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Traitements numériques du signal

Parole. Bruit. 1. 2. Détection des Environ- nements. TPB. 3. 4. AGC. MIC. 5. 6. 7. 8. Traitements numériques du signal. Principe de fonctionnement. MIC. DSP. AGC. HP. 8 paramètres d'analyse Détection des Environnements. Canaux pré câblés vs canaux FFT. sirène ; klaxon.

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Traitements numériques du signal

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Presentation Transcript

  1. Parole Bruit 1 2 Détection des Environ-nements TPB 3 4 AGC MIC 5 6 7 8 Traitements numériques du signal Principe de fonctionnement MIC DSP AGC HP 8 paramètres d'analyse Détection des Environnements

  2. Canaux pré câblés vs canaux FFT sirène ; klaxon Puce mono fonction Filtres pré câblés : Fréquences • Peu de canaux (16), juxtaposés => hyper sélectifs (42 dB/octave) • Pas de calcul => 100% des ressources de la puce pour le traitement de signal • Rapide, quel que soit le nombre de canaux (délai = 2 ms) Puce multi fonctions Filtres calculés FFT : Fréquences • Beaucoup de canaux (64), fortement chevauchants => faible sélectivité • Calcul des filtres => grosse utilisation des ressources de la puce • Lents, dépendant du nombre de canaux (délai >15 ms)

  3. Dérivée : dv dt Temps T T Détection des environnements 8 paramètres d'analyse des signaux microphoniques 5: Changement de polarité (détection du Larsen) 4: Valeur moyenne longue (détection de la parole : Intégrale) Enveloppe 6: Déphasage microphonique (détection de l’angle d’arrivée du bruit) Temps 7: Corrélation microphonique (détection du vent) Signal 8: Stabilité de la fréquence du courant de la puce (détection de la musique) 3: Vitesse d'accroissement (détection de la parole) 2: Amplitude de modulation (détection de la parole) 1: Fréquence de modulation (détection de la parole : 1/T)

  4. 0 - 2 - 4 Valeur 1 - 6 Baisse de gain : 0 dB - 8 - 10 - 12 - 14 Valeur 0 - 16 Baisse de gain : -9 dB - 18 - 20 Baisse de gain (dB) Échelle sonoremulti paramètres Détection des environnements Reconnaissance des environnements Appréciation du rapport signal/bruit Numérique paramètres = "0" ou "1" "1" : parole seule  gain maintenu "0" : bruit seul  gain réduit Plus de paramètres d'analyse = Plus de finesse dans l'analyse Parole seule • Un paramètre d'analyse : tout ou rien=> échelle sonore = un seul barreau manque de finesse. Réduction de gain sans nuances • Plusieurs paramètres d'analyse :combinaisons(5x "0" & 3x "1" ou 1x "0" & 7x "1") l'Intelligence Artificielle (Fuzzy Logic) : - reconnaît l'environnement sonore - évalue le rapport signal/bruit =>échelle sonore = tous les barreaux Réduction de gain progressive fonction du rapport signal/bruit fonction du type de bruit Bruit seul Échelle sonore un paramètre Dans chacun des 16 canaux

  5. Nouvelles caractéristiques techniques Détection des environnements • Parole dans le calme • Parole dans le bruit • Bruit • Calme • Musique • Vent

  6. Nouvelles caractéristiques techniques Traitement de la Parole et du Bruit Débruiteur (TVP) si bruit seulEmergence phonétique (ERP)si parole + bruit TPB => Réglages : efficacité progressive

  7. Traitement de signal (TVP) Analyse multi axes de la modulation de l'enveloppe pour permettre la distinction entre parole et bruit environnant perturbateur. Parole Bruit amplitude de modulation (signal enveloppe) fréquence de modulation

