Brevet FR2761512A1 — publié le 19981002

"DISPOSITIF DE GENERATION DE BRUIT DE CONFORT ET CODEUR DE PAROLE INCLUANT UN TEL DISPOSITIF" Description La présente invention concerne un dispositif de génération de bruit de confort, ainsi qu'un codeur de parole incluant un tel dispositif. Lorsqu'on transmet des signaux de parole dans des types de réseaux transportant également d'autres données que de tels signaux, il est souvent utile de s'assurer qu'ils n'occupent pas toute la bande passante et autorisent le passage simultané de ces autres données, ce qui revient à optimiser leur débit. Il est alors prévu, avant transmission, un détecteur d'activité vocale qui permet de repérer, dans des signaux d'entrée o des signaux vocaux sont mêlés à du bruit et des moments de silence, les périodes o des signaux de parole sont présents. Si la présence de signaux de parole est détectée, le codeur de parole qui suit transmet régulièrement (toutes les trames) un flot de données numériques qui permettra à un interlocuteur distant de reconstituer ultérieurement ces signaux de parole. Au contraire, si l'on ne détecte plus de signaux de parole, on n'envoie plus de trames codées sur le réseau, afin d'économiser du débit sur celui-ci. Pour l'interlocuteur distant, on force alors à zéro les échantillons des signaux pendant ces périodes d'absence de parole. Cette solution est efficace pour la réduction du débit, mais peut conduire à des interprétations erronées de la part de l'interlocuteur. En effet, dans la plupart des cas, il n'existe pas un silence total dans les lieux o se déroule la conversation, mais plutôt un bruit ambiant. Si donc, au moment de transitions paroles/silence, les échantillons des signaux d'entrée sont forcés à zéro, l'interlocuteur aura l'impression d'une discontinuité dans la conversation, ou même d'une coupure de la ligne. Un premier but de l'invention est de proposer un dispositif de génération de bruit de confort remédiant à cet inconvénient et qui, à cet effet est caractérisé en ce qu'il comprend, au codage, en parallèle, un circuit de détermination de l'énergie de la trame courante - les signaux d'entrée étant disponibles sous forme de trames successives de longueur prédéterminée - et un circuit de détermination de l'enveloppe de cette trame par analyse LPC, et, au décodage, en série, un circuit de génération d'un bruit gaussien, un sous-ensemble de deux voies de filtrage en parallèle, et un additionneur des sorties desdites voies, la trame de bruit de confort reconstituée en l'absence de signaux de parole dans la trame courante d'entrée étant disponible sur la sortie dudit additionneur. Ce dispositif permet de restituer à l'interlocuteur distant une meilleure qualité de message. En effet, en transmettant pendant les plages de silence quelques trames qui contiennent les caractéristiques essentielles du bruit ambiant, on supprime cette désagréable impression de coupure de ligne en cas de silence total. Le codage de ces quelques trames de bruit est très peu coûteux en débit, puisqu'il n'y a qu'à envoyer les caractéristiques fréquentielles et d'énergie du signal de bruit, qui sont suffisantes pour restituer, pour l'interlocuteur, un bruit sensiblement équivalent. Des dispositifs de génération de bruit de confort sont déjà prévus dans les codeurs de parole décrits par exemple dans le projet de recommandation émis récemment par l'Union Internationale des Télécommunications (ITU), "Draft Recommendation G.723 - Dual rate speech coder for multimedia telecommunication transmitting at 5.3 and 6.3 kbits/s", ITU, Study Group 15, 1995, lOème "LBC Meeting", Newton, Ma., USA, visant à définir une norme pour un codeur de parole. Il faut cependant remarquer que, dans ce cas, la génération de bruit de confort est très fortement imbriquée dans le codeur de parole. Au contraire, dans le cas présent, la méthode mise en oeuvre ne dépend pas du codeur. Par ailleurs, l'addition au bruit filtré d'un bruit gaussien est particulièrement intéressante lorsque le bruit ambiant est très faible. Un autre but de l'invention est de proposer un codeur de parole équipé d'un dispositif de génération de bruit de confort tel que décrit ci-dessus. Les particularités de l'invention apparaîtront maintenant