Brevet FR2863792A1 — publié le 20050617

L'invention concerne un procédé de compression de signaux audio sans contrainte de délai. Elle s'applique par exemple pour la compression de signaux audio 5 dans un système de messagerie. Le schéma de compression standard de signaux audio est basé sur la modélisation à court terme de ce signal. Cette modélisation permet d'obtenir un ensemble de paramètres optimaux qui seront utilisés durant la 1 o phase de décompression. La contrainte de délai est toujours associée à ce type de modèle. Elle ne permet pas de tenir compte, durant la modélisation, des fortes corrélations qui existent entre différentes zones du signal audio. Ces zones ne sont généralement pas localisées sur un intervalle temporel inférieur à l'horizon de modélisation, ce dernier étant quant à lui toujours inférieur au délai caractéristique du système de compression. Le procédé selon l'invention propose une nouvelle méthode de compression des signaux audio qui permet notamment de s'affranchir de la contrainte de délai, ou autrement dit, de la limitation de l'horizon de modélisation. L'invention concerne un procédé de compression/décompression d'un signal ou message comprenant un ou plusieurs paramètres génériques, dans un système de compression/décompression comprenant un dictionnaire générique caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes: É Déterminer un dictionnaire original adapté au message, DOAM, à partir de l'ensemble du signal ou de sa quasi-totalité, É Créer une table d'indexation entre le DOAM et le dictionnaire générique 30 DG, afin d'obtenir le dictionnaire adapté au message DAM, É Quantifier les paramètres du signal avec le dictionnaire adapté au message, afin d'obtenir les indices du signal sur le dictionnaire adapté au message, É Transmettre la table d'indexation à une étape de décompression et après transmettre les indices du signal sur le dictionnaire adapté au message, É Déterminer le dictionnaire adapté au signal à partir du dictionnaire générique et de la table d'indexation pour l'étape de décompression et utiliser ce dictionnaire DAM pour quantifier les indices du signal afin d'obtenir les index du signal sur le dictionnaire générique, É Déterminer les paramètres du signal à partir des index sur le dictionnaire générique. Le procédé selon l'invention présente notamment les avantages suivants. Il ne suppose pas de limitation forte sur le type de système de compression/décompression de signaux audio ou de message dans lequel il est mis en oeuvre. II est ainsi utilisable conjointement à la plupart des systèmes existants qui possèdent un étage de quantification avec dictionnaire d'une partie ou de la totalité des paramètres du modèle, en excluant les méthodes de quantification par prédiction. Ce ou ces dictionnaires sont qualifiés dans la description de dictionnaires génériques . D'autres caractéristiques et avantages du procédé selon l'invention apparaîtront mieux à la lecture de l'exemple donné à titre indicatif 25 et nullement limitatif, annexé des figures qui représentent: É La figure 1 un exemple de schéma de génération du dictionnaire original adapté à un signal audio, É La figure 2 le schéma du dictionnaire adapté au signal audio, É La figure 3 un schéma de compression/décompression associé. L'exemple donné ci-après concerne la compression/décompression d'un signal audio. Le système de compression/décompression possède notamment un ensemble de paramètres génériques, par exemple les filtres d'enveloppe court terme, le pitch, l'énergie, etc. et un dictionnaire générique qui est, dans ce cas, le codeur de base de référence du système de compression/décompression. L'idée mise en oeuvre dans le procédé selon l'invention, consiste notamment, à transmettre de la partie compression du système vers la partie décompression du système, un premier flux qui comprend l'information 1 o nécessaire pour coder et décoder le signal audio et un deuxième flux qui comprend les paramètres du signal audio. La figure 1 montre un exemple d'étapes préalables à l'exécution des étapes du procédé selon l'invention. Elles consistent, par exemple, à coder (étape 1) le signal audio par le codeur générique du système de compression, afin d'obtenir les paramètres représentatifs du signal (étape 2). Ces paramètres sont ensuite transmis, par