FR2783991A1 - TELEPHONE WITH MEANS FOR INCREASING THE SUBJECTIVE PRINTING OF THE SIGNAL IN THE PRESENCE OF NOISE - Google Patents
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Abstract
Description
DESCRIPTIONDESCRIPTION
L'invention concerne un dispositif de restitution audio comportant des moyens de mesure de bruit et des moyens de compression de la dynamique d'un signal audio. Elle concerne également un procédé de restitution audio comportant une étape de mesure de bruit et une étape de compression de la dynamique d'un signal audio. Elle concerne enfin un téléphone comportant un tel dispositif, ou mettant en ceuvre un tel procédé. L'invention a d'importantes applications, notamment pour les téléphones mobiles qui sont appelés à être utilisés dans des environnements particulièrement bruyants. Lorsque le niveau sonore ambiant devient trop important, le signal audio est noyé dans le bruit, ce qui The invention relates to an audio reproduction device comprising noise measuring means and means for compressing the dynamics of an audio signal. It also relates to an audio reproduction method comprising a step of measuring noise and a step of compressing the dynamics of an audio signal. Finally, it relates to a telephone comprising such a device, or implementing such a method. The invention has important applications, especially for mobile phones that are expected to be used in particularly noisy environments. When the ambient sound level becomes too great, the audio signal is embedded in the noise, which
rend l'utilisation du téléphone très inconfortable. makes the use of the phone very uncomfortable.
La demande de brevet allemand DE 195 33 260 A1 décrit un dispositif de restitution audio qui comporte des moyens pour mesurer le bruit de fond ambiant. Selon le niveau de bruit mesuré, la dynamique du signal audio (c'est-à-dire le rapport entre l'amplitude la plus élevée et lI'amplitude la plus faible du signal) est éventuellement réduite: les amplitudes les plus basses German patent application DE 195 33 260 A1 discloses an audio reproduction device which comprises means for measuring ambient background noise. Depending on the measured noise level, the dynamics of the audio signal (ie the ratio between the highest amplitude and the smallest amplitude of the signal) is possibly reduced: the lowest amplitudes
du signal audio sont augmentées tandis que les amplitudes les plus fortes restent inchangées. of the audio signal are increased while the highest amplitudes remain unchanged.
Ce document ne propose aucune méthode précise pour modifier la dynamique du signal à partir This document does not propose any precise method for modifying the signal dynamics from
du bruit de fond mesuré.measured background noise.
L'invention a notamment pour but de proposer une méthode totalement adaptative pour modifier la dynamique du signal audio. L'invention propose également de prendre en compte, non seulement le bruit de fond ambiant (dit bruit local) mais aussi le bruit qui résulte The object of the invention is in particular to propose a method that is totally adaptive for modifying the dynamics of the audio signal. The invention also proposes to take into account, not only the ambient background noise (called local noise) but also the noise that results
de la transmission du signal audio (dit bruit distant) et qui est intrinsèque au signal reçu. the transmission of the audio signal (said remote noise) and which is intrinsic to the received signal.
Ces buts sont atteints avec les dispositifs de restitution audio tels que revendiqués dans These goals are achieved with the audio rendering devices as claimed in
les revendications 1 et 2 de la présente demande. claims 1 and 2 of the present application.
De façon avantageuse, la loi de compression appliquée au signal audio est au moins déterminée par les paramètres suivants: - un taux de compression T qui correspond à une évolution décroissante du gain G en fonction de l'amplitude Uin, au moins à partir d'un seuil T2, dit seuil de transition, - et une amplitude de référence C supérieure ou égale audit seuil de transition (C>T2) et pour Advantageously, the compression law applied to the audio signal is at least determined by the following parameters: a compression ratio T which corresponds to a decreasing evolution of the gain G as a function of the amplitude Uin, at least starting from a threshold T2, called the transition threshold, and a reference amplitude C greater than or equal to said transition threshold (C> T2) and for
laquelle le gain G est égal à un.which gain G is equal to one.
