WO2022152831A1 - Dispositif adaptatif de réduction du bruit d'un signal radio fm - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to a device for reducing noise in a received FM radio signal, in particular impulsive noise, and is intended in particular to be integrated into a radio receiver on board a motor vehicle.
- Radio receivers conventionally include a noise reduction device, comprising a module for demodulating the radio signal received, and a noise suppression module, known by the English terms "noise blanker”.
- the noise suppression module can replace a noisy portion of a signal with a reconstructed portion from certain components of the noisy portion.
- patent application FR3049132 has proposed a method for limiting impulse noise in a radio signal in which the noise suppression module is activated according to a deduction of a modulus drop of the ratio between the in-phase component and the quadrature component of the modulated received radio signal, and a detection of high-frequency noise in the demodulated received radio signal.
- the thresholds proposed for the two detections are determined by experts during adjustment of the device and are then fixed definitively.
- an object of the present disclosure is to propose a noise reduction device in a radio signal which allows noise elimination adapted according to the content of the signal.
- the predetermined activation strategies include a first strategy in the event of adjacent channel interference, a second strategy in the absence of adjacent channel interference and in the event of a low dynamic frequency spectrum of the radio signal received, and a third strategy in the absence of adjacent channel interference and in the case of a highly dynamic frequency spectrum of the received radio signal.
- the high-frequency noise detection threshold and module drop detection threshold values corresponding to the first strategy are respectively between the high-frequency noise detection threshold and detection threshold values module drop corresponding to the second and third activation strategies.
- the device further comprises a module for frequency conversion of the radio signal received to an intermediate frequency, and the frequency spectrum analysis module is adapted to analyze the frequency spectrum of the signal coming from the conversion module of frequency.
- the spectral analysis module is adapted to detect adjacent channel interference, and, upon detection of adjacent channel interference, the control module is configured to implement a first interference strategy. activating the noise canceling module.
- the spectral analysis module is further adapted to determine whether the frequency spectrum of the radio signal is weakly or strongly dynamic, and the control module is configured to set respectively implements a second strategy for activating the noise suppression module specific to weakly dynamic content or a third strategy for activating the noise suppression module specific to highly dynamic content.
- the spectral analysis module is configured to determine a temporal variation of the energy of the signal at a frequency included in a central band of the spectrum, to compare the temporal variation to a predetermined threshold and, to determine the sound content of the signal ratio as being weakly dynamic if the temporal variation is less than said threshold, and strongly dynamic if the temporal variation is greater than said threshold.
- the noise suppression module is adapted to replace a temporal sequence of the demodulated signal with a sequence obtained by polynomial interpolation between a last non-noisy sample and a non-noisy recovery sample.
- an FM radio reception device capable of receiving and demodulating a multiplexed FM radio signal, characterized in that it comprises a noise reduction device according to the preceding description.
- the proposed noise reduction device includes a noise suppression module which can be selectively activated according to different activation strategies depending on the frequency content of the received signal.
- the activation strategies correspond to more or less high noise detection thresholds, and consequently more or less strict noise suppression module activation conditions.
- FIG. 1 shows a radio reception device comprising a noise reduction device according to one embodiment.
- FIG. 1 shows a method of selecting a noise suppression module activation strategy implemented by a noise reduction device according to one embodiment.
- the radio reception device 1 comprises an antenna (not shown) making it possible to pick up a radio signal, and a noise reduction device 10, suitable for demodulating the received radio signal while suppressing the noise it contains, in particular the noise impulse or multi-path.
- the different modules of the noise reduction device 10 can be analog or digital modules.
- the received FM signal is modulated in a manner known per se using a quadrature amplitude modulation technique so that the received FM signal is modulated and has an I-phase component and a quadrature component.
- the noise reduction device 10 comprises a received signal demodulation module 11, suitable for generating a demodulated radio signal from the received signal, a noise suppression module 12, suitable for replacing a time sequence of the demodulated radio signal with a denoised sequence, and a module 13 for controlling the noise suppression module, adapted to control the activation of the noise suppression module 12 according to an activation strategy.
- an activation strategy corresponds to a higher or lower noise detection threshold, from which the control module 13 activates or not the noise suppression module.
- the noise suppression module 12 can be adapted to replace a sequence of the radio signal with a white signal portion.
- the noise suppression module 12 can replace a noisy sequence of the signal with a sequence constructed by polynomial interpolation between the last non-noisy signal sample and a first non-noisy recovery sample. Reference may be made, for example, to document FR3049132 for more details.
