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FR2796189A1 - AUDIO CODING AND DECODING METHODS AND DEVICES - Google Patents

AUDIO CODING AND DECODING METHODS AND DEVICES Download PDF

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FR2796189A1
FR2796189A1 FR9908633A FR9908633A FR2796189A1 FR 2796189 A1 FR2796189 A1 FR 2796189A1 FR 9908633 A FR9908633 A FR 9908633A FR 9908633 A FR9908633 A FR 9908633A FR 2796189 A1 FR2796189 A1 FR 2796189A1
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audio signal
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Abstract

Le codeur estime une fréquence fondamentale (F0 ) du signal audio, détermine un spectre du signal audio par une transformée dans le domaine fréquentiel d'une trame du signal audio, et inclut dans le flux numérique transmis au décodeur des données de codage d'une composante harmonique du signal audio, comprenant des données représentatives d'amplitudes spectrales associées à des fréquences multiples de la fréquence fondamentale estimée. Les données de codage de la composante harmonique comprennent en outre, pour au moins une des fréquences multiples de la fréquence fondamentale estimée, des données (iDELTAphi) relatives à la phase du spectre du signal audio au voisinage de cette fréquence multiple.The encoder estimates a fundamental frequency (F0) of the audio signal, determines a spectrum of the audio signal by a frequency domain transform of a frame of the audio signal, and includes in the digital stream transmitted to the decoder encoding data of a harmonic component of the audio signal, comprising data representative of spectral amplitudes associated with frequencies multiple of the estimated fundamental frequency. The harmonic component coding data further comprises, for at least one of the multiple frequencies of the estimated fundamental frequency, data (iDELTAphi) relating to the phase of the spectrum of the audio signal in the vicinity of this multiple frequency.

Description

PROCEDES ET DISPOSITIFS DE CODAGE ET DE DECODAGE AUDIOAUDIO CODING AND DECODING METHODS AND DEVICES

La présente invention concerne le domaine du codage des signaux audio. Elle s'applique en particulier, mais non exclusivement, au codage de la parole, en bande étroite ou en bande élargie, dans diverses gammes de débit de codage. La conception d'un codec audio vise principalement à fournir un bon compromis entre le débit du flux transmis par le codeur et la qualité du signal  The present invention relates to the field of coding audio signals. It applies in particular, but not exclusively, to speech coding, in narrowband or wideband, in various ranges of coding rate. The design of an audio codec is primarily aimed at providing a good compromise between the flow rate of the stream transmitted by the encoder and the quality of the signal.

audio que le décodeur est capable de reconstruire à partir de ce flux.  audio that the decoder is able to reconstruct from that stream.

Dans cette optique, il a notamment été développé des familles de codeurs reposant sur une analyse du signal audio dans le domaine spectral: le codeur estime une fréquence fondamentale du signal, représentant sa hauteur tonale (" pitch "), et l'analyse spectrale consiste à déterminer des paramètres représentant la structure harmonique du signal aux fréquences qui sont des multiples entiers de cette fréquence fondamentale. Une modélisation de la composante non-harmonique, ou non-voisée, peut également être effectuée dans le domaine spectral. Les paramètres transmis au décodeur représentent typiquement le module du spectre des composantes voisées et non-voisées. Il s'y ajoute des informations représentant soit des décisions voisé/non-voisé relatives à différentes portions de spectre, soit des informations sur la probabilité de voisement du signal, permettant au décodeur de déterminer dans quelles portions du spectre il doit utiliser la composante voisée ou la  In this respect, encoder families have been developed based on an analysis of the audio signal in the spectral domain: the encoder estimates a fundamental frequency of the signal, representing its pitch, and the spectral analysis consists of determining parameters representing the harmonic structure of the signal at frequencies which are integer multiples of this fundamental frequency. A modeling of the non-harmonic component, or voiceless, can also be performed in the spectral domain. The parameters transmitted to the decoder typically represent the spectrum module of the voiced and unvoiced components. There is added information representing either voiced / unvoiced decisions relating to different portions of the spectrum, or information on the probability of voicing of the signal, allowing the decoder to determine in which portions of the spectrum it must use the voiced component. or the

composante non-voisée.unvoiced component.

Ces familles de codeurs comprennent les codeurs du type MBE (" Multi-Band Excitation "), ou encore les codeurs de type STC (" Sinusoidal Transform Coder "). A titre de référence, on peut citer les brevets US  These families of encoders include encoders of the type MBE ("Multi-Band Excitation"), or the type of encoders STC ("Sinusoidal Transform Coder"). As a reference, mention may be made of US patents

4 856 068, 4 885 790, 4 937 873, 5 054 072, 5 081 681, 5 195 166, 5 216 747,  4,856,068, 4,885,790, 4,937,873, 5,054,072, 5,081,681, 5,195,166, 5,216,747,

226 084, 5 226 108, 5247 579, 5 473 727, 5 517 511, 5 630 011, 5 630 012,  226,084, 5,226,108, 5,247,579, 5,473,727, 517,511, 5,630,011, 5,630,012,

649 050, 5 651 093, 5 664 051, 5 664 052, 5 684 926, 5 701 390, 5 715 365,  649,050, 5,651,093, 5,664,051, 5,664,052, 5,684,926, 5,701,390, 5,715,365,

749 065, 5 752 222, 5 765 127, 5 774 837 et 5 890 108. Un but de la présente invention est de permettre, dans un schéma de codage à analyse dans le domaine spectral, d'améliorer la modélisation des  749,065, 5,752,222, 5,765,127, 5,774,837 and 5,890,108. An object of the present invention is to allow, in an analysis scheme for analysis in the spectral domain, to improve the modeling of the

phases du spectre du signal par le décodeur.  phases of the signal spectrum by the decoder.

L'invention propose ainsi un procédé de codage d'un signal audio, dans lequel on estime une fréquence fondamentale du signal audio, on détermine un spectre du signal audio par une transformée dans le domaine -2fréquentiel d'une trame du signal audio, et on inclut dans un flux numérique de sortie des données de codage d'une composante harmonique du signal audio, comprenant des données représentatives d'amplitudes spectrales associées à des fréquences multiples de la fréquence fondamentale estimée. Selon lI'invention, lesdites données représentatives d'amplitudes spectrales associées à des fréquences multiples de la fréquence fondamentale sont obtenues au moyen de coefficients cepstraux calculés en transformant dans le domaine cepstral une enveloppe supérieure comprimée du spectre du signal audio, et les données de codage de la composante harmonique comprennent en outre, pour au moins une des fréquences multiples de la fréquence fondamentale estimée, des données relatives à la phase du spectre du signal audio au  The invention thus proposes a method of encoding an audio signal, in which a fundamental frequency of the audio signal is estimated, determining a spectrum of the audio signal by a transformation in the -2frequential domain of a frame of the audio signal, and encoding data of a harmonic component of the audio signal, including data representative of spectral amplitudes associated with multiple frequencies of the estimated fundamental frequency, are included in an output digital stream. According to the invention, said data representative of spectral amplitudes associated with multiple frequencies of the fundamental frequency are obtained by means of cepstral coefficients calculated by transforming in the cepstral domain a compressed upper envelope of the spectrum of the audio signal, and the coding data. of the harmonic component furthermore comprise, for at least one of the multiple frequencies of the estimated fundamental frequency, data relating to the phase of the spectrum of the audio signal at the

voisinage de ladite fréquence multiple.  neighborhood of said multiple frequency.

Un autre aspect de la présente invention se rapporte à un procédé de décodage d'un flux numérique d'entrée représentant un signal audio codé, dans lequel on reçoit dans le flux numérique d'entrée des données de codage d'une fréquence fondamentale du signal audio et des données de codage d'une composante harmonique comprenant des données de quantification de coefficients cepstraux représentant une enveloppe spectrale supérieure du signal audio, et on génère une estimation spectrale de la composante harmonique dont le module est déterminé par ladite enveloppe spectrale supérieure aux fréquences multiples de la fréquence fondamentale. Selon l'invention, pour déterminer la phase de l'estimation spectrale de la composante harmonique, on transforme les coefficients cepstraux par liftrage et lissage dans le domaine cepstral, et on calcule des phases minimales du signal audio à des fréquences multiples de la fréquence fondamentale sur la base des coefficients cepstraux transformés. Selon I'invention, on peut également déterminer une variation de la phase de l'estimation spectrale de la composante harmonique sur au moins un intervalle de fréquences entourant une fréquence multiple de la fréquence fondamentale sur la base de paramètres de quantification inclus dans les données de codage de la  Another aspect of the present invention relates to a method of decoding an input digital stream representing an encoded audio signal, in which encoding data of a fundamental frequency of the signal is received in the input digital stream. audio and encoding data of a harmonic component comprising cepstral coefficient quantization data representing an upper spectral envelope of the audio signal, and generating a spectral estimate of the harmonic component whose modulus is determined by said spectral envelope greater than the frequencies multiples of the fundamental frequency. According to the invention, in order to determine the phase of the spectral estimation of the harmonic component, the cepstral coefficients are transformed by scaling and smoothing in the cepstral domain, and minimum phases of the audio signal are calculated at frequencies that are multiples of the fundamental frequency. on the basis of transformed cepstral coefficients. According to the invention, it is also possible to determine a variation of the phase of the spectral estimation of the harmonic component on at least one frequency interval surrounding a frequency that is a multiple of the fundamental frequency on the basis of quantization parameters included in the data. coding of the

composante harmonique.harmonic component.

L'invention propose également un codeur et un décodeur audio  The invention also proposes an encoder and an audio decoder

comprenant des moyens pour la mise en ceuvre des procédés ci-dessus.  comprising means for the implementation of the above methods.

D'autres particularités et avantages de la présente invention  Other features and advantages of the present invention

apparaîtront dans la description ci-après d'exemples de réalisation non  will appear in the following description of examples of non

limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: -3- - la figure 1 est un schéma synoptique d'un codeur audio selon l'invention; les figures 2 et 3 sont des diagrammes illustrant la formation des trames de signal audio dans le codeur de la figure 1 - les figures 4 et 5 sont des graphiques montrant un exemple de spectre du signal audio et illustrant l'extraction des enveloppes supérieure et inférieure de ce spectre; - la figure 6 est un schéma synoptique d'un exemple de moyens de quantification utilisables dans le codeur de la figure 1 - la figure 7 est un schéma synoptique de moyens utilisables pour extraire  with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a block diagram of an audio coder according to the invention; Figures 2 and 3 are diagrams illustrating the formation of the audio signal frames in the encoder of Figure 1 - Figures 4 and 5 are graphs showing an example of the audio signal spectrum and illustrating the extraction of the upper and lower envelopes of this spectrum; FIG. 6 is a block diagram of an example of quantization means that can be used in the encoder of FIG. 1; FIG. 7 is a block diagram of means that can be used to extract

des paramètres se rapportant à la phase de la composante non-  parameters relating to the phase of the non-

harmonique dans une variante du codeur de la figure 1; - la figure 8 est un schéma synoptique d'un décodeur audio correspondant au codeur de la figure 1; - la figure 9 est un organigramme d'un exemple de procédure de lissage de coefficients spectraux et d'extraction de phases minimales mise en oeuvre dans le décodeur de la figure 8; - la figure 10 est un schéma synoptique de modules d'analyse et de mixage spectral de composantes harmonique et non-harmonique du signal audio; - les figures 11 à 13 sont des graphiques montrant des exemples de fonctions non- linéaires utilisables dans le module d'analyse de la figure ; - les figures 14 et 15 sont des diagrammes illustrant une façon de procéder à la synthèse temporelle des trames de signal dans le décodeur de la figure 8; - les figures 16 et 17 sont des graphiques montrant des fonctions de fenêtrage utilisables dans la synthèse des trames suivant les figures 14 et 15; les figures 18 et 19 sont des schémas synoptiques de moyens d'interpolation utilisables dans une variante de réalisation du codeur et du décodeur; - la figure 20 est un schéma synoptique de moyens d'interpolation utilisables dans une autre variante de réalisation du codeur; - les figures 21 et 22 sont des diagrammes illustrant une autre façon de procéder à la synthèse temporelle des trames de signal dans le décodeur de la figure 8, à l'aide d'une interpolation de paramètres; 4 - les figures 23 à 25 sont des schémas synoptiques de variantes de moyens de post-traitement des coefficients cepstraux représentant l'enveloppe supérieure du spectre du signal dans le codeur de la figure 1;et - la figure 26 est un schéma synoptique partiel d'un décodeur associé à un  harmonic in a variant of the encoder of Figure 1; FIG. 8 is a block diagram of an audio decoder corresponding to the coder of FIG. 1; FIG. 9 is a flowchart of an exemplary procedure for smoothing spectral coefficients and extracting minimum phases implemented in the decoder of FIG. 8; FIG. 10 is a block diagram of spectral analysis and mixing modules of harmonic and non-harmonic components of the audio signal; FIGS. 11 to 13 are graphs showing examples of non-linear functions that can be used in the analysis module of the figure; FIGS. 14 and 15 are diagrams illustrating one way of temporally synthesizing the signal frames in the decoder of FIG. 8; FIGS. 16 and 17 are graphs showing windowing functions that can be used in the synthesis of the frames according to FIGS. 14 and 15; Figures 18 and 19 are block diagrams of interpolation means for use in an alternative embodiment of the encoder and the decoder; FIG. 20 is a block diagram of interpolation means that can be used in another embodiment of the encoder; FIGS. 21 and 22 are diagrams illustrating another way of temporally synthesizing the signal frames in the decoder of FIG. 8, using interpolation of parameters; Figures 23 to 25 are block diagrams of post-processing means variants of the cepstral coefficients representing the upper envelope of the signal spectrum in the encoder of Figure 1, and Figure 26 is a partial block diagram of 'a decoder associated with a

codeur selon la figure 25.encoder according to Figure 25.

Le codeur et le décodeur décrits ci-après sont des circuits numériques qui peuvent, comme il est usuel dans le domaine du traitement des signaux audio, être réalisés par programmation d'un processeur de signal numérique  The encoder and decoder described below are digital circuits which, as is usual in the field of audio signal processing, can be implemented by programming a digital signal processor.

(DSP) ou d'un circuit intégré d'application spécifique (ASIC).  (DSP) or an application specific integrated circuit (ASIC).

Le codeur audio représenté sur la figure 1 traite un signal audio d'entrée x qui, dans l'exemple non-limitatif considéré ci-après, est un signal de parole. Le signal x est disponible sous forme numérique, par exemple à une fréquence d'échantillonnage Fe de 8 kHz. Il est par exemple délivré par un convertisseur analogique-numérique traitant le signal de sortie amplifié d'un microphone. Le signal d'entrée x peut également être formé à partir d'une autre  The audio coder shown in FIG. 1 processes an input audio signal x which, in the nonlimiting example considered hereinafter, is a speech signal. The signal x is available in digital form, for example at a sampling frequency Fe of 8 kHz. It is for example delivered by an analog-digital converter processing the amplified output signal of a microphone. The input signal x can also be formed from another

version, analogique ou numérique, codée ou non, du signal de parole.  version, analog or digital, coded or not, of the speech signal.

Le codeur comprend un module 1 qui forme des trames successives de signal audio pour les différents traitements effectués, et un multiplexeur de sortie 6 qui délivre un flux de sortie O contenant pour chaque trame des jeux de paramètres de quantification à partir desquels un décodeur sera capable de  The encoder comprises a module 1 which forms successive audio signal frames for the different processes performed, and an output multiplexer 6 which delivers an output stream O containing for each frame sets of quantization parameters from which a decoder will be able to of

synthétiser une version décodée du signal audio.  synthesize a decoded version of the audio signal.

La structure des trames est illustrée par les figures 2 et 3. Chaque trame 2 est composée d'un nombre N d'échantillons consécutifs du signal audio x. Les trames successives présentent des décalages temporels mutuels correspondant à M échantillons, de sorte que leur recouvrement est de L = N-M échantillons du signal. Dans l'exemple considéré, o N = 256, M =160 et L = 96, la durée des trames 2 est de N/Fe = 32 ms, et une trame est  The structure of the frames is illustrated in FIGS. 2 and 3. Each frame 2 is composed of a number N of consecutive samples of the audio signal x. The successive frames have mutual time offsets corresponding to M samples, so that their overlap is of L = N-M samples of the signal. In the example considered, where N = 256, M = 160 and L = 96, the duration of the frames 2 is N / Fe = 32 ms, and one frame is

formée toutes les M/Fe = 20 ms.formed all M / Fe = 20 ms.

De façon classique, le module 1 multiplie les échantillons de chaque trame 2 par une fonction de fenêtrage fA, de préférence choisie pour ses bonnes propriétés spectrales. Les échantillons x(i) de la trame étant numérotés de i = 0 à i = N-1, la fenêtre d'analyse fA(i) peut ainsi être une fenêtre de Hamming, d'expression: - fA(i) = 0,54+0,46.cos(27 (Ni) 2 (1) ou une fenêtre de Hanning d'expression: f 2(i)( (i 2 i(N 1)/2 (2) ou encore une fenêtre de Kaiser, d'expression [X(i- (N-1) /2)  Conventionally, the module 1 multiplies the samples of each frame 2 by a windowing function fA, preferably chosen for its good spectral properties. The samples x (i) of the frame being numbered from i = 0 to i = N-1, the analysis window fA (i) can thus be a Hamming window, of expression: fA (i) = 0 , 54 + 0.46.cos (27 (Ni) 2 (1) or a Hanning window of expression: f 2 (i) ((i 2 i (N 1) / 2 (2) or a window of Kaiser, of expression [X (i- (N-1) / 2)

I0 o _ -I0 o _ -

N fA(i) = l (3) (c0 o oa est un coefficient par exemple égal à 6, et lo(. ) désigne la fonction de  N fA (i) = l (3) (where oo is a coefficient for example equal to 6, and lo (.) Denotes the function of

Bessel d'indice 0.Bessel of index 0.

Le codeur de la figure 1 procède à une analyse du signal audio dans le domaine spectral. Il comporte un module 3 qui calcule la transformée de Fourier rapide (TFR) de chaque trame de signal. La trame de signal est mise en forme avant d'être soumise au module de TFR 3: le module 1 lui adjoint N = 256 échantillons à zéro afin d'obtenir la résolution maximale de la transformée de Fourier, et il effectue d'autre part une permutation circulaire des 2N = 512 échantillons afin de compenser les effets de phase résultant de la fenêtre d'analyse. Cette modification de la trame est illustrée par la figure 3. La trame dont on calcule la transformée de Fourier rapide sur 2N = 512 points commence par les N/2 = 128 derniers échantillons pondérés de la trame, suivis par les N = 256 échantillons à zéro, et se termine par les N/2 = 128 premiers  The encoder of FIG. 1 carries out an analysis of the audio signal in the spectral domain. It comprises a module 3 which calculates the Fast Fourier Transform (TFR) of each signal frame. The signal frame is formatted before being submitted to the TFR module 3: the module 1 adjoins N = 256 samples to zero in order to obtain the maximum resolution of the Fourier transform, and it also performs a circular permutation of the 2N = 512 samples to compensate for the phase effects resulting from the analysis window. This modification of the frame is illustrated in FIG. 3. The frame whose fast Fourier transform is calculated on 2N = 512 points starts with the N / 2 = last 128 weighted samples of the frame, followed by the N = 256 samples at zero, and ends with the N / 2 = 128 first

échantillons pondérés de la trame.  weighted samples of the frame.

Le module de TFR 3 obtient le spectre du signal pour chaque trame, dont le module et la phase sont respectivement notés |X| et (px, ou |X(i)l et (px(i) pour les index de fréquence i = O à i = 2N-1 (grâce à la symétrie de la transformée de Fourier et des trames, on peut se limiter aux valeurs pour  The TFR 3 module obtains the spectrum of the signal for each frame whose module and phase are respectively denoted | X | and (px, or | X (i) 1 and (px (i) for frequency indices i = 0 to i = 2N-1 (thanks to the symmetry of the Fourier transform and the frames, we can confine ourselves to values for

0 < i <N).0 <i <N).

Un détecteur de fréquence fondamentale 4 estime pour chaque trame de signal une valeur de la fréquence fondamentale Fo. Le détecteur 4 peut appliquer toute méthode connue d'analyse du signal de parole de la trame pour estimer la fréquence fondamentale F0, par exemple une méthode basée sur la fonction d'autocorrélation ou la fonction AMDF, éventuellement précédée d'un -6- module de blanchiment par prédiction linéaire. L'estimation peut également être effectuée dans le domaine spectral ou dans le domaine cepstral. Une autre possibilité est d'évaluer les intervalles de temps entre les ruptures consécutives du signal de parole attribuables à des fermetures de la glotte du locuteur intervenant pendant la durée de la trame. Des méthodes bien connues utilisables pour détecter de telles micro-ruptures sont décrites dans les articles suivants: M. Basseville et al., " Sequential detection of abrupt changes in spectral characteristics of digital signais " (IEEE Trans. on Information Theory, 1983, Vol. IT-29, n 5, pages 708-723); R. Andre- Obrecht, " A new statistical approach for the automatic segmentation of continuous speech signais " (IEEE Trans. on Acous., Speech and Sig. Proc., Vol. 36, N 1, janvier 1988); et C. MURGIA et al., " An algorithm for the estimation of glottal closure instants using the sequential detection of abrupt changes in speech signais " (Signal  A fundamental frequency detector 4 estimates for each signal frame a value of the fundamental frequency Fo. The detector 4 can apply any known method of analyzing the speech signal of the frame to estimate the fundamental frequency F0, for example a method based on the autocorrelation function or the AMDF function, possibly preceded by a module. bleaching by linear prediction. The estimation can also be carried out in the spectral domain or in the cepstral domain. Another possibility is to evaluate the time intervals between the consecutive breaks of the speech signal attributable to closures of the speaker's glottis occurring during the duration of the frame. Well known methods that can be used to detect such micro-breaks are described in the following articles: M. Basseville et al., "Sequential detection of abrupt changes in spectral characteristics of digital signals" (IEEE Trans. IT-29, No. 5, pages 708-723); R. Andre-Obrecht, "A new statistical approach for the automatic segmentation of continuous speech" (IEEE Trans., Acous., Speech and Sig Proc., Vol 36, No. 1, January 1988); and C. MURGIA et al., "An algorithm for the estimation of glottal closure instants using the sequential detection of abrupt changes in speech signais" (Signal

Processing VII, 1994, pages 1685-1688).  Processing VII, 1994, pages 1685-1688).

La fréquence fondamentale estimée F0 fait l'objet d'une quantification, par exemple scalaire, par un module 5, qui fournit au multiplexeur de sortie 6 un index iF de quantification de la fréquence fondamentale pour chaque trame  The estimated fundamental frequency F0 is quantized, for example scalar, by a module 5, which supplies the output multiplexer 6 with an iF index for quantizing the fundamental frequency for each frame

du signal.of the signal.

Le codeur utilise des modélisations paramétriques cepstrales pour représenter une enveloppe supérieure et une enveloppe inférieure du spectre du signal audio. La première étape de la transformation cepstrale consiste à appliquer au module du spectre du signal une fonction de compression spectrale, qui peut être une fonction logarithmique ou en racine. Le module 8 du codeur opère ainsi, pour chaque valeur X(i) du spectre du signal (0 < i < N), la transformation suivante: LX(i) = LoglX(i)l) (4) dans le cas d'une compression logarithmique ou LX(i) = IX(i)l| (5) dans le cas d'une compression en racine, y étant un exposant compris entre 0  The encoder uses cepstral parametric modelings to represent an upper envelope and a lower envelope of the audio signal spectrum. The first step of the cepstral transformation consists in applying to the signal spectrum module a spectral compression function, which can be a logarithmic or root function. The module 8 of the encoder thus operates, for each value X (i) of the signal spectrum (0 <i <N), the following transformation: LX (i) = LoglX (i) l) (4) in the case of a logarithmic compression or LX (i) = IX (i) | (5) in the case of root compression, y being an exponent between 0

et 1.and 1.

Le spectre comprimé LX du signal audio est traité par un module 9 qui extrait des amplitudes spectrales associées aux harmoniques du signal correspondant aux multiples de la fréquence fondamentale estimée F0. Ces amplitudes sont ensuite interpolées par un module 10 afin d'obtenir une 7 -  The compressed spectrum LX of the audio signal is processed by a module 9 which extracts spectral amplitudes associated with the harmonics of the signal corresponding to the multiples of the estimated fundamental frequency F0. These amplitudes are then interpolated by a module 10 in order to obtain a 7 -

enveloppe supérieure comprimée notée LXsup.  compressed upper envelope denoted LXsup.

Il est à noter que la compression spectrale pourrait de façon équivalente être effectuée après la détermination des amplitudes associées aux harmoniques. Elle pourrait également être effectuée après l'interpolation, ce qui ne ferait que modifier la forme des fonctions d'interpolation. Le module 9 d'extraction des maxima tient compte de l'éventuelle variation de la fréquence fondamentale sur la trame d'analyse, des erreurs que peut commettre le détecteur 4, ainsi que des imprécisions liées au caractère discret de l'échantillonnage en fréquence. Pour cela, la recherche des amplitudes des pics spectraux ne consiste pas simplement à prendre les valeurs LX(i) correspondant aux index i tels que i.Fe/2N soit la fréquence la plus proche d'une harmonique de fréquence k.F0 (k > 1). L'amplitude spectrale retenue pour une harmonique d'ordre k est un maximum local du module du spectre au voisinage de la fréquence k.F0 (cette amplitude est obtenue directement sous forme comprimée lorsque la compression spectrale 8 est  It should be noted that the spectral compression could similarly be performed after the determination of the amplitudes associated with the harmonics. It could also be done after the interpolation, which would only change the shape of the interpolation functions. The module 9 for extracting the maxima takes into account the possible variation of the fundamental frequency on the analysis frame, errors that can be made by the detector 4, as well as inaccuracies related to the discrete nature of the frequency sampling. For this, the search for the amplitudes of the spectral peaks does not consist simply in taking the values LX (i) corresponding to the indices i such that i.Fe / 2N is the frequency closest to a harmonic of frequency k.F0 (k > 1). The spectral amplitude chosen for a harmonic of order k is a local maximum of the modulus of the spectrum near the frequency k.F0 (this amplitude is obtained directly in compressed form when the spectral compression 8 is

effectuée avant l'extraction des maxima 9).  performed before extraction of maxima 9).

Les figures 4 et 5 montrent un exemple de forme du spectre comprimé LX, o on voit que les amplitudes maximales des pics harmoniques ne coïncident pas nécessairement avec les amplitudes correspondant aux multiples entiers de la fréquence fondamentale estimée F0. Les flancs des pics étant assez raides, une petite erreur de positionnement de la fréquence fondamentale Fo, amplifiée par l'indice d'harmonique k, peut distordre fortement l'enveloppe supérieure estimée du spectre et provoquer une mauvaise modélisation de la structure formantique du signal. Par exemple, prendre directement l'amplitude spectrale pour la fréquence 3.Fo dans le cas des figures 4 et 5 produirait une erreur importante dans l'extraction de l'enveloppe supérieure au voisinage de l'harmonique d'ordre k = 3, alors qu'il s'agit d'une zone énergétiquement importante dans l'exemple dessiné. En effectuant l'interpolation à partir du véritable maximum, on évite ce genre  FIGS. 4 and 5