L'invention consiste également à introduire ledit seuil de transition T2 pour tenir compte des effets sur le bruit distant de la compression de la dynamique du signal audio: dans la plus part des cas le bruit distant présent dans le signal audio est plus faible que le seuil de transition. L'invention consiste dans un premier mode de réalisation à limiter le gain maximum appliqué aux faibles amplitudes de façon à limiter l'amplification du bruit distant. Dans un second mode de réalisation l'invention consiste à ajouter une phase d'expansion de la dynamique du signal audio pour les amplitudes inférieures à un second seuil TI (inférieur au The invention also consists in introducing said transition threshold T2 to take into account effects on the noise that is remote from the compression of the dynamics of the audio signal: in most cases the distant noise present in the audio signal is lower than the noise transition threshold. The invention consists in a first embodiment of limiting the maximum gain applied to small amplitudes so as to limit the amplification of the distant noise. In a second embodiment, the invention consists in adding an expansion phase of the audio signal dynamics for amplitudes lower than a second threshold TI (less than
premier seuil T2) de façon à réduire le bruit distant. first threshold T2) so as to reduce the distant noise.
Conformément à l'invention, un ou plusieurs des paramètres T-r, C, Tl et T2 qui permettent de caractériser la loi utilisée sont des fonctions continues ou discontinues du bruit According to the invention, one or more of the parameters T-r, C, Tl and T2 which make it possible to characterize the law used are continuous or discontinuous functions of the noise
local et / ou du bruit distant contenu dans le signal audio. local and / or distant noise contained in the audio signal.
L'invention sera mieux comprise et d'autres détails apparaîtront dans la description qui The invention will be better understood and other details will appear in the description which
va suivre en regard des dessins annexés qui sont donnés à titre d'exemple non limitatifs et dans lesquels: - la figure 1 représente un exemple de téléphone comportant un dispositif de restitution audio, - les figures 2, 3, 6 et 7 donnent des exemples de différents types de lois de compression, - la figure 4 est un schéma en blocs résumant les différentes étapes mises en oeuvre pour la sélection d'une loi de compression, puis pour le calcul du gain à appliquer au signal audio conformément à la loi de compression sélectionnée, - la figure 5 est un diagramme résumant les étapes d'un procédé de restitution audio selon l'invention. Sur la figure 1 on a représenté un exemple de téléphone 1 comportant un dispositif de restitution audio 2. Ce téléphone comporte notamment un microphone 10 relié à un convertisseur analogique - numérique 20 lui même relié à un codeur de parole 30. Ce codeur de parole 30 est relié d'une part à un codeur de canal 40 et d'autre part à des moyens 50 de mesure du bruit de fond NI. La sortie du codeur de canal 40 est reliée à un circuit classique 60 d'émission - réception radio. Ce circuit 60 d'émission - réception radio est également relié à un décodeur de canal 70 qui traite les signaux reçus par le téléphone. Ce décodeur de canal 70 est relié à un décodeur de parole 80 qui fournit un signal audio Uin. Ce décodeur de parole 80 est relié d'une part à des moyens 90 de mesure du bruit distant Nr contenu dans le signal audio Uin, et d'autre part à des moyens 100 de compression de la dynamique du signal audio Uin. Les mesures de bruit local NI et de bruit distant Nr élaborées par les moyens de mesure de bruit 50 et 90 sont fournies en entrée des moyens de compression 100. Ces mesures sont utilisées par les moyens de compression 100 pour déterminer la loi de compression à appliquer au signal audio Uin. Les moyens de compression 100 délivrent un signal audio Uout qui est appliqué sur FIG. 1 represents an example of a telephone including an audio reproduction device, FIGS. 2, 3, 6 and 7 give examples. various types of compression laws, - Figure 4 is a block diagram summarizing the different steps used for the selection of a compression law, then for the calculation of the gain to be applied to the audio signal in accordance with the law of selected compression, - Figure 5 is a diagram summarizing the steps of an audio reproduction method according to the invention. FIG. 1 shows an example of a telephone 1 comprising an audio reproduction device 2. This telephone notably comprises a microphone 10 connected to an analog-to-digital converter 20 itself connected to a speech coder 30. This speech coder 30 is connected on the one hand to a channel encoder 40 and on the other hand to means 50 for measuring the background noise NI. The output of the channel coder 40 is connected to a conventional radio transmission-reception circuit 60. This radio transmission / reception circuit 60 is also connected to a channel decoder 70 which processes the signals received by the telephone. This channel decoder 70 is connected to a speech decoder 80 which provides an audio signal Uin. This speech decoder 80 is connected on the one hand to means 90 for measuring the remote noise Nr contained in the audio signal Uin, and on the other hand to means 100 for compressing the dynamics of the audio signal Uin. The local noise NI and the remote noise measurements Nr produced by the noise measurement means 50 and 90 are supplied at the input of the compression means 100. These measurements are used by the compression means 100 to determine the compression law to be applied. to the audio signal Uin. The compression means 100 deliver an audio signal Uout which is applied to
l'entrée d'un convertisseur numérique- analogique 110 lui-même relié à un écouteur 120. the input of a digital-to-analog converter 110 which is itself connected to a receiver 120.