- the control module 13 is configured to control the activation of the noise suppression module according to an activation strategy chosen from among a plurality of predetermined activation strategies, depending on the spectral content of the radio signal received.
- At least two and preferably at least three predetermined activation strategies are provided.
- the control module 13 has two activation strategies adapted respectively for a frequency spectrum of the radio signal that is weakly or strongly dynamic respectively.
- a weakly dynamic frequency spectrum can correspond for example to classical music or to a spoken program.
- the listener is more sensitive to the presence of noise and the strategy for activating the noise suppression module must be more severe, by having a lower noise detection threshold.
- a highly dynamic frequency spectrum can mean "pop" music, for which the presence of noise is less annoying because it disturbs the listening less.
- the noise suppression module activation strategy can be less severe, by having a higher noise detection threshold.
- control module 13 has a third activation strategy, in the event that the received signal includes adjacent channel interference, also known by the acronym ACI (for English Adjacent Channel Interference ). In this case, it is necessary to activate the noise suppression module frequently to guard against this interference, and therefore to have a specific activation strategy.
- ACI Adjacent Channel Interference
- the noise reduction device 10 further comprises a module 14 for analyzing the frequency spectrum of the radio signal received.
- a module 14 for analyzing the frequency spectrum of the radio signal received.
- the frequency spectrum analysis module 14 is configured to determine 100, preferably first, if the radio signal has adjacent channel interference, which is denoted by the query "ACI?"" on the .
- the noise reduction device 10 conventionally comprises a module 15 for frequency conversion of the received signal to an intermediate frequency, this conversion module being located upstream of the demodulation module 11, and the module 14 for analyzing the frequency spectrum is suitable for analyzing the frequency spectrum of the signal coming from the frequency conversion module, in order to compare the energy of the spectrum at a frequency located in a central frequency band of the signal, for example the central frequency, with the energy of the spectrum at a frequency comprised in a band located at the end of the spectrum
- the energy of the spectrum in a determined frequency band can be obtained by integrating or summing the spectral power densities of the signal for the frequencies contained in the band.
- the analysis module 14 can for example calculate a ratio between the energy in the central band and the energy in the extreme band of the spectrum.
- the ends of the spectrum can be considered to include the frequencies contained in the intervals [f-L/2; f-L/2 + 0.2L] and [ f+L/2 – 0.2 L; f+L/2].
- the central band of the spectrum corresponds to a frequency band in the interval [f-L/10; f + L/10] or [f – L/5; f+L/5].
- the width of the band on which the signal is emitted is of the order of 100 kHz.
- a band of frequencies at the end of the spectrum may lie outside an 80kHz range centered on the center frequency of the band.
- this ratio is compared by the analysis module 14 with a predetermined threshold.
- This threshold is for example greater than or equal to 1, for example greater than or equal to 1.5.
- the analysis module 14 transmits to the control module 13 interference detection information per adjacent channel and the control module selects the activation strategy of the corresponding noise suppression module, denoted "STRAT1" on the .
- the frequency analysis module is then configured to determine 200 whether the frequency spectrum of the signal received is weakly or strongly dynamic, which is noted by the query “DYN? " on the . This analysis is also implemented on the signal at the output of the frequency conversion module.
- the frequency analysis module calculates the temporal variation of the energy of the signal at a frequency situated in a central band of the spectrum, and compares this temporal variation with a predetermined threshold. If the temporal variation is less than the threshold, then the frequency spectrum of the signal is considered to be weakly dynamic (“CLA” arrow on the ), and if the temporal variation is greater than the threshold, the frequency spectrum is considered to be highly dynamic (“POP” arrow on the ).
- CLA weakly dynamic
- POP highly dynamic
- the activation strategies correspond to noise detection threshold values.
- the noise reduction device 2 can also comprise a module 16 for detecting a drop in the modulus of the ratio between the in-phase component and the quadrature component of the modulated radio signal, denoted below I/Q module as a function an SI/Q module drop detection threshold.
- This module can be located downstream of the frequency to intermediate frequency conversion module.
- the noise reduction device 2 also comprises a module 17 for detecting high-frequency noise in the demodulated radio signal, which detects the existence of high-frequency peaks in the demodulated radio signal, by comparing these peaks with a threshold of frequency, hereinafter referred to as SHF high-frequency noise detection threshold.
- the module 16 for detecting an I/Q module drop and the module 17 for detecting high-frequency noise are configured to communicate to the control module 13 the fact of having detected an I/Q module drop or a high-frequency noise, respectively, by crossing the corresponding threshold.
