FR3032073A1

FR3032073A1 - Dispositif de traitement d'un signal audio

Info

Publication number: FR3032073A1
Application number: FR1550526A
Authority: FR
Inventors: Cyrille Potereau; Laurent Thery; Jean-Christophe Grzeskowiak
Original assignee: Continental Automotive GmbH; Continental Automotive France SAS
Current assignee: Continental Automotive GmbH; Continental Automotive France SAS
Priority date: 2015-01-22
Filing date: 2015-01-22
Publication date: 2016-07-29
Anticipated expiration: 2035-01-22
Also published as: US20170374461A1; WO2016116274A1; CN107210766A; US10349174B2; FR3032073B1; WO2016116274A8; CN107210766B

Abstract

Dispositif de traitement (1) d'un signal audio initial (4), comprenant : • un bloc détecteur d'aigus (2) apte à analyser le signal audio initial (4) pour déterminer un taux d'aigu (%), • un bloc filtre (3) apte à atténuer le signal audio initial (4) dans les aigus, si le taux d'aigu (%) est inférieur à un seuil maximal (Smax).

Description

1 La présente invention concerne un dispositif de traitement d'un signal audio en réception, en vue d'en améliorer le rendu audio. Dans le domaine de la transmission d'un signal audio, un signal est émis par un émetteur, transite par un canal de transmission et est ensuite reçu par un récepteur, 5 avant d'être reproduit, typiquement à l'attention d'un auditeur. Le canal de transmission, peut, principalement dans le cas d'une technologie radiofréquence, introduire des perturbations. Ces perturbations ont pour origine, principalement le multi-trajet des ondes, l'atténuation du signal et la présence d'un canal adjacent. Ces perturbations sont préjudiciables au signal et produisent des effets désagréables à l'écoute lors de la 10 reproduction après réception. Aussi est-il recherché des moyens d'améliorer le rendu audio en supprimant lors de la réception les conséquences des perturbations. Les effets résultants des perturbations apparaissent principalement, ou de manière plus agressive, dans les aigus ou hautes fréquences audio. De plus, relativement aux basses, une suppression des aigus est moins aisément perceptible aux oreilles d'un 15 auditeur. Aussi est-il connu de réduire les hautes fréquences du spectre du signal audio en présence de perturbations. Cependant une telle approche est un peu trop brutale en ce qu'elle ne tient pas compte du signal et de son utilisation effective des aigus. 20 L'invention remédie à cet inconvénient et propose un dispositif de traitement du signal audio qui analyse l'utilisation effective des aigus dans le signal avant de supprimer lesdits aigus, seulement si, et dans la mesure où, ils ne sont pas utilisés. L'invention concerne un dispositif de traitement d'un signal audio, comprenant : 25 - un bloc détecteur d'aigus apte à analyser le signal audio pour déterminer un taux d'aigu, - un bloc filtre apte à atténuer le signal audio dans les aigus, si le taux d'aigu est inférieur à un seuil maximal. Selon une autre caractéristique, le bloc détecteur d'aigu comprend un moyen 30 de détermination apte à déterminer le taux d'aigu, comme une énergie dans une bande de détection rapportée à une énergie totale du signal audio. Selon une autre caractéristique, la bande de détection s'étend de 7 kHz à 13 kHz. Selon une autre caractéristique, l'atténuation est réalisée dans une bande 35 d'atténuation s'étendant au-dessus de 10 kHz. 3032073 2 Selon une autre caractéristique, l'atténuation est minimale, préférentiellement nulle, lorsque le taux d'aigu est supérieur ou égal au seuil maximal. Selon une autre caractéristique, l'atténuation est maximale, préférentiellement totale, lorsque le taux d'aigu est inférieur ou égal à un seuil minimal, 5 inférieur au seuil maximal. Selon une autre caractéristique, l'atténuation est linéaire entre l'atténuation maximale correspondant au seuil minimal et l'atténuation minimale correspondant au seuil maximal. Selon une autre caractéristique, le dispositif comprend encore un bloc 10 temporel, apte à réaliser une transition progressive dans le temps, lors d'une activation et/ou d'une désactivation du bloc filtre. L'invention concerne encore un récepteur radio comprenant un tel dispositif de traitement. D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus 15 clairement de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins sur lesquels : - la figure 1 présente un schéma du dispositif de traitement en situation, - la figure 2 illustre le principe de détermination du taux d'aigus, - la figure 3 détaille l'utilisation du taux d'aigu pour configurer le bloc filtre, 20 - la figure 4 détaille le bloc filtre. Tel qu'illustré à la figure 1, l'invention illustre un dispositif 1 de traitement d'un signal audio. Le signal audio initial 4, avant traitement, est typiquement issu d'un récepteur, par exemple un récepteur radio, et est un signal audio, soit le signal après éventuelle démodulation, apte à être reproduit, par un dispositif de reproduction sonore, 25 tel un amplificateur, un haut-parleur ou équivalent, à l'attention d'un auditeur. Le signal audio final 5 est un signal audio similaire, amélioré par l'invention. Selon un mode de réalisation, le dispositif 1 de traitement selon l'invention, comprend un bloc détecteur d'aigus 2 et un bloc filtre 3. Le bloc détecteur d'aigus 2 est apte à analyser le signal audio initial 4 pour déterminer un taux d'aigu `Vo. Le bloc filtre 3 30 est apte à atténuer le signal audio initial 4 dans les aigus, si le taux d'aigu %, tel que précédemment déterminé, est inférieur à un seuil maximum Smax. Ainsi, un signal audio initial 4, comprenant peu ou pas d'aigu, tel qu'indiqué par un taux d'aigu % faible, en ce qu'il est inférieur au seuil maximal Smax, est atténué, dans les aigus, par le bloc filtre 3. Ceci est avantageux en ce que les conséquences des 35 perturbations, particulièrement présentes dans les aigus, sont ainsi atténuées. De plus, en l'absence d'aigu dans le signal audio initial 4, les conséquences des perturbations auraient été bien plus audibles, n'étant pas masquées par les aigus propres au signal. A 3032073 3 contrario, l'atténuation a peu de conséquences négatives sur le signal audio final 5 lui-même, en ce que les aigus, ainsi atténués, étaient peu ou pas exprimés dans le signal audio initial 4. Au contraire un signal audio initial 4 utilisant beaucoup les aigus, tel qu'indiqué par un par un taux d'aigu % élevé, en ce qu'il est supérieur au seuil maximal Smax, n'est pas modifié. La restitution du signal audio initial 4 dans son intégralité est privilégiée. D'éventuelles perturbations peuvent être présentes dans le signal audio initial 4, cependant elles sont moins audibles en présence d'aigus dans le signal audio initial 4.