Lesdits moyens de mesure de bruit comportent: - des moyens classiques pour distinguer un signal de bruit seul d'un signal contenant de la parole et du bruit (il peut s'agir par exemple de moyens de détection de parole), Said noise measuring means comprise: conventional means for distinguishing a single noise signal from a signal containing speech and noise (it may be for example speech detection means),
- des moyens de mesure de la puissance des signaux de bruit seul. means for measuring the power of the noise signals alone.
Le bruit pouvant être considéré comme stationnaire sur une période de l'ordre de 2s (alors que la parole ne l'est que sur une période de l'ordre de 20ms), il suffit de rafraîchir la mesure de The noise can be considered stationary over a period of the order of 2s (while the noise is only over a period of about 20ms), just refresh the measurement of
bruit sur chaque signal de bruit seul reçu. noise on each noise signal received alone.
Les moyens de compression 100 ont pour but de comprimer la dynamique du signal audio en fonction du bruit local et, dans un mode de réalisation préférentiel, du bruit distant mesurés. La compression de la dynamique d'un signal correspond en fait à une multiplication de The compression means 100 are intended to compress the dynamics of the audio signal as a function of the local noise and, in a preferred embodiment, measured remote noise. The compression of the dynamics of a signal corresponds to a multiplication of
chaque échantillon de ce signal par un gain qui dépend de l'amplitude dudit échantillon. each sample of this signal by a gain which depends on the amplitude of said sample.
Différentes familles de lois de compression peuvent être utilisées. Dans un but de simplification de l'exposé, l'invention va maintenant être décrite en utilisant deux familles particulières de lois de compression qui sont représentées sur les figures 2 et 3. L'invention n'est toutefois pas limitée à ces familles particulières, et on indiquera à titre d'exemple à la fin Different families of compression laws can be used. For the purpose of simplifying the disclosure, the invention will now be described using two particular families of compression laws which are represented in FIGS. 2 and 3. However, the invention is not limited to these particular families. and we will indicate as an example at the end
de la description d'autres familles qui peuvent également être utilisées. from the description of other families that can also be used.
Sur la figure 2 on a représenté trois lois de compression d'une première famille de lois. FIG. 2 shows three compression laws of a first family of laws.
Cette première famille de lois correspond à un premier type d'évolution du gain en fonction de This first family of laws corresponds to a first type of evolution of the gain according to
lI'amplitude.lI'amplitude.
Dans la suite de la description les références du type XdB sont utilisées pour désigner la In the remainder of the description, references of the XdB type are used to designate the
valeur en décibels d'une variable X, alors que les références du type X (sans indice) sont value in decibels of a variable X, while the references of the type X (without index) are
utilisées pour désigner la valeur linéaire d'une variable X. En d'autres termes, XdB = log(X). used to denote the linear value of a variable X. In other words, XdB = log (X).
Sur la figure 2, le gain GdB est une fonction linéaire décroissante de l'amplitude UindB. In FIG. 2, the gain GdB is a decreasing linear function of the amplitude UindB.
Les trois lois d'évolution du gain qui ont été représentées sont donc des droites Di qui sont caractérisées par leur pente bi et par le fait qu'elles associent toutes un gain nul à un niveau The three laws of evolution of the gain which have been represented are thus straight lines Di which are characterized by their slope bi and by the fact that they associate all a gain null to a level
d'amplitude CdB qu'on appellera niveau de référence dans la suite de la description. of amplitude CdB that will be called reference level in the following description.