- the control module 13 activates the noise suppression module 12 when the two detection thresholds of the modules 16 and 17 respectively have been crossed.
- the different activation strategies of the noise suppression module 12 correspond to respective values of the module drop detection and high-frequency noise detection thresholds, which are set by the control module 13 at the end of the analysis implemented by the frequency analysis module.
- index "ACI” the values of these thresholds in the event of interference detection by adjacent band
- index "POP” the values of these thresholds in the absence of interference by adjacent band and in the event of strongly dynamic spectral content
- index “CLA” the values of these thresholds in the absence of adjacent band interference and in the case of weakly dynamic spectral content.
- the thresholds are set so that: SI/Q,CLA ⁇ SI/Q,ACI ⁇ SI/Q,POP and SHF,CLA ⁇ SHF,ACI ⁇ SHF,POP.
- the thresholds corresponding to a weakly dynamic spectral content are the lowest, which means that they correspond to a very frequent activation of the noise suppression module 12.
- the thresholds corresponding to a strongly dynamic spectral content are the highest, which means that the activation of the noise suppression module is rarer.
- the thresholds used in the event of adjacent channel interference are between the two since a frequency activation of the noise suppression module 12 is necessary to effectively prevent this type of interference.
Abstract
Il est proposé un dispositif de réduction (10) de bruit dans un signal radio reçu dans la bande FM, comprenant : - un module (11) de démodulation du signal radio, adapté pour générer un signal radio démodulé à partir du signal radio reçu, - un module (12) de suppression de bruit adapté pour remplacer une séquence temporelle du signal radio démodulé par une séquence débruitée, - un module (13) de commande du module de suppression de bruit, adapté pour contrôler l'activation du module de suppression de bruit, le dispositif de réduction de bruit étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un module (14) d'analyse du spectre fréquentiel du signal radio reçu, et en ce que le module de commande est configuré pour commander le module de suppression de bruit selon une stratégie d'activation choisie parmi plusieurs stratégies d'activation prédéterminées en fonction du contenu spectral du signal radio reçu.
Description
La présente divulgation concerne un dispositif de réduction de bruit dans un signal radio FM reçu, en particulier de bruit impulsionnel, et est destiné notamment à être intégré à un récepteur radio embarqué dans un véhicule automobile.
Les récepteurs radios comprennent classiquement un dispositif de réduction de bruit, comprenant un module de démodulation du signal radio reçu, et un module de suppression du bruit, connu sous les termes anglais « noise blanker ».
Un exemple de module de suppression de bruit configuré pour remplacer une portion bruitée d’un signal par une portion de signal blanc est notamment décrit dans le document US 6,577,851.
Dans d’autres cas, le module de suppression de bruit peut remplacer une portion bruitée d’un signal par une portion reconstruite à partir de certaines composantes de la portion bruitée.
Dans tous les cas, il est nécessaire de fixer une stratégie concernant la détection des portions bruitées et l’activation du module de suppression du bruit qui soit performante. En effet, une détection inefficace des portions bruitées ne permet pas d’éliminer le bruit de façon assez satisfaisante. D’autre part, comme les techniques dites de « blanking », ou de suppression du bruit, peuvent introduire de la distorsion dans le signal audio restitué, il convient d’éviter une stratégie trop stricte d’activation du module de suppression du bruit.
Pour assurer une réduction de bruit qui soit satisfaisante, il a été proposé dans la demande de brevet FR3049132 un procédé pour limiter le bruit impulsionnel dans un signal radio dans lequel le module de suppression du bruit est activé en fonction d’une déduction d’une chute de module du rapport entre la composante en phase et la composante en quadrature du signal radio reçu modulé, et d’une détection de bruit haute-fréquence dans le signal radio reçu démodulé.
Dans cette solution, les seuils proposés pour les deux détections sont déterminés par des experts lors du réglage du dispositif et sont ensuite fixées de façon définitive.
Cependant, ce réglage n’est pas nécessairement adapté à toutes les situations et à tous les types de contenu audio. Par exemple, lorsque le contenu audio concerne de la musique « pop », les auditeurs sont moins sensibles au bruit que lorsqu’il concerne de la musique classique ou un programme parlé.
Il existe donc un besoin pour pallier cet inconvénient.
Compte-tenu de ce qui précède, un but de la présente divulgation est de proposer un dispositif de réduction de bruit dans un signal radio qui permette une élimination du bruit adaptée en fonction du contenu du signal.