Le bloc détecteur d'aigu 2 fonctionne selon un principe illustré à la figure 2. La figure 2 présente une vision spectrale du signal audio initial 4 selon un diagramme figurant la puissance spectrale P en ordonnées en fonction de la fréquence F en abscisse. Le détecteur d'aigu 2 détermine un taux d'aigu % en rapportant une énergie dans les aigus Ea à une énergie totale Et du signal. L'énergie dans les aigus Ea est déterminée pour une part spectrale du signal audio initial 4 comprise dans une bande de fréquence nommée bande de détection 6. L'énergie totale Et est déterminée, de la même manière, pour la totalité du spectre. Ainsi, graphiquement, l'énergie Ea est la surface délimitée sous la courbe 4c dans la bande de détection 6, soit à droite d'une fréquence de coupure de détection Fcd, et l'énergie totale Et est la surface délimitée sous la courbe 4c dans tout le spectre. Le taux d'aigu % est déterminé par le rapport % = Ea / Et. Aussi le détecteur d'aigus 2 utilise avantageusement un filtre passe bande sur la bande de détection 6, ou un filtre passe-haut de fréquence de coupure la fréquence de coupure de détection Fcd. Il a été vu précédemment que le détecteur d'aigu 2 fonctionne avec une détection dans les aigus. Aussi la bande de détection 6 est avantageusement disposée dans les fréquences audio correspondant aux aigus. Les bornes basse et haute de la bande de détection 6 sont avantageusement paramétrables, afin d'optimiser les performances du dispositif de traitement 1. Selon un mode de réalisation, la borne basse, ou fréquence de coupure de 30 détection Fcd, est prise sensiblement égale à 7 kHz et la borne haute, est prise sensiblement égale à 13 kHz. L'objectif du calcul du taux d'aigu % est de caractériser un profil du signal audio initial 4 en termes de présence ou non d'aigus. Un tel profil d'aigu ne nécessite généralement pas une détermination trop fréquente. Une fréquence de détermination trop 35 élevée peut même s'avérer contre-productive. Ainsi pour un signal audio initial 4 représentant un morceau de musique, le profil d'aigu doit avantageusement être sensiblement le même pour la totalité du morceau de musique. De manière préjudiciable 3032073 4 une détermination trop fréquente pourrait déterminer une valeur plus aigüe ou plus grave pour une note isolée. Aussi, selon une caractéristique avantageuse, le bloc détecteur d'aigus 2 comprend avantageusement une application d'une fonction statistique à la détermination 5 du taux d'aigu `Vo. Cette fonction statistique est typiquement une moyenne temporelle sur une fenêtre glissante. La constante de temps d'une telle fonction est un compromis entre une détection suffisamment rapide d'un changement significatif du signal audio initial 4, tel que la fin d'une plage, d'un morceau de musique, et une détection suffisamment lente pour ne pas être influencée par des variations locales à l'intérieur d'une même plage. Une 10 telle constante de temps est avantageusement un paramètre configurable, afin d'optimiser les performances du dispositif de traitement 1. Tel qu'illustré à la figure 4, en fonction du taux d'aigu % déterminé par le détecteur d'aigus 2, un bloc filtre 3 applique une atténuation. La figure 4 présente un diagramme spectral figurant la puissance spectrale P en ordonnées en fonction de la 15 fréquence F en abscisse. Une atténuation A est avantageusement réalisée dans une bande de fréquence nommée bande d'atténuation 7, afin d'être sélective en fréquence. Il a été vu précédemment que cette atténuation est avantageusement appliquée dans les aigus. Aussi la bande d'atténuation 7 est typiquement définie par une borne basse ou fréquence de coupure d'atténuation Fca et par une borne haute correspondant, 20 typiquement, à la fréquence la plus haute du signal audio ou du spectre audible. En dessous de la fréquence de coupure d'atténuation Fca, soit pour les fréquences plus basses, le signal audio initial 4 est sensiblement inchangé. La borne basse de la bande d'atténuation 7 ou fréquence de coupure d'atténuation Fca est avantageusement un paramètre configurable, afin d'optimiser les performances du dispositif de traitement 1. 25 Elle peut préférentiellement être prise égale à 10 kHz. Selon un mode de réalisation, un unique seuil, Smax, détermine l'application ou non de l'atténuation. Une atténuation maximale Amax, est appliquée si le taux d'aigu % est inférieur au seuil Smax et une atténuation minimale Amin est appliquée si le taux d'aigu % est supérieur au seuil Smax.