L'équation de ces droites Di s'écrit donc: Di:GdB = bi.[CdB - UindB] ≤> Di:log(G) = b.[log(C)- log(Uin)] = log(C/Uin)(b') Di:G = (C/Uin)(b) (1) o G, Uin et C sont les valeurs linéaires du gain GdB, de l'amplitude AdB et du niveau de The equation of these straight lines Di is written as follows: Di: GdB = bi [CdB-UindB] ≤> Di: log (G) = b [log (C) - log (Uin)] = log (C / Uin) (b ') Di: G = (C / Uin) (b) (1) where G, Uin and C are the linear values of the gain GdB, the amplitude AdB and the level of
référence CdB, et b1 est la valeur absolue de la pente de la droite Di. reference CdB, and b1 is the absolute value of the slope of the straight line Di.
Soient Uinl et Uin2 deux amplitudes du signal audio portées sur l'entrée des moyens de compression, et Uoutl et Uout2 les deux amplitudes correspondantes obtenues en sortie des moyens de compression. De l'équation (1) on peut déduire que les deux amplitudes Uoutl et Uout2 obtenues sont liées par la relation suivante: c b Uoutl Uinl Uin Uinl)(b) (2) Uout2 C b Uin2 t U in 2 (Un2v On peut déduire de cette équation (2) que toute variation dans l'amplitude du signal d'entrée est reportée dans le signal de sortie avec un facteur de réduction (1-bi). Ce facteur de réduction est appelé taux de compression et noté Ti (,ri=l- bi). L'équation (1) s'écrit donc également: G = (C/Uin)11i) (1) Finalement l'effet de compression de la dynamique du signal audio est d'autant plus important que la pente bj de la droite Di est importante, et donc que le taux de compression T- Let Uin1 and Uin2 be two amplitudes of the audio signal carried on the input of the compression means, and Uout1 and Uout2 the two corresponding amplitudes obtained at the output of the compression means. From equation (1) we can deduce that the two amplitudes Uoutl and Uout2 obtained are linked by the following relation: cb Uoutl Uinl Uin Uinl) (b) (2) Uout2 C b Uin2 t U in 2 (Un2v We can deduce from this equation (2) that any variation in the amplitude of the input signal is reported in the output signal with a reduction factor (1-bi) .This reduction factor is called the compression ratio and denoted by Ti (, Equation (1) can also be written as follows: G = (C / Uin) 11i) (1) Finally, the compression effect of the dynamics of the audio signal is all the more important as the slope bj of the straight line Di is important, and therefore that the compression ratio T-
est faible. Sur la figure 2 on a b1<b2<b3 et t11>T2>T3. is weak. In Figure 2 we have b1 <b2 <b3 and t11> T2> T3.
Sur la figure 3 on a représenté trois autres lois de compression d'une seconde famille de lois. Cette seconde famille de lois correspond à un second type d'évolution du gain en fonction de l'amplitude. Ces lois sont identiques à celles de la figure 2 pour les amplitudes UindB qui sont supérieures à un seuil de transition T2dB inférieur ou égal à CdB. En deçà du seuil de transition T2dB, le gain GdB a une valeur constante GmaxdB quelque soit l'amplitude UindB considérée. En d'autres termes, dans cet exemple on a introduit une limitation du gain maximum applicable aux échantillons du signal audio. Ce mode de réalisation permet de limiter l'amplification du bruit distant contenu dans le signal audio. En effet le bruit distant qui est présent dans le signal audio correspond en général à des amplitudes inférieures au seuil de transition T2. En amplifiant les faibles amplitudes du signal audio, on risque donc d'amplifier le bruit distant. Et ce risque d'amplification du bruit distant est d'autant plus important que la compression est forte, c'est-à-dire que le taux de compression est faible. La valeur à laquelle on choisit de limiter le gain maximum applicable au signal audio est donc d'autant plus faible que Figure 3 shows three other laws of compression of a second family of laws. This second family of laws corresponds to a second type of evolution of the gain as a function of the amplitude. These laws are identical to those of FIG. 2 for the amplitudes UindB which are greater than a transition threshold T2dB less than or equal to CdB. Below the transition threshold T2dB, the gain GdB has a constant value GmaxdB regardless of the amplitude UindB considered. In other words, in this example a limitation of the maximum gain applicable to the samples of the audio signal has been introduced. This embodiment makes it possible to limit the amplification of the distant noise contained in the audio signal. Indeed, the distant noise that is present in the audio signal generally corresponds to amplitudes lower than the transition threshold T2. By amplifying the small amplitudes of the audio signal, it is therefore likely to amplify the distant noise. And this risk of amplification of the remote noise is all the more important that the compression is strong, that is to say that the compression ratio is low. The value at which one chooses to limit the maximum gain applicable to the audio signal is therefore even lower than
la compression est forte (sur la figure 3 on a Gmax3dB>Gmax2dB>GmaxldB). the compression is strong (in Figure 3 we have Gmax3dB> Gmax2dB> GmaxldB).
Dans la suite on va décrire en détails un mode de réalisation de l'invention, pour une In the following we will describe in detail one embodiment of the invention, for a
famille de lois du second type (figure 3). family of laws of the second type (figure 3).
Conformément à l'invention, les paramètres qui caractérisent l'évolution du gain en fonction de l'amplitude (T, C, et T2 dans l'exemple qui va être décrit) sont des fonctions continues ou discontinues du bruit local et éventuellement, dans un mode de réalisation préférentiel, du bruit distant contenu dans le signal lui-même: T2 = fl(Nr, Ni) C = f2(N,, Ni) T = f3(N,, NI) Comme cela a déjà été expliqué, I'utilisation d'un faible de taux de compression lorsque le bruit distant Nr est important a pour effet d'amplifier ce bruit distant. Dans ce cas il est donc préférable de cesser ou de réduire la compression. Pour cela, il faut prendre au moins l'une des mesures suivantes: - augmenter le seuil de transition T2, - augmenter le taux de compression -rT, - diminuer l'amplitude de référence C. Ces mesures peuvent se résumer par les équations suivantes: dC 8T2 dz According to the invention, the parameters which characterize the evolution of the gain as a function of the amplitude (T, C, and T2 in the example which will be described) are continuous or discontinuous functions of the local noise and optionally, in a preferred embodiment, the remote noise contained in the signal itself: T2 = fl (Nr, Ni) C = f2 (N1, Ni) T = f3 (N1, N1) As already explained, The use of a low compression ratio when the remote noise Nr is large has the effect of amplifying this remote noise. In this case it is better to stop or reduce compression. To do this, we must take at least one of the following measures: - increase the transition threshold T2, - increase the compression ratio -rT, - reduce the reference amplitude C. These measurements can be summarized by the following equations : dC 8T2 dz
<0; ->0; - >0 (3)<0; -> 0; -> 0 (3)
aNr aNr aNr En revanche la compression est très'efficace lorsque le bruit local Ni est important. La compression permet alors de rééquilibrer les amplitudes du signal audio en augmentant les s faibles amplitudes et en diminuant les fortes amplitudes par rapport à une amplitude de référence C. Dans ce cas la perception peut également être améliorer en augmentant le niveau moyen du signal. Pour cela, il faut prendre au moins l'une des mesures suivantes: - augmenter l'amplitude de référence C, - diminuer le seuil de transition T2, pour commencer la compression plus tôt, - diminuer le taux de compression z. Ces mesures peuvent se résumer par les équations suivantes: aC >0; T<0; _<0 (4) aNl AN] AN, Les fonctions suivantes, qui sont données à titre d'exemple non limitatif, remplissent les conditions posées par les équations (3) et (4): T2 = fl(NrNl) Uin= j avec 0< l 1< On the other hand compression is very effective when the local noise Ni is important. The compression then makes it possible to rebalance the amplitudes of the audio signal by increasing the low amplitudes and decreasing the large amplitudes with respect to a reference amplitude C. In this case the perception can also be improved by increasing the average level of the signal. For this, it is necessary to take at least one of the following measures: - to increase the reference amplitude C, - to decrease the threshold of transition T2, to begin the compression earlier, - to decrease the compression ratio z. These measures can be summarized by the following equations: aC> 0; T <0; The following functions, which are given by way of nonlimiting example, fulfill the conditions laid down by equations (3) and (4): ## EQU1 ## with 0 <l 1 <
1+[3 N.1+ [3 N.
Ni i lJ :T f3(Nr,Ni) Uin= m avecO < 3 <1 Ni DN, Sur la figure 4 on a représenté sous forme de blocs les différentes étapes d'un exemple Ni i lJ: T f3 (Nr, Ni) Uin = m with O <3 <1 Ni DN, In FIG. 4 the steps of an example are shown in block form.
de procédé de calcul du gain à appliquer à un échantillon à partir des mesures de bruit Nr et Ni. method of calculating the gain to be applied to a sample from the noise measurements Nr and Ni.
Jusqu'à présent, pour la simplicité de l'exposé, on a expliqué l'invention en utilisant une loi d'évolution du gain en fonction de l'amplitude du signal audio (équation (1)). Il est toutefois préférable de remplacer l'amplitude du signal par son énergie E pour éviter des variations trop rapides du gain. L'utilisation de l'énergie E permet de lisser l'évolution du signal Uout, et donc d'éviter des distorsions sur le signal de parole. Dans la pratique on utilisera donc de préférence une équation du type: G(k) = [C/E(k)]("), So far, for the sake of simplicity, the invention has been explained by using a law of evolution of the gain as a function of the amplitude of the audio signal (equation (1)). It is however preferable to replace the amplitude of the signal by its energy E to avoid too rapid variations of the gain. The use of the energy E makes it possible to smooth the evolution of the signal Uout, and thus to avoid distortions on the speech signal. In practice, therefore, an equation of the following type will preferably be used: G (k) = [C / E (k)] ("),
o E(k) est l'énergie du signal audio pour le keme échantillon du signal audio. o E (k) is the energy of the audio signal for the keme sample of the audio signal.
E(k) est par exemple obtenu par l'équation suivante: E (k) is for example obtained by the following equation:
E(k) = c IUin(k)l + (1-a).E(k-1), o a est un facteur d'évanouissement. E (k) = c IUin (k) 1 + (1-a) .E (k-1), where a is a fading factor.
Dans la pratique, l'énergie E est obtenue par filtrage de l'amplitude lUinJ: la transformée en z de In practice, the energy E is obtained by filtering the amplitude lUinJ: the transform in z of
la fonction de transfert du filtre s'écrit alors c/[1-(1-a).z'1]. the transfer function of the filter is then written c / [1- (1-a) .z'1].
Sur la figure 4 on a représenté trois blocs 200, 210 et 220 de calcul des paramètres T2, C et r qui caractérisent la loi de compression. à utiliser. Ces blocs reçoivent en entrée les mesures Nr et Ni du bruit distant et du bruit local et en déduisent les valeurs des paramètres T2, C et T en appliquant les fonctions fl, f2 et f3. Le seuil de transition T2 obtenu en sortie du bloc 200 est fourni à un bloc de calcul 230 qui calcule le maximum MAX entre ce seuil T2 et l'énergie E(k) calculée pour l'échantillon k. Ce maximum MAX est un paramètre de calcul du gain G à appliquer à l'échantillon k, puisqu'en dessous du seuil de transition (c'est-à-dire quand MAX=T2) ce gain est égal à Gmax, et que au dessus du seuil de transition (c'est-à-dire pour MAX=E(k)), il est égal à [C/E(k)](i-'). Le bloc 240 reçoit en entrée la valeur des paramètres C, I, FIG. 4 shows three blocks 200, 210 and 220 for calculating the parameters T2, C and r which characterize the compression law. use. These blocks receive as input the Nr and Ni measurements of the remote noise and the local noise and deduce the values of the parameters T2, C and T by applying the functions f1, f2 and f3. The transition threshold T2 obtained at the output of the block 200 is supplied to a calculation block 230 which calculates the maximum MAX between this threshold T2 and the energy E (k) calculated for the sample k. This maximum MAX is a parameter of calculation of the gain G to be applied to the sample k, since below the threshold of transition (that is to say when MAX = T2) this gain is equal to Gmax, and that at the above the transition threshold (that is, for MAX = E (k)), it is equal to [C / E (k)] (i- '). Block 240 receives as input the value of parameters C, I,
et MAX, et il en déduit la valeur G du gain à appliquer à l'échantillon k. and MAX, and deduces therefrom the value G of the gain to be applied to the sample k.