A cet égard, il est proposé un dispositif de réduction de bruit dans un signal radio reçu dans la bande FM, comprenant :
- un module de démodulation du signal radio, adapté pour générer un signal radio démodulé à partir du signal radio reçu,
- un module de suppression de bruit adapté pour remplacer une séquence temporelle du signal radio démodulé par une séquence débruitée,
- un module de commande du module de suppression de bruit, adapté pour contrôler l’activation du module de suppression de bruit,
Dans des modes de réalisation, les stratégies d’activation prédéterminées comprennent une première stratégie en cas de brouillage de canal adjacent, une deuxième stratégie en l’absence de brouillage de canal adjacent et dans le cas d’un spectre fréquentiel faiblement dynamique du signal radio reçu, et une troisième stratégie en l’absence de brouillage de canal adjacent et dans le cas d’un spectre fréquentiel fortement dynamique du signal radio reçu.
Dans des modes de réalisation, le dispositif de réduction de bruit comprend en outre :
- un module de détection d’un bruit haute-fréquence dans le signal radio démodulé, en fonction d’un seuil de détection de bruit haute-fréquence,
- un module de détection d’une chute du module du rapport entre la composante en phase et la composante en quadrature du signal radio modulé, en fonction d’un seuil de détection de chute de module,
et le module de commande est en outre adapté pour fixer les valeurs du seuil de détection de bruit haute-fréquence et du seuil de détection de chute de module en fonction de la stratégie d’activation sélectionnée.
Dans des modes de réalisation, les valeurs de seuil de détection de bruit haute-fréquence et de seuil de détection de chute de module correspondant à la première stratégie sont comprises respectivement entre les valeurs de seuil détection de bruit haute-fréquence et de seuil de détection de chute de module correspondant à la deuxième et à la troisième stratégies d’activation.
Dans des modes de réalisation, le dispositif comprend en outre un module de conversion de fréquence du signal radio reçu vers une fréquence intermédiaire, et le module d’analyse du spectre fréquentiel est adapté pour analyser le spectre fréquentiel du signal issu du module de conversion de fréquence.
Dans des modes de réalisation, le module d’analyse spectrale est adapté pour détecter un brouillage de canal adjacent, et, en cas de détection d’un brouillage de canal adjacent, le module de commande est configuré pour mettre en œuvre une première stratégie d’activation du module de suppression de bruit.
Dans des modes de réalisation, pour détecter un brouillage de canal adjacent, le module d’analyse spectrale est configuré pour :
- déterminer un ratio entre une énergie du spectre fréquentiel à une fréquence comprise dans une bande centrale du spectre et une énergie du spectre fréquentiel à une fréquence comprise dans une bande située à une extrémité du spectre,
- comparer le ratio à un seuil prédéterminé et, si le ratio est inférieur au seuil, détecter un brouillage de canal adjacent.
Dans des modes de réalisation, en l’absence de brouillage de canal adjacent, le module d’analyse spectrale est en outre adapté pour déterminer si le spectre fréquentiel du signal radio est faiblement ou fortement dynamique, et le module de commande est configuré pour mettre en œuvre respectivement une deuxième stratégie d’activation du module de suppression de bruit propre à un contenu faiblement dynamique ou une troisième stratégie d’activation du module de suppression de bruit propre à un contenu fortement dynamique.
Dans des modes de réalisation, le module d’analyse spectrale est configuré pour déterminer une variation temporelle de l’énergie du signal à une fréquence comprise dans une bande centrale du spectre, comparer la variation temporelle à un seuil prédéterminé et, déterminer le contenu sonore du signal ratio comme étant faiblement dynamique si la variation temporelle est inférieure audit seuil, et fortement dynamique si la variation temporelle est supérieure audit seuil.
Dans des modes de réalisation, le module de suppression de bruit est adapté pour remplacer une séquence temporelle du signal démodulé par une séquence obtenue par interpolation polynomiale entre un dernier échantillon non bruité et un échantillon non bruité de reprise.
Selon un autre objet, il est proposé un dispositif de réception radio FM apte à recevoir et à démoduler un signal radio FM multiplexé, caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif de réduction de bruit selon la description qui précède.
Selon un autre objet, un procédé de réduction de bruit dans un signal radio FM reçu est proposé, comprenant la mise en œuvre des étapes de :
- analyse du spectre fréquentiel du signal radio reçu,
- à partir de l’analyse effectuée, sélection d’une stratégie de suppression de bruit parmi un ensemble de stratégies prédéterminées et,
- mise en œuvre d’une suppression de bruit conformément à la stratégie sélectionnée.
Dans des modes de réalisation, l’analyse du spectre fréquentiel du signal radio reçu comprend :
- la détermination d’un ratio entre une énergie du spectre fréquentiel du signal radio à une fréquence comprise dans une bande centrale du spectre et une énergie du signal à une fréquence comprise dans une bande située à une extrémité du spectre, et, si le ratio est inférieur à un seuil déterminé, sélectionner une première stratégie d’activation, sinon
- la détermination d’une variation temporelle de l’énergie du spectre fréquentiel du signal radio à une fréquence comprise dans une bande centrale du spectre, comparer la variation temporelle à un seuil prédéterminé et,
- si ladite variation temporelle est inférieure à un seuil, sélectionner une deuxième stratégie d’activation,
- sinon, sélectionner une troisième stratégie d’activation.
Le dispositif de réduction de bruit proposé comprend un module de suppression de bruit qui peut être sélectivement activé selon différentes stratégies d’activation selon le contenu fréquentiel du signal reçu. Les stratégies d’activation correspondent à des seuils de détection de bruit plus ou moins élevés, et en conséquence des conditions d’activation du module de suppression de bruit plus ou moins strictes.
De cette façon, il est possible de diminuer les seuils de détection de bruit pour un contenu audio pour lequel le bruit sera perçu plus facilement par l’auditeur, comme par exemple de la musique classique, par contraste avec de la musique pop où les seuils de détection de bruit peuvent être plus élevés.
D’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront à la lecture de la description détaillée ci-après, et à l’analyse des dessins annexés, sur lesquels :
Il est maintenant fait référence à la , qui représente schématiquement un dispositif de réception radio dans la bande FM, qui peut typiquement, mais non limitativement être embarqué à bord d’un véhicule automobile. Le dispositif 1 de réception radio comporte une antenne (non représentée) permettant de capter un signal radio, et un dispositif de réduction de bruit 10, adapté pour démoduler le signal radio reçu tout en supprimant le bruit qu’il contient, en particulier le bruit impulsionnel ou de multi-trajet.
Dans la suite, les différents modules du dispositif de réduction de bruit 10 peuvent être des modules analogiques ou numériques.
Le signal reçu FM est modulé de façon connue en soi à l’aide d’une technique de modulation d’amplitude en quadrature de sorte que le signal reçu FM est modulé et présente une composante en phase I et une composante en quadrature.
Le dispositif de réduction de bruit 10 comporte un module 11 de démodulation du signal reçu, adapté pour générer un signal radio démodulé à partir du signal reçu, un module 12 de suppression de bruit, adapté pour remplacer une séquence temporelle du signal radio démodulé par une séquence débruitée, et un module 13 de commande du module de suppression de bruit, adapté pour contrôler l’activation du module de suppression de bruit 12 en fonction d’une stratégie d’activation. Dans la suite, une stratégie d’activation correspond à un seuil plus ou moins élevé de détection de bruit, à partir duquel le module 13 de commande active ou non le module de suppression de bruit.
Dans des modes de réalisation, le module 12 de suppression de bruit peut être adapté pour remplacer une séquence du signal radio par une portion de signal blanc. En variante, le module 12 de suppression de bruit peut remplacer une séquence bruitée du signal par une séquence construite par interpolation polynomiale entre le dernier échantillon de signal non bruité et un premier échantillon non bruité de reprise. On pourra se référer par exemple au document FR3049132 pour plus de détails.
Le module 13 de commande est configuré pour contrôler l’activation du module de suppression de bruit selon une stratégie d’activation choisie parmi une pluralité de stratégies d’activation prédéterminées, en fonction du contenu spectral du signal radio reçu.
Avantageusement, au moins deux et de préférence au moins trois stratégies d’activation prédéterminées sont prévues.
Dans un mode de réalisation, le module 13 de commande dispose de deux stratégies d’activation adaptées respectivement pour un spectre fréquentiel du signal radio respectivement faiblement ou fortement dynamique. Un spectre fréquentiel faiblement dynamique peut correspondre par exemple à de la musique classique ou à un programme parlé. Dans ces cas, l’auditeur est plus sensible à la présence de bruit et la stratégie d’activation du module de suppression de bruit doit être plus sévère, en ayant un seuil de détection de bruit plus faible. Un spectre fréquentiel fortement dynamique peut quant à lui concerner de la musique « pop », pour laquelle la présence de bruit est moins gênante car elle perturbe moins l’écoute. Dans ce cas, la stratégie d’activation du module de suppression de bruit peut être moins sévère, en ayant un seuil de détection de bruit plus élevé.