exemple, à une étape de segmentation connue de l'Homme du métier. La mise en oeuvre du procédé selon l'invention comporte, en relation aux figures 1, 2 et 3, au moins les étapes suivantes: 1. Création du dictionnaire original adapté au message. Partie compression du système (figure 1). A partir du signal audio, déterminer les paramètres du modèle à court terme, en tenant compte de l'ensemble ou de la quasi-totalité du signal audio. Cette étape 3 est réalisée, par exemple, par quantification des paramètres, en utilisant une méthode classique connue de l'Homme du métier. Le procédé dispose alors d'un ensemble de paramètres représentatifs du signal audio. La corrélation à long terme de l'ensemble des paramètres permet de créer un dictionnaire de paramètres (étape 4) représentatifs du signal audio. Ce dictionnaire de taille réduite est désigné par l'expression dictionnaire original adapté au message ou DOAM. 2. Obtention du dictionnaire adapté au message (figure 2). L'étape 5 suivante consiste, par exemple, à représenter le dictionnaire original adapté au message dans l'espace des paramètres génériques du système de compression/décompression. Pour cela, le procédé crée une table d'indexation 6 entre le dictionnaire original adapté au message 5 et le dictionnaire générique 7 ou DG. Cette table d'indexation permet d'obtenir le dictionnaire qualifié de dictionnaire adapté au message 8. Dans cet exemple d'application pour un signal audio, les vecteurs s(i) dico_quant du dictionnaire adapté au message 8 sont obtenus en cherchant les meilleurs représentants des vecteurs s(o)d;co parmi les vecteurs s(j) codeur du dictionnaire générique 7. Pour ce faire, un critère de distorsion pourra être utilisé. Seuls les index des vecteurs du dictionnaire générique sont sauvegardés dans le dictionnaire adapté au message. Le procédé dispose du dictionnaire adapté au message qu'il utilise 15 alors pour quantifier les paramètres du signal audio tel qu'il est représenté à la figure 3. 3. Mise en place d'un schéma de compression spécifique L'étape 6 suivante consiste alors à quantifier les paramètres du signal audio avec le dictionnaire adapté au message 8 afin d'obtenir un ensemble d'index 9 (ou indices) sur le dictionnaire adapté au message. Les index sur le dictionnaire adapté au signal sont transmis à la partie décompression du système. Afin de pouvoir appliquer l'opération inverse lors de l'étape de décompression, la table d'indexation ou table d'index est transmise au dispositif de décompression avant les index relatifs aux paramètres (figure 3). Au niveau de la partie compression du système, le dictionnaire adapté au message est obtenu à partir de la table d'index elle-même résultant du dictionnaire générique et du dictionnaire original adapté au message. Pour la partie décompression du système, c'est à partir de la table d'index et du dictionnaire générique que l'on reconstitue le dictionnaire adapté au message. 4. Mise en place d'un schéma de décompression spécifique Au niveau de la décompression, la première étape du procédé est de transformer les index du signal audio sur le dictionnaire adapté au message en index 10 sur le dictionnaire générique du système. Ceci est réalisé, par exemple, par quantification inverse en utilisant le dictionnaire adapté au message reconstitué à partir de la table d'indexation transmise et du dictionnaire générique. Ces index sur le dictionnaire générique sont ensuite utilisés pour produire des paramètres génériques 11 nécessaires au système de décompression, par exemple en utilisant une méthode de quantification connue de l'Homme du métier. Ces paramètres génériques servent ensuite pour obtenir le signal audio d'origine. L'exemple qui suit illustre la mise en oeuvre du procédé pour un signal issu d'un enregistrement d'un programme radio diffusant des nouvelles. La typologie du signal audio n'est pas unique. On y retrouve de la parole non dégradée (prise de son studio), de la parole dégradée ( interview téléphonique ou ambiance sonore perturbatrice), de la musique (jingle) et un mélange de parole et de musique (marqueur sonore). Le système de compression/décompression générique est un système propriétaire possédant un débit de 3600 bits/s. Le matériel audio de test est constitué de 15 minutes 25 d'enregistrement. Le signal audio est échantillonné à 16 KHz. Les paramètres génériques retenus pour cet exemple de mise en oeuvre, sont les LSF (abréviation anglo-saxonne de Line Spectral Frequency). Le débit de codage de ces paramètres génériques est de 2666bits/s (60 bits par trame de 22,5 ms). Le dictionnaire original adapté au message est obtenu en appliquant un traitement de quantification vectorielle aux vecteurs de LSF 2863792 6 calculés tous les 22,5 ms et possède 1024 vecteurs ( pour une quantification sur 10 bits). Le dictionnaire adapté au message est construit en cherchant les meilleurs représentants des vecteurs originaux adaptés au signal audio dans 5 le dictionnaire générique. A la fin de cette étape, la table d'indexation est déterminée et connue du système de compression. Les paramètres LSF sont ensuite codés avec le dictionnaire adapté au message. Le procédé transmet au système de décompression, la table 10 d'indexation et ensuite les index sur le dictionnaire adapté au message (compris dans ce cas d'application entre 0 et 1023). Les autres paramètres du signal audio sont calculés selon la méthode propre au système générique. Le système de décompression reçoit la table d'indexation et les index sur le dictionnaire adapté au message. Par quantification inverse, les index sur le dictionnaire adapté au message sont transmis en index sur le dictionnaire générique du système de compression/décompression. Le procédé selon l'invention s'applique aussi pour des signaux de 20 type message MMS, etc REVENDICATIONS 1- Procédé de compression/décompression d'un signal ou message comprenant un ou plusieurs paramètres génériques, dans un système de compression/décompression comprenant un dictionnaire générique caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes: É Déterminer un dictionnaire original adapté au message (5) à partir de l'ensemble ou de la quasi-totalité du signal, É Créer une table d'indexation entre le dictionnaire original adapté au message (5) et le dictionnaire générique (7) du système de compression/décompression, afin d'obtenir le dictionnaire adapté au 15 message (8), É Quantifier les paramètres du signal avec le dictionnaire adapté au message (8), afin d'obtenir les indices (9) du signal sur le dictionnaire adapté au message, É Transmettre la table d'indexation (6) à une étape de décompression et 20 ensuite transmettre les indices (9) du signal sur le dictionnaire adapté au message, É Déterminer les paramètres du signal à partir du dictionnaire adapté au message reconstitué et des index du signal transmis à la partie décompression. 2 Procédé de compression/décompression selon la revendication 1 caractérisé en ce que la détermination des paramètres au niveau de la décompression comporte au moins les étapes suivantes: É Déterminer le dictionnaire adapté au message (5) à partir du dictionnaire 30 générique (7) et de la table d'indexation (6) pour l'étape de décompression et utiliser ce dictionnaire adapté au message pour quantifier les index du signal afin d'obtenir les index du signal sur le dictionnaire générique, É Déterminer les paramètres du signal à partir des index sur le dictionnaire générique. 3 Procédé de compression/décompression selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il utilise un signal audio. 4 Procédé de compression/décompression selon la revendication 3 10 caractérisé en ce qu'il utilise un signal de parole où les paramètres génériques sont: les filtres d'enveloppe à court terme, le pitch, l'énergie, etc. Procédé de compression/décompression selon la revendication 3 caractérisé en ce que les paramètres génériques sont les LSF et l'étape de quantification est effectuée par traitement de quantification vectorielle des vecteurs LSF. 6 Procédé de compression/décompression selon la revendication 3 caractérisé en ce que le dictionnaire adapté au message (5) est construit en cherchant les meilleurs représentants des vecteurs originaux adaptés au signal audio dans le dictionnaire générique. 7 Procédé de compression/décompression selon la revendication 1 caractérisé en ce que le message est un message de type MMS. 8 - Procédé de compression/décompression selon la revendication 1 caractérisé en ce que la table d'indexation (6) et les indices du signal (9) sont transmis via un protocole de type MMS (Multimedia Messaging Service).