On notera que l'énergie E(k) peut être nulle dans le cas (normalement peu fréquent) d'une longue période de silence. Si T2=0, on obtient alors un gain G infini (G=[C/E(k)](-)). Il est donc avantageux d'utiliser systématiquement un seuil T2 non nul pour s'affranchir de ce risque. Cela veut dire, que même lorsqu'on ne souhaite pas limiter la valeur maximum du gain en deçà d'un certain seuil T2, il est avantageux de donner une valeur très faible à T2 pour It should be noted that the energy E (k) can be zero in the case (normally infrequent) of a long period of silence. If T2 = 0, we obtain an infinite G gain (G = [C / E (k)] (-)). It is therefore advantageous to systematically use a non-zero threshold T2 to overcome this risk. This means that even when one does not wish to limit the maximum value of the gain below a certain threshold T2, it is advantageous to give a very low value to T2 for
éviter d'avoir un gain infini dans le cas o E(k)=0. avoid having infinite gain in the case where E (k) = 0.
Sur la figure 5 on a résumé les différentes étapes d'un procédé de restitution audio selon l'invention. A l'étape 300 le signal audio Uin et les mesures de bruit Nr et NI sont fournis aux moyens de compression 100. L'étape suivante 310 permet de prendre une décision d'activation ou de désactivation de la compression. De façon avantageuse: - la compression est désactivée lorsque le bruit distant Nr est élevé, quelque soit le niveau du bruit local Ni, et lorsque le bruit distant Nr est faible ou modéré et que le bruit local Ni est faible; - la compression est activée lorsque le bruit distant Nr est faible ou modéré et que le bruit local FIG. 5 summarizes the various steps of an audio reproduction method according to the invention. In step 300, the audio signal Uin and the noise measurements Nr and NI are supplied to the compression means 100. The next step 310 makes it possible to take a decision of activating or deactivating the compression. Advantageously: the compression is deactivated when the remote noise Nr is high, whatever the level of the local noise Ni, and when the remote noise Nr is low or moderate and the local noise Ni is low; - the compression is activated when the distant noise Nr is weak or moderate and the local noise
NI est fort ou modéré.NI is strong or moderate.
Si la compression est désactivée, le signal audio de sortie Uout est égal au signal audio d'entrée Uin (flèche 311). Si la compression est activée (flèche 312), on passe à l'étape suivante 320. A l'étape 320, on calcule l'amplitude lUinl du signal audio. Puis à l'étape 330 on filtre cette amplitude pour obtenir l'énergie E du signal audio (la transformée en z de la fonction de transfert du filtre s'écrit c/[1-(1- c).z1]). L'étape suivante 340 est l'étape de calcul du gain G à appliquer au signal d'entrée. Cette étape est décrite en détails sur la figure 4. A l'étape 350, le signal audio Uin est multiplié par le gain G qui a été calculé, de telle sorte que le signal de If the compression is off, the output audio signal Uout is equal to the input audio signal Uin (arrow 311). If the compression is activated (arrow 312), the next step 320 is proceeded to. In step 320, the amplitude lUin1 of the audio signal is calculated. Then in step 330 this amplitude is filtered to obtain the energy E of the audio signal (the z-transform of the filter transfer function is written c / [1- (1- c) .z1]). The next step 340 is the step of calculating the gain G to be applied to the input signal. This step is described in detail in FIG. 4. In step 350, the audio signal Uin is multiplied by the gain G which has been calculated, so that the signal of
sortie Uout est égal à (G.Uin).output Uout is equal to (G.Uin).
L'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation qui viennent d'être décrit. En particulier: The invention is not limited to the embodiments which have just been described. In particular:
- On a considéré dans toute la description que les mesures de bruit N1 et Nr était des mesures - It has been considered throughout the description that the noise measurements N1 and Nr were measurements
effectuées directement sur les signaux locaux et distants reçus par le téléphone. Ces mesures peuvent également être des mesures de résidu de bruit, c'est-à-dire des mesures du bruit local et / ou distant après passage des signaux reçus par le téléphone dans des dispositifs classiques de réduction de bruit. Un tel mode de réalisation permet de relâcher les contraintes liées au performed directly on the local and remote signals received by the phone. These measurements can also be noise residue measurements, ie measurements of the local and / or distant noise after passage of the signals received by the telephone in conventional noise reduction devices. Such an embodiment makes it possible to relax the constraints related to
niveau des mesures Ni et Nr dans le choix de la loi de compression. level of Ni and Nr measurements in the choice of the compression law.
- Il est aussi possible de calculer les paramètres qui caractérisent une famille de lois en utilisant - It is also possible to calculate the parameters that characterize a family of laws using
des fonctions discontinues du bruit local et du bruit distant. discontinuous functions of local noise and distant noise.
- L'évolution du gain elle-même peut être une fonction discontinue de l'amplitude ou de l'énergie du signal audio. Et dans ce cas on utilisera de façon avantageuse une table pour mémoriser les valeurs à attribuer au gain en fonction des paramètres de compression qui - The evolution of the gain itself can be a discontinuous function of the amplitude or the energy of the audio signal. And in this case, a table will advantageously be used to store the values to be attributed to the gain as a function of the compression parameters which
auront été calculés.will have been calculated.
- L'étape 310, qui permet de désactiver la compression dans certains cas, est optionnelle. Step 310, which makes it possible to disable the compression in certain cases, is optional.
- Et il est possible d'utiliser d'autres types d'évolution du gain en fonction de l'amplitude ou de l'énergie du signal audio: Sur la figure 6 on a représenté une loi de compression qui correspond à un troisième type d'évolution du gain en fonction de l'amplitude. Cette loi est identique à celles représentées sur la figure 3 pour les amplitudes UindB qui sont supérieures à un second seuil de transition TldB<T2dB. En deçà de ce second seuil de transition TldB, le gain GdB est une fonction linéaire croissante de l'amplitude UindB. En d'autres termes, dans cet exemple de réalisation on a - And it is possible to use other types of gain evolution as a function of the amplitude or the energy of the audio signal: FIG. 6 shows a compression law corresponding to a third type of evolution of the gain as a function of the amplitude. This law is identical to those shown in FIG. 3 for the amplitudes UindB which are greater than a second transition threshold TldB <T2dB. Below this second transition threshold TldB, the gain GdB is an increasing linear function of the amplitude UindB. In other words, in this embodiment we have
introduit une expansion de la dynamique du signal audio pour les amplitudes inférieures à TldB. introduces an expansion of audio signal dynamics for amplitudes below TldB.
Cette expansion permet de réduire le bruit distant présent dans le signal audio, et donc d'améliorer le confort d'écoute pour l'utilisateur. Le comportement de ce second seuil Tl est identique à celui du seuil T2. La valeur du seuil Tl pourra donc par exemple être donnée par une fonction du type: |Uifl T1 = f4(Nr,NI) = Uin m avec0 < 34 <1 et 34 > 31 1+ó4 Ni N, Sur la figure 7 on a représenté une loi de compression qui correspond à un quatrième type d'évolution du gain en fonction de l'amplitude. Cette loi est du même type que celle de la figure 6, mais les transitions entre les trois zones définies par les seuils de transition T1dB etT2dB sont progressives, de telle sorte que cette loi est décrite par une courbe, et non plus par une This expansion makes it possible to reduce the distant noise present in the audio signal, and thus to improve listening comfort for the user. The behavior of this second threshold T1 is identical to that of the threshold T2. The value of the threshold T1 can, for example, be given by a function of the type: ## EQU1 ## where ## EQU1 ## has represented a compression law which corresponds to a fourth type of evolution of the gain as a function of the amplitude. This law is of the same type as that of FIG. 6, but the transitions between the three zones defined by the transition thresholds T1dB and T2dB are progressive, so that this law is described by a curve, and no longer by a
succession de segments de droites.succession of straight segments.
- On a envisagé le cas o, en deçà du seuil de transition T2, l'évolution du gain en fonction de l'amplitude est constante ou croissante. Cette évolution pourrait aussi être décroissante, avec - We considered the case where, below the transition threshold T2, the evolution of the gain as a function of the amplitude is constant or increasing. This evolution could also be decreasing, with
une décroissance moins forte qu'au delà du seuil T2. a decrease less strong than beyond the threshold T2.
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