Dans un mode de réalisation, le module 13 de commande dispose d’une troisième stratégie d’activation, dans le cas où le signal reçu comporte un brouillage de canal adjacent, également connu sous l’acronyme ACI (pour l’anglais Adjacent Channel Interference). Dans ce cas, il est nécessaire d’activer le module de suppression de bruit de manière fréquente pour se prémunir de ce brouillage, et donc de disposer d’une stratégie d’activation spécifique.
Afin que le module 13 de commande puisse déterminer une stratégie d’activation à sélectionner parmi les stratégies prédéterminées, le dispositif de réduction de bruit 10 comprend en outre un module 14 d’analyse du spectre fréquentiel du signal radio reçu. En référence à la , on a représenté schématiquement un exemple de mise en œuvre d’une analyse du spectre fréquentiel du signal reçu en vue de déterminer une stratégie d’activation du module de suppression de bruit appropriée.
Le module 14 d’analyse du spectre fréquentiel est configuré pour déterminer 100, de préférence en premier lieu, si le signal radio comporte un brouillage par canal adjacent, ce qui est noté par l’interrogation « ACI ? » sur la .
Le dispositif de réduction de bruit 10 comporte de façon classique un module de conversion de fréquence 15 du signal reçu vers une fréquence intermédiaire, ce module de conversion étant situé en amont du module de démodulation 11, et le module 14 d’analyse du spectre fréquentiel est adapté pour analyser le spectre fréquentiel du signal issu du module de conversion de fréquence, afin de comparer l’énergie du spectre à une fréquence située dans une bande de fréquences centrale du signal, par exemple la fréquence centrale, avec l’énergie du spectre à une fréquence comprise dans une bande située à l’extrémité du spectre L’énergie du spectre dans une bande de fréquence déterminée peut être obtenue en intégrant ou sommant les densités spectrales de puissance du signal pour les fréquences contenues dans la bande. Le module 14 d’analyse peut par exemple calculer un ratio entre l’énergie dans la bande centrale et l’énergie dans la bande extrême du spectre.
Par exemple, si la bande sur laquelle le signal est émis présente une largeur de bande L avec une fréquence centrale f, alors on peut considérer que les extrémités du spectre comprennent les fréquences contenues dans les intervalles [f-L/2 ; f-L/2 + 0.2L] et [ f+L/2 – 0.2 L ; f + L/2]. On peut aussi considérer par exemple que la bande centrale du spectre correspond à une bande de fréquence dans l’intervalle [f-L/10 ; f + L/10] ou [f – L/5 ; f + L/5].
A titre d’exemple, dans le cas de la bande FM, la largeur de la bande sur laquelle le signal est émis est de l’ordre de 100 kHz. Une bande de fréquences située à l’extrémité du spectre peut se trouver en dehors d’une plage de 80kHz centrée sur la fréquence centrale de la bande.
Une fois le ratio calculé entre l’énergie du signal à une fréquence centrale et l’énergie du signal à une fréquence à une extrémité du spectre, ce ratio est comparé par le module d’analyse 14 à un seuil prédéterminé. Ce seuil est par exemple supérieur ou égal à 1, par exemple supérieur ou égal à 1.5.
Si le ratio est inférieur au seuil, cela signifie que le contenu du signal reçu est important aux extrémités de la bande de fréquences allouée au signal, alors que le signal doit normalement être centré dans cette bande de fréquences, et cela permet donc de détecter la présence d’un brouillage par canal adjacent (flèche Y sortant de l’étape 100). Dans ce cas, le module d’analyse 14 transmet au module de commande 13 une information de détection de brouillage par canal adjacent et le module de commande sélectionne la stratégie d’activation du module de suppression de bruit correspondante, notée « STRAT1 » sur la .
Si en revanche le ratio est supérieur au seuil, aucun brouillage par canal adjacent n’est détecté (flèche N sortant de l’étape 100).
Le module d’analyse fréquentiel est alors configuré pour déterminer 200 si le spectre fréquentiel du signal reçu est faiblement ou fortement dynamique, ce qui est noté par l’interrogation « DYN ? » sur la . Cette analyse est également mise en œuvre sur le signal en sortie du module de conversion de fréquence.
Pour réaliser cette analyse, le module d’analyse fréquentiel calcule la variation temporelle de l’énergie du signal à une fréquence située dans une bande centrale du spectre, et compare cette variation temporelle a un seuil prédéterminé. Si la variation temporelle est inférieure au seuil, alors le spectre fréquentiel du signal est considéré comme faiblement dynamique (flèche « CLA » sur la ), et si la variation temporelle est supérieure au seuil, le spectre fréquentiel est considéré comme fortement dynamique (flèche « POP » sur la ). Le résultat de cette détermination est transmis au module de commande du module de suppression de bruit, qui sélectionne la stratégie d’activation du module de suppression de bruit en conséquence. On a noté sur la « STRAT2 » la stratégie d’activation correspondant à un spectre fréquentiel faiblement dynamique et « STRAT3 » la stratégie d’activation correspondant à un spectre fortement dynamique.
Dans un mode de réalisation, les stratégies d’activation correspondent à des valeurs de seuil de détection de bruit.
Ainsi, le dispositif de réduction de bruit 2 peut également comprendre un module 16 de détection d’une chute du module du rapport entre la composante en phase et la composante en quadrature du signal radio modulé, noté ci-après module I/Q en fonction d’un seuil de détection de chute de module SI/Q. Ce module peut être situé en aval du module de conversion de fréquence vers une fréquence intermédiaire.
Le dispositif de réduction de bruit 2 comprend également un module 17 de détection d’un bruit haute-fréquence dans le signal radio démodulé, qui détecte l’existence de pics hautes fréquences dans le signal radio démodulé, en comparant ces pics à un seuil de fréquence, ci-après appelé seuil de détection de bruit haute-fréquence SHF.
Le module 16 de détection d’une chute de module I/Q et le module 17 de détection d’un bruit haute-fréquence sont configurés pour communiquer au module 13 de commande le fait d’avoir détecté une chute de module I/Q ou un bruit haute-fréquence, respectivement, par franchissement du seuil correspondant. Le module de commande 13 active le module 12 de suppression de bruit lorsque les deux seuils de détection des modules 16 et 17 respectivement ont été franchis.
Dans ce mode de réalisation, les différentes stratégies d’activation du module 12 de suppression de bruit correspondent à des valeurs respectives des seuils de détection de chute de module et de détection de bruit haute-fréquence, qui sont fixées par le module 13 de commande à l’issue de l’analyse mise en œuvre par le module d’analyse fréquentielle.
On note ainsi par l’indice « ACI » les valeurs de ces seuils en cas de détection de brouillage par bande adjacente, par l’indice « POP » les valeurs de ces seuils en l’absence de brouillage par bande adjacente et en cas de contenu spectral fortement dynamique, et par l’indice « CLA » les valeurs de ces seuils en l’absence de brouillage par bande adjacente et en cas de contenu spectral faiblement dynamique.
Les seuils sont fixés de sorte que : SI/Q,CLA < SI/Q,ACI < SI/Q,POP et SHF,CLA < SHF,ACI < SHF,POP.
Les seuils correspondant à un contenu spectral faiblement dynamique sont les plus bas, ce qui signifie qu’ils correspondent à une activation très fréquente du module 12 de suppression de bruit. Les seuils correspondants à un contenu spectral fortement dynamique sont les plus élevés, ce qui signifie une activation du module de suppression de bruit plus rare. Enfin les seuils utilisés en cas de brouillage de canal adjacent sont entre les deux puisqu’une activation fréquence du module 12 de suppression de bruit est nécessaire pour empêcher efficacement ce type de perturbation.
Claims (11)
- Dispositif de réduction (10) de bruit dans un signal radio reçu dans la bande FM, comprenant :
- un module (11) de démodulation du signal radio, adapté pour générer un signal radio démodulé à partir du signal radio reçu,
- un module (12) de suppression de bruit adapté pour remplacer une séquence temporelle du signal radio démodulé par une séquence débruitée,
- un module (13) de commande du module de suppression de bruit, adapté pour contrôler l’activation du module de suppression de bruit,
- une première stratégie lorsque le module d’analyse détermine un brouillage de canal adjacent,
- une deuxième stratégie lorsque le module d’analyse détermine une absence de brouillage de canal adjacent et un spectre fréquentiel faiblement dynamique du signal radio reçu, et
- une troisième stratégie lorsque le module d’analyse détermine une l’absence de brouillage de canal adjacent et un spectre fréquentiel fortement dynamique du signal radio reçu.
