des échantillons pris dans un plus grand nombre de paquets que ceux immédiatement adjacents. Dans ce cas cependant les lignes à retard doivent

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être plus longues.

La figure 4 représente un diagramme d'échantillons a' du domaine des temps dans lequel un paquet Il est exclus, ainsi qu'un diagramme d'échantillons correspondant b' du domaine des fréquences dans lequel trois échantillons (correspondants aux positions 4, 5, 9) sont exclus dans les

paquets I et II.

7._ 2459537

Claims

REVENDICATIONS

1.- Appareil destiné à transformer, dans un émetteur, un signal uniformément échantillonné en un signal non uniformément échantillonné, à transférer ce signal mon uniformément échantillonné à un récepteur, et à retransformer dans ce récepteur le signal non uniformément échantillonné transmis en un signal échantillonné, cet appareil comprenant du côté émetteur une ligne à retard (Fa) à plusieurs sorties, un analyseur de spectre destiné à émettre des signaux divisés en secteurs de fréquence, cet analyseur étant branché, du côté entrée, aux sorties de la ligne à retard (Fa) et, du côté sortie, à une unité logique (LO) destinée à analyser les signaux de l'analyseur de spectre et à produire un signal de commande dépendant du résultat de cette analyse et destiné au récepteur, un transformateur temps-fréquence destiné à transformer dans le domaine des fréquences les paquets d'échantillons de signaux correspondants du domaine des temps, et un commutateur (01)

destiné à exclure certains échantillons dans les paquets d'échan-

tillons du domaine des fréqucens, l'appareil comprenant égale-

ment, du côté récepteur, un transformateur fréquence-temps des-

tiné à retransformer dans le domaine des temps les paquets

d'échantillons de signaux correspondants du domaine des fréquen-

ces, une unité de reconstitution destinéeà reconstituer les échantillons précédemment exclus et comprenant une ligne à retard (F) à plusieurs sorties, une unité de multiplication (M) branchée, côté entrée, aux sorties de la ligne à retard (F)

et destinée à effectuer une multiplication pondérée des échan-

tillons par des coeffidents stockés en mémoire sous le contrôle d'un signal de commande issu de l'émetteur, et une unité d'addition (t s) branchée, côté entrée, aux sorties de l'unité

de multiplication (M) et destinée à faire la somme des échantil-

lons ainsi pondérés, appareil caractérisé en ce que,du côté

émetteur, l'analyseur de spectre et le transformateur temps-

fréquence (désignés eans leur ensemble par la référence TFC) sont tous deux branchés entre la ligne à retard (Fa) et l'unité logique,(LO), le commutateur (01) d'exclusion de certains échantillons étant monté de manière à être contrôlé par le signal de commande issu de l'unité logique (LO), ce signal de commande contenant une information sur lessecteurs de fréquence

4 comprenant des échantillons d'amplitude faible par rapport à cel-

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le des échantillons d'autres secteurs, la ligne à retard (F) du c8té récepteur étant précédée d'une seconde ligne à retard (Fb) comprenant au moins autant d'éléments que la première ligne à retard (F) du récepteur, et le circuit d'addition (Irs) étant branché directement, du c8té sortie, à la sortie de l'appareil. 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que-du c8té émetteur la ligne à retard (Fa) est précédé d'un second commutateur (02) destiné à exclure des groupes d'échantillons, et en ce que du c8té récepteur le transformateur fréquence-temps peut à la fois transformer dans le domaine des temps les paquets d'échantillons de signaux correspondants du domaine des fréquences, et reconstituer les groupes dtéchantillons exclus par le second commutateur (02), la ligne à retard (F) du récepteur et la seconde ligne à retard (Fb) comportant chacune un nombre d'éléments de retard égal au nombre de positions contenues dans les deux paquets d'échantillons.