Dans tout le présent document, une atténuation maximale, peut avantageusement correspondre à une atténuation totale, réalisant une extinction du signal audio initial 4, dans sa bande d'action. De même, dans tout le présent document, une atténuation minimale, peut avantageusement correspondre à une atténuation nulle, laissant le signal audio initial 4 inchangé, dans sa bande d'action.

Selon un mode de réalisation plus progressif, illustré à la figure 3, figurant un diagramme indiquant l'atténuation A en ordonnée en fonction du taux d'aigu % en abscisse, un deuxième seuil ou seuil minimum Smin, inférieur au premier seuil 3032073 5 maximal Smax, est employé. Dans ce mode de réalisation, le seuil maximal Smax indique la transition entre une atténuation minimale Amin, lorsque le taux d'aigu % est supérieur ou égal au seuil maximal Smax et une atténuation plus importante que l'atténuation minimale Amin, lorsque le taux d'aigu % est inférieur au seuil maximal Smax. De manière 5 symétrique, le seuil minimal Smin indique la transition entre une atténuation maximale Amax, lorsque le taux d'aigu % est inférieur ou égal au seuil minimal Smin et une atténuation moins importante que l'atténuation maximale Amax, lorsque le taux d'aigu % est supérieur au seuil minimal Smin. Ainsi un tel mode de réalisation offre une progressivité de l'atténuation sur la 10 plage de taux d'aigu % comprise entre les deux seuils Smin et Smax. La forme de la courbe de la figure 3 entre les deux seuils Smin, Smax peut être quelconque. Elle est cependant avantageusement décroissante. Ainsi l'atténuation est avantageusement appliquée à la mesure de la quantité d'aigus présents dans le signal audio initial 4.