- Dispositif de réduction de bruit (10) selon la revendication 1, comprenant en outre :
- un module (17) de détection d’un bruit haute-fréquence dans le signal radio démodulé, en fonction d’un seuil de détection de bruit haute-fréquence,
- un module (16) de détection d’une chute du module du rapport entre la composante en phase et la composante en quadrature du signal radio modulé, en fonction d’un seuil de détection de chute de module,
et le module de commande (13) est en outre adapté pour fixer les valeurs du seuil de détection de bruit haute-fréquence et du seuil de détection de chute de module en fonction de la stratégie d’activation sélectionnée. - Dispositif de réduction de bruit (10) selon les revendications 1 et 2 en combinaison, dans lequel les valeurs de seuil de détection de bruit haute-fréquence et de seuil de détection de chute de module correspondant à la première stratégie sont comprises respectivement entre les valeurs de seuil détection de bruit haute-fréquence et de seuil de détection de chute de module correspondant à la deuxième et à la troisième stratégies d’activation.
- Dispositif de réduction de bruit (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre un module (15) de conversion de fréquence du signal radio reçu vers une fréquence intermédiaire, et le module d’analyse (14) du spectre fréquentiel est adapté pour analyser le spectre fréquentiel du signal issu du module de conversion de fréquence.
- Dispositif de réduction de bruit (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le module d’analyse spectrale (14) est adapté pour détecter un brouillage de canal adjacent, et, en cas de détection d’un brouillage de canal adjacent, le module de commande (13) est configuré pour mettre en œuvre une première stratégie d’activation du module de suppression de bruit (12).
- Dispositif de réduction de bruit (10) selon la revendication précédente, dans lequel, pour détecter un brouillage de canal adjacent, le module (14) d’analyse spectrale est configuré pour :
- Déterminer un ratio entre une énergie du spectre fréquentiel à une fréquence comprise dans une bande centrale du spectre et une énergie du spectre fréquentiel à une fréquence comprise dans une bande située à une extrémité du spectre,
- Comparer le ratio à un seuil prédéterminé et, si le ratio est inférieur au seuil, détecter un brouillage de canal adjacent.
- Dispositif de réduction de bruit (10) selon l’une quelconque des revendications 5 ou 6, dans lequel, en l’absence de brouillage de canal adjacent, le module d’analyse spectrale (14) est en outre adapté pour déterminer si le spectre fréquentiel du signal radio est faiblement ou fortement dynamique, et le module de commande est configuré pour mettre en œuvre respectivement une deuxième stratégie d’activation du module de suppression de bruit propre à un contenu faiblement dynamique ou une troisième stratégie d’activation du module de suppression de bruit propre à un contenu fortement dynamique.
- Dispositif de réduction de bruit (10) selon la revendication précédente, dans lequel le module d’analyse spectrale (14) est configuré pour déterminer une variation temporelle de l’énergie du signal à une fréquence comprise dans une bande centrale du spectre, comparer la variation temporelle à un seuil prédéterminé et, déterminer le contenu sonore du signal ratio comme étant faiblement dynamique si la variation temporelle est inférieure audit seuil, et fortement dynamique si la variation temporelle est supérieure audit seuil.
- Dispositif de réduction de bruit (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le module (12) de suppression de bruit est adapté pour remplacer une séquence temporelle du signal démodulé par une séquence obtenue par interpolation polynomiale entre un dernier échantillon non bruité et un échantillon non bruité de reprise.
- Dispositif de réception radio FM (1) apte à recevoir et à démoduler un signal radio FM multiplexé, caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif de réduction de bruit (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
- Procédé de réduction de bruit dans un signal radio FM reçu, comprenant la mise en œuvre des étapes de :
- Analyse du spectre fréquentiel du signal radio reçu,
- Détermination (100) d’un ratio entre une énergie du spectre fréquentiel du signal radio à une fréquence comprise dans une bande centrale du spectre et une énergie du signal à une fréquence comprise dans une bande située à une extrémité du spectre, et, si le ratio est inférieur à un seuil déterminé, sélectionner une première stratégie d’activation, sinon
- Détermination (200) d’une variation temporelle de l’énergie du spectre fréquentiel du signal radio à une fréquence comprise dans une bande centrale du spectre, comparer la variation temporelle à un seuil prédéterminé et,
- si ladite variation temporelle est inférieure à un seuil, sélection d’une deuxième stratégie d’activation,
sinon, sélection d’une troisième stratégie d’activation.
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