  8. Gain du canal Traitement de signal (ERP) Principe de fonctionnement de l'ERP Parole Bruit Niveau Temps Temps

  9. Traitement de signal (ERP) Émergence Rapide de Parole => Débruiteur Inter Syllabique Basé sur la théorie du filtre de Wiener F : facteur d'amplification St : signal total B : bruit St – B St F = Signal total Bruit Niveau Temps • Temps d'Attaque : 1 ms

  10. Traitements de signal (TVP + ERP)efficacité sur mélange parole / bruit

  11. Traitements de signal (TVP + ERP)efficacité sur mélange parole / bruit Signal traité par TVP : Signal original Signal traité parTVP + ERP : Signal traité par ERP :

  12. Traitements de signal (TVP + ERP) efficacité sur les réverbérations, l'écho TVP + AEP TVP + ERP Nouveau bénéfice de l'amélioration constante du traitement du signal

  13. Traitement du signal : SoundSmoothing • Les bruits impulsionnels sont fortement réduits • SoundSmoothing est totalement transparent sur la voix SoundSmoothingoff SoundSmoothingon • Les bruits impulsionnels sont agressifs

  14. Traitement du signal : SoundSmoothing Vocal Analyse Extraction Détection Réduction Synthèse • Temps de traitement ultra court : << 1 ms

  15. Traitement du signal : SoundSmoothing Exemples sonores de SoundSmoothing SoundSmoothingon SoundSmoothingoff

  16. Traitement du signal : SoundSmoothing 20.000 fois par seconde Analyse fréquentielle + temporelle => détection des bruits impulsionnels Son impulsionnel : • montée brutale d'énergie • pic de forte intensité • durée très brève 20.000 fois par seconde, une réduction de gain est appliquée en fonction de : • la pente • l'intensité • la durée niveau temps 2 ms

  17. Traitement du signal : SoundSmoothing entrée Analyse fréquentielle + temporelle => détection des bruits impulsionnels Son impulsionnel : • montée brutale d'énergie • pic de forte intensité • durée très brève 20.000 fois par seconde, une réduction de gain est appliquée en fonction de : • la pente • l'intensité • la durée SoundSmoothing est adaptatifen intensité niveau sortie temps 2 ms

  18. Traitement du signal : SoundSmoothing Claquement sec Martèlement sourd réverbérant SoundSmoothing est adaptatifen temporel t • Analyse des pentes du bruit : montante & descendante • Temps de retour adaptatif • Durée adaptative de la réduction de gain évite les risques de : • undershoot (1) • overshoot (2) SoundSmoothing TR = 40 ms TR = 90 ms 2 1 t L'autre système TR = 60 ms TR = 60 ms

  19. Traitement du signal : SoundSmoothing SoundSmoothing est finementréglable • Désactivable • renouvellements • Efficacité réglable • préférence patient • Seuil réglable • uniquement les sons gênants, pas les utiles • 1ère onde réglable • localisation spatiale

  20. Traitement du signal : SoundSmoothing • SoundSmoothing n'est pas et ne réagit pas comme une compression • SoundSmoothing ne réagit pas sur un signal composite ou un bruit blanc Input 85 dB SoundSmoothing off Input 85 dB SoundSmoothing on Input 65 dB SoundSmoothing off Input 65 dB SoundSmoothing on Signal composite à 65 puis 85dB Tous traitement des signaux Off AGC- I & AGC-O Off SoundSmoothing Max / Off

  21. Réductions de gain : Off : 0 Min : 0  20 dB Med : 0  30 dB Max : 0  40 dB Traitement du signal : SoundSmoothing • Préréglage : medium

  22. Traitement du signal : SoundSmoothing Éliminer la gêne due aux bruits impulsionnels permet : • Plus de gain et donc de niveau de sortie,sans crainte des bruits impulsionnels • + d’audibilité surtout dans les aigus, donc d’intelligibilité • Moins de compression AGC-I sur les dynamiques pincées (pertes sévères) • + de clarté et + de présence de la voix • Travailler en Duale sur tous les AGC-I, juste après le préréglage • + de clarté et + de brillance de la voix • Pas besoin d’AGC-O & de PC pour gérer l’intolérance due à ces bruits • amélioration sensible du rapport signal/bruit

  23. Traitement du signal : SoundSmoothing La possibilité de passer plus de gain sans craindre les bruits impulsionnels => + d'audibilité des consonnes faibles aigues => + d'intelligibilité, dans le confort SoundSmoothing est idéal aussi sur les dynamiques pincées

  24. Traitement de la parole et du bruit Automatisme des différents algorithmes de réduction du bruit • Selon les signaux, différents algorithmes sont utilisés • Les algorithmes se complètent

  25. Réduction du bruit microphonique

  26. Anti Larsen par opposition de phase Boucle externe du Larsen Amplificateur Anti Larsen • Réinjectioninstantanéedespicsenopposition de phase • Stabilisation en continude la courbe de réponse • Annulation du Larsensans réduction de gain

  27. Pic de Larsen Instabilité Anti Larsen On Anti Larsen par opposition de phase dB 120 110 100 90 80 70 60 50 100Hz 1kHz 10kHz Larsen disparu Courbe stabilisée Anti Larsen Off

  28. Directivité microphonique • La directivité : • automatique • adaptative • multi canal • TriMic (Centra Power) • Avantages :Meilleurs confort et intelligibilité, même avec plusieurs sources simultanées de bruit en mouvement Omnidirectionnel 90 80 TwinMic +4 dB S/B 70 TriMic + 6dB S/B

  29. e2e : fonctionnement binaural automatique Priorité à l'intelligibilité de la parole • Parole dans le calme • Parole dans le bruit • Bruit stationnaire • Bruit fluctuant • Musique • Parole dans le calme • Parole dans le bruit • Bruit stationnaire • Bruit fluctuant • Musique Paroledans leCalme Parole dans le Bruit Parole dans le Bruit Parole dans le Bruit Parole dans le Bruit Parole dans le Bruit Parole dans le Bruit Parole dans le Bruit Parole dans le Bruit Parole dans le Bruit Parole dans le Bruit Parole dans le Bruit BruitStationnaire Parole dans le Bruit Parole dans le Bruit BruitStationnaire BruitStationnaire Parole dans le Bruit Parole dans le Bruit • Classification Oreilledroite • Classification Oreille gauche BruitStationnaire BruitStationnaire Bruit Fluctuant Bruit Fluctuant Bruit Fluctuant Musique

  30. Exemple : conversation côte à côte au restaurant, avec source musicale parole A) Class. G : parole dans le bruit Mic Dir on, TPB on Class. D. : musique Mic Dir off, TPB off musique B) Class. G. : parole dans le calme Mic Dir off, TPB off Classification bilatérale (sans e2e) Class. D. : musique Mic Dir off, TPB off Quand la fonction "Détection des environnements" est cochée sous Connexx, les TPB & Dir Mics sont automatiquement désactivés dans les environnements "Musique" & "Parole dans le calme". • Cas A) : DIT & DIN incohérents  localisation impossible => baisse du % S/B • Cas B) :Mic Dir off & TPB off  intelligibilité & confort d'écoute réduits • Situation idéale : Mic Dir on & TPB on, sur les deux oreilles

  31. Les décisions monaurales indépendantes sont combinées en une décision binaurale, grâce à une matrice binaurale Les classifications locales sont échangées par e2e wireless 5 fois par seconde transmission inductive, fréquence de codage 120 kHz Synchronisation par Transmission/Réception Si la classification locale D change, elle est immédiatement transmise à G L'appareil G calcule la classification globale et envoie sa classification locale L'appareil D calcule la classification globale Les deux appareils activent simultanément la nouvelle classification globale Classification Binaurale (avec e2e) • Toujours la même classification aux deux oreilles • Toujours la même action (Mic Dir, TPB) aux deux oreilles • Premier véritable algorithme binaural dans des aides auditives

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