de façon plus détaillée dans la description qui suit et dans le dessin annexé (figure 1), donné à titre d'exemple non limitatif et qui représente un exemple de réalisation d'un dispositif de génération de bruit de confort conforme à l'invention. Ce dispositif comprend tout d'abord, comme indiqué sur la figure, un circuit 11 de détermination de l'énergie de la trame courante (les signaux d'entrée sont disponibles sous la forme de trames successives TRn_1' TRn,... etc... de durée prédéterminée), ainsi qu'un circuit 12 de détermination de l'enveloppe de cette trame (au point de vue fréquentiel) par l'intermédiaire d'une analyse dite LPC (en anglais: linear predictive coding) qui permet d'estimer des coefficients de prédiction linéaire. Ces caractéristiques des signaux d'entrée sont quantifiées, codées et transmises. Au décodage, o l'on veut régénérer un bruit dit de confort pour l'interlocuteur distant, le dispositif comprend tout d'abord un circuit 21 de génération d'un bruit gaussien (ou, au moins, d'un bruit constituant une approximation d'un bruit gaussien). Ce bruit est envoyé en parallèle sur deux voies de filtrage 30 et 40 dont la première comprend en série un circuit de gain 31 (ce gain est déterminé par l'énergie -qui a été transmise- de la trame courante concernée), un filtre 32 (dont les coefficients LPC -également transmis- ont été estimés comme indiqué ci-dessus) et un multiplieur 33. La sortie de ce multiplieur 33 et celle d'un multiplieur 43 similaire constituant l'autre voie 40 (ces multiplieurs permettent des pondérations par des coefficients a et 1-a respectivement) constituent les entrées d'un additionneur 25 en sortie duquel est présente la trame de bruit de confort TBC reconstituée en l'absence de signaux de parole. On a donc, dans la partie codage, déterminé et quantifié l'énergie de la trame concernée, pour fixer le gain de l'une des voies de filtrage du bruit au décodage, ainsi qu'estimé et quantifié les coefficients du filtre de cette même voie destiné à régénérer à partir d'un bruit gaussien (auquel on applique ce filtrage) un bruit ayant pratiquement les mêmes caractéristiques spectrales que le bruit original. A l'écoute, ce bruit reconstitué n'est pas exactement le même que le bruit d'origine, mais la qualité est nettement améliorée, les transitions brutales entre parole et silence total étant désormais évitées. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée à cet exemple de réalisation, à partir duquel des variantes peuvent être prévues. Par exemple, pour le décodage, on peut tenir compte du fait que l'on a réduit le débit en ne transmettant pas à chaque fois une trame codée: pour diminuer les transitions abruptes, il est alors possible de faire une interpolation avec les trames précédentes, en ce qui concerne l'énergie et les coefficients de filtre. On peut aussi améliorer la qualité en prévoyant également au codage une interpolation de l'énergie des trames passées. REVENDICATIONS: 1. Dispositif de génération de bruit de confort caractérisé en ce qu'il comprend, au codage, en parallèle, un circuit de détermination de l'énergie de la trame courante - les signaux d'entrée étant disponibles sous forme de trames successives de longueur prédéterminée - et un circuit de détermination de l'enveloppe de cette trame par analyse LPC, et, au décodage, en série, un circuit de génération d'un bruit gaussien, un sous-ensemble de deux voies de filtrage en parallèle, et un additionneur des sorties desdites voies, la trame de bruit de confort reconstituée en l'absence de signaux de parole dans la trame courante d'entrée étant disponible sur la sortie dudit additionneur. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première voie de filtrage comprend en série un circuit de gain, ledit gain étant en relation directe avec l'énergie calculée pour cette trame courante, un filtre de coefficients déterminés par ladite analyse LPC, et un multiplieur par un coefficient de pondération a, et en ce que la deuxième voie de filtrage comprend un multiplieur par le coefficient de pondération complémentaire (1-a). 3. Codeur de parole caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de génération de bruit de confort selon l'une des revendications 1 et 2.