15 Selon un mode de réalisation préférentiel, tel qu'illustré, l'atténuation A est linéaire entre les deux seuils, soit entre le point d'atténuation maximale Amax correspondant au seuil minimal Smin et le point d'atténuation minimale Amin correspondant au seuil maximal Smax. Comme illustré à la figure 4, représentant le diagramme du filtre 3 réalisant 20 l'atténuation, l'atténuation A ainsi déterminée, conditionne la forme du filtre 3 dans la bande d'atténuation 7 uniquement. Selon une autre caractéristique, le dispositif 1 comprend encore un bloc temporel, non représenté. Un tel bloc est configuré de manière à réaliser une transition progressive dans le temps. En effet lors d'une transition, que ce soit une transition 25 d'activation, lorsque le bloc filtre 3 passe d'un état inactif à un état actif, ou encore une transaction de désactivation lorsque le bloc filtre 3 passe d'un état actif à un état inactif, il est préférable d'éviter des changements brusques, potentiellement désagréables aux oreilles d'un auditeur. Aussi un tel bloc temporel est en charge d'une application, respectivement désactivation, temporellement progressive, avantageusement linéaire, du 30 bloc filtre 3. Un tel bloc temporel est typiquement paramétré par un temps d'activation, ta, et par un temps de désactivation, td. Ainsi, dans le cas d'une activation, à l'instant initial tO, le module temporel maintient une action nulle du bloc filtre 3, et augmente proportionnellement ladite action, jusqu'à obtenir une action complète à l'instant tO + ta. Dans le cas d'une désactivation, à l'instant initial tO, le module temporel maintient une 35 action totale du bloc filtre 3, et diminue proportionnellement ladite action, jusqu'à obtenir une action nulle à l'instant tO + td.

3032073 6 L'invention concerne encore un récepteur radio comprenant un tel dispositif de traitement 1, selon l'un quelconque des modes de réalisation précédents.

Claims

REVENDICATIONS1. Dispositif de traitement (1) d'un signal audio initial (4), caractérisé en ce qu'il comprend : - un bloc détecteur d'aigus (2) apte à analyser le signal audio initial (4) pour déterminer un taux d'aigu (%), - un bloc filtre (3) apte à atténuer le signal audio initial (4) dans les aigus, si le taux d'aigu (%) est inférieur à un seuil maximal (Smax).
2. Dispositif (1) selon la revendication 1, où le bloc détecteur d'aigu (2) comprend un moyen de détermination apte à déterminer le taux d'aigu (%), comme une énergie (Ea) dans une bande de détection (6) rapportée à une énergie totale (Et) du signal audio initial 10 (4).
3. Dispositif (1) selon la revendication 2, où la bande de détection (6) s'étend de 7 kHz à 13 kHz.
4. Dispositif (1) selon Pune quelconque des revendications 1 à 3, où l'atténuation (A) est réalisée dans une bande d'atténuation (7) s'étendant au-dessus de 10 kHz. 15
5. Dispositif (1) selon Pune quelconque des revendications 1 à 4, où l'atténuation (A) est minimale (Amin), préférentiellement nulle, lorsque le taux d'aigu (%) est supérieur ou égal au seuil maximal (Smax).
6. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, où l'atténuation (A) est maximale (Amax), préférentiellement totale, lorsque le taux d'aigu (%) est inférieur 20 ou égal à un seuil minimal (Smin), inférieur au seuil maximal (Smax).
7. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, où l'atténuation (A) est linéaire entre une atténuation maximale (Amax) correspondant au seuil minimal (Smin) et une atténuation minimale (Amin) correspondant au seuil maximal (Smax).
8. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant 25 encore un bloc temporel, apte à réaliser une transition progressive dans le temps, lors dune activation et/ou d'une désactivation du bloc filtre (3).
9. Récepteur radio comprenant un dispositif de traitement (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes.