Brevet FR3003386A1 — publié le 20140919

TITRE PROCEDE D'ADAPTATION DE NIVEAU SONORE OU LOUDNESS D'UN FLUX AUDIO L'objet de l'invention concerne un procédé et un système permettant d'évaluer le niveau sonore perçu ou « loudness » en permanence au niveau d'une émission diffusée nationalement, afin de modifier le niveau sonore d'un programme local ou publicitaire lors du décrochage du programme national vers la publicité. L'invention porte sur un mécanisme permettant de garantir un volume sonore (loudness en anglo-saxon) cohérent pour différents flux audio. En particulier, le volume sonore doit être conforme à des obligations légales aux Etats Unis. Lorsque l'on souhaite faire du décrochage local d'un flux national vers un fichier de publicité commun à plusieurs chaînes, par exemple, un problème apparaît: les flux nationaux n'ont pas nécessairement tous les mêmes niveaux sonores, ce qui peut provoquer des sauts de niveau sonore. Chaque chaîne possède son propre niveau sonore ou « loudness » et le client local n'a en général pas le droit de modifier le niveau audio du flux national pendant sa diffusion. Les flux de données se présentant sous un format compressé, le décrochage ou splicing dans le domaine compressé ne permet pas habituellement de modifier à la volée le niveau sonore de la publicité, au fur et à mesure de la diffusion des données. Dans l'art antérieur, une solution proposée consiste à ajuster le volume sonore en sortie de commutation des flux, donc l'ajustement est réalisé a posteriori. Cette solution ne convient pas lorsque l'opérateur ne possède pas les droits pour modifier le flux national, par exemple. Il est aussi connu d'effectuer un pré-traitement audio d'un fichier de publicité afin de l'adapter à un niveau standard ITU (International Telecommunication Union) en amont du décrochage des flux. Cette méthode présente toutefois l'inconvénient de ne pouvoir adapter le niveau audio du fichier publicitaire au niveau audio de la chaîne nationale dans laquelle la publicité est insérée. Une autre manière de procéder, connue de l'art antérieur, consiste à appliquer un traitement d'adaptation de « loudness » en sortie du dispositif de décrochage ou « splicer » en langue anglo-saxonne. Cette méthode met en oeuvre, comme il est représenté dans un exemple à la figure 1, un décodeur audio 1, qui va 1 décoder les données audio compressées, un analyseur 2 de niveau sonore des données audio décodées. Le niveau de loudness mesuré sur les données audio décodées est ensuite transmis à un module d'adaptation 3 de niveau sonore à la volée, comprenant un dispositif de contrôle automatique de gain 4 qui va adapter le niveau sonore des échantillons des données décodées. Les données passent ensuite par un module 5 et un limiteur de pics 6. Les échantillons des données sont ensuite codés 7 pour être diffusés sous forme de trames vérifiant un format, par exemple, le format du système de compression numérique connu de l'Homme du métier sous le nom anglo-saxon Dolby Digital ou DD ou le système Dolby Digital Plus ou DD+ . Cette méthode permet une adaptation en permanence du flux audio à un gabarit donné, mais implique un codage sur le flux et souvent une perte de performances. L'idée de la présente invention repose sur une nouvelle approche qui consiste notamment à évaluer le niveau audio loudness au coeur d'un dispositif de décrochage afin que ce dernier puisse, en permanence, évaluer le niveau loudness sur le flux national et modifier le niveau sonore de la publicité à la volée lors de l'opération de décrochage. Au lieu d'effectuer une correction de niveau sonore a posteriori, l'invention propose d'observer le niveau sonore sur le flux national F1 pour ajuster le niveau sonore d'un flux local F2, en direct ou à la volée. L'objet de l'invention concerne un procédé pour adapter le niveau sonore d'un flux audio lors de l'étape de décrochage d'au moins un premier flux F1 vers un deuxième flux F2, caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes : - déterminer au moins un paramètre audio Nm, D représentatif du premier flux F1, afin de constituer un gabarit sonore G à appliquer sur le deuxième flux F2, - à l'instant où l'on réalise le décrochage du premier flux F1 vers le deuxième flux F2, appliquer le gabarit sonore G sur les échantillons audio décodés du deuxième flux afin d'adapter le niveau sonore du deuxième flux F2d et coder les échantillons du signal audio de F2d avant sa diffusion. Pour déterminer le ou les paramètres audio représentatifs du premier flux F-1, le procédé détermine le niveau sonore moyen Nm et la dynamique D du signal audio du premier flux F1. Le procédé peut aussi déterminer la valeur pic du flux audio F1. 2 Selon une variante de mise en oeuvre, le premier flux F1 est décodé afin de déterminer le ou les paramètres audio représentatifs du premier flux F1. Le deuxième flux F2 est, par exemple, un flux contenant de publicité, le deuxième flux étant commun à plusieurs chaines. L'invention concerne aussi un système pour adapter le niveau sonore d'un flux audio F2 à partir de paramètres mesurés sur un premier flux audio F1 caractérisé en ce qu'il comporte au moins les éléments suivants : - un splicer adapté à gérer la diffusion du premier flux audio F1 et du deuxième flux audio F25 - un module adapté à déterminer au moins un paramètre audio Nm, D du premier flux F1 et à construire un gabarit sonore G, - un module de du deuxième flux F2 et un module d'adaptation du niveau sonore du deuxième flux décodé F2d recevant comme paramètre d'entrée le gabarit sonore G déterminé, - un module de codage du deuxième flux décodé de niveau sonore adapté. Le module de détermination du paramètre audio du premier flux F1 est, par exemple, adapté à mesurer le niveau moyen sonore Nm du premier flux audio F1 et la dynamique D du premier flux audio Flet le module d'adaptation comprend un compresseur et un limiteur. Le module de détermination du paramètre audio du premier flux audio F1 est, par exemple, adapté à mesurer le niveau des valeurs pics du premier flux audio F1. Le système peut comporter un module pour décoder le premier flux audio F1 disposé en aval du module pour déterminer un paramètre audio. Le système selon l'invention est par exemple utilisé pour adapter le niveau sonore d'un flux contenant de la publicité, le flux étant commun à plusieurs chaînes. D'autres caractéristiques et avantages du dispositif selon l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation donné à titre illustratif et nullement limitatif annexé des figures qui représentent : - la figure 1, un exemple de chaine de traitement de volume selon l'art antérieur, 3 - la figure 2, un exemple de schéma pour le traitement des signaux audio selon l'invention. La figure 2 schématise un exemple de schéma d'un système et d'un procédé selon l'invention ayant notamment pour fonction d'adapter le niveau sonore d'un flux local F2, correspond, par exemple à un flux de publicité commun à plusieurs chaînes nationales. Le flux national F1 et le flux local F2 sont transmis à un module 20 de décrochage de flux ou splicer ayant pour fonction de gérer les instants de diffusion du flux national F1 et de diffusion du flux local F2 dans le temps. Le splicer 20 comporte un contrôleur 21 qui reçoit au moins les deux flux F1, F2 et qui a la connaissance des heures de diffusion dans le temps des différents programmes, mémorisées dans une table T. Un algorithme de splicing dans le domaine compressé, connu de l'Homme du métier, permettant de basculer d'un programme vers un autre à la trame prêt est aussi chargé dans le contrôleur 21 pour exécution. Le flux national F1 est diffusé au travers d'une chaîne normale de diffusion, selon le chemin I de la figure 2. Durant cette diffusion le procédé va en permanence effectuer, chemin Il, une mesure de niveau sonore du flux national F1. Pour cela, le national F1 est décodé au moyen d'un décodeur 22, puis le flux décodé Fid est transmis à un module 23 adapté à déterminer une valeur moyenne Nm de niveau sonore sur un intervalle de temps donné, en utilisant, par exemple un algorithme d'analyse connu de l'Homme du métier. L'algorithme utilisé détermine aussi la dynamique D du signal audio Fid. Ces deux paramètres niveau sonore moyen Nm et dynamique D, au moins, sont mémorisés dans un gabarit sonore 24. L'algorithme d'analyse peut aussi relever les valeurs pics Np du signal audio de Fid, qui seront aussi mémorisées dans le gabarit sonore 24. Ces valeurs Nm, D et dans certains cas Np, seront ensuite utilisées pour adapter le niveau sonore du flux publicitaire F2 grâce à un module 26 comprenant un compresseur 27 et un limiteur audio 28. La dynamique D sert à configurer le compresseur audio 27, pour reproduire cette même dynamique au niveau du flux F2, le niveau sonore moyen Nm sert à configurer l'algorithme de contrôle automatique de gain et le limiteur audio 28 en sortie, les valeurs pics servent au limiteur de sortie. Sans sortir du cadre de l'invention, une solution consiste, par exemple, à mesurer en continu, le niveau sonore du flux F1, sur un nombre important d'échantillons audio compressés à partir des métadonnées Dolby, telles que la 4 métadonnée dialnorm de normalisation des dialogues, ou la plage dynamique DRC) et des facteurs d'échelle en MPEG-1couche 2. Ces formats sont connus de l'Homme du métier et ne seront pas détaillés. Lorsqu'un opérateur souhaite insérer un programme publicitaire, par exemple, il va effectuer un décrochage local vers le fichier de publicité, flux F2. Au niveau du décrochage, le procédé va appliquer sur le signal audio décodé du flux publicitaire F2 le gabarit sonore déterminé. Pour bénéficier de cette fonction, l'opérateur va activer une fonction 32 d'autorisation de la modification des sons dans le fichier publicitaire F2. Par exemple, au niveau de l'interface homme machine l'opérateur aura à cocher une case pour activer cette fonction. L'option étant activée, on va pouvoir adapter son niveau sonore. Pour cela, le flux local F2, chemin III, est décodé par un décodeur adapté connu de l'Homme du métier 25. Le gabarit sonore G obtenu par l'analyse du flux F1 est transmis au module 26 d'ajustement du niveau audio des échantillons de données obtenues par décodage du flux F2. Le gabarit sonore G peut comprendre les informations provenant d'analyse du standard ITU-1770, le niveau de loudness en LUFS (unité de mesure Loudness Unit Full Scale), la gamme de loudness exprimée en LUFS, la valeur du pic réel en dB (décibel). Le compresseur 27 réduit la dynamique sonore du flux F2 en tenant compte de la valeur de la dynamique D du gabarit sonore G. Le limiteur 28 présent dans le module 26 adapte le niveau maximal sonore du flux audio F2 en tenant compte de la valeur moyenne de niveau sonore Nm du gabarit G. Le flux F2 de volume contrôlé est ensuite encodé 29 dans un module de codage, puis transmis à une pile FIFO 30 pour être diffusé selon l'ordre prévu dans la programmation. Le deuxième flux audio F2 peut aussi comporter des messages d'alerte ou des informations locales. Le procédé et le système selon l'invention peuvent être utilisés dans le cadre des téléphones portables, au niveau du lecteur ou « player » devant diffuser une publicité. Il est aussi possible d'appliquer ce traitement au niveau du splicer de chaque téléphone au niveau de l'abonné final. Le système et le procédé selon l'invention proposent de réaliser le traitement de « loudness » non pas au niveau de chaque abonné d'un service, mais 5 en amont dans le dispositif de décrochage ou splicer. Ceci présente notamment comme avantage de ne pas demander de configuration nécessaire pour l'utilisateur du « splicer/player ». Le système fonctionne quelque soit les formats audio utilisés. Le procédé ne demande pas la mise en oeuvre de traitements inutiles tels que des ajustements de niveau sonore ou de ré-encodage sur le niveau national. Il offre de meilleures performances et permet de conserver la qualité audio du flux national. 6 REVENDICATIONS1 - Procédé pour adapter le niveau sonore d'un flux audio lors de l'étape de 5 décrochage d'au moins un premier flux F1 vers un deuxième flux F2, caractérisé en ce qu'il comporte au moins les étapes suivantes : - déterminer au moins un paramètre audio Nm, D représentatif du premier flux F1, afin de constituer un gabarit sonore G à appliquer sur le deuxième flux F2, - à l'instant où l'on réalise le décrochage du premier flux F1 vers le deuxième 10 flux F2, appliquer le gabarit sonore G sur les échantillons audio décodés du deuxième flux afin d'adapter le niveau sonore du deuxième flux F2d et coder les échantillons du signal audio de F2d avant sa diffusion. 2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l'on détermine au moins 15 le niveau sonore moyen Nm et la dynamique D du signal audio du premier flux F1. 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2 caractérisé en ce que l'on détermine la valeur pic du flux audio F1. 20 4 - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 3 caractérisé en ce que le premier flux F1 est décodé afin de déterminer le ou les paramètres audio représentatifs du premier flux F1. - Procédé selon l'une des revendications 1 à 3 caractérisé en ce que le flux F2 est 25 un flux contenant de publicité, le flux étant commun à plusieurs chaines. 6 - Système pour adapter le niveau sonore d'un flux audio F2 à partir de paramètres mesurés sur un premier flux audio F1 caractérisé en ce qu'il comporte au moins les éléments suivants : 30 - un splicer adapté à gérer la diffusion du premier flux audio F1 et du deuxième flux audio F2, - un module (23) adapté à déterminer au moins un paramètre audio Nm, D du premier flux F1 et à construire un gabarit sonore (24), 7- un module de décodage (25) du deuxième flux F2 et un module d'adaptation (26) du niveau sonore du deuxième flux décodé F2d recevant comme paramètre d'entrée le gabarit sonore G déterminé, - un module de codage (29) du deuxième flux décodé de niveau sonore adapté. 5 7 - Système selon la revendication 6 caractérisé en ce que le module de détermination du paramètre audio du premier flux F1 est adapté à mesurer le niveau moyen sonore Nm du premier flux audio F1 et la dynamique D du premier flux audio F1 et en ce que le module d'adaptation (26) comprend un compresseur (27) et un 10 limiteur (28). 8 - Système selon la revendication 7 caractérisé en ce que le module de détermination du paramètre audio du premier flux audio F1 est adapté à mesurer le niveau des valeurs pics du premier flux audio F1. 15 9 - Système selon la revendication 6 caractérisé en ce qu'il comporte un module de décodage (22) du premier flux audio F1 disposé en aval du module de détermination (23) du paramètre audio. 20 10 - Utilisation du système selon l'une des revendications 6 à 8 à l'adaptation du niveau sonore d'un flux contenant de la publicité, le flux étant commun à plusieurs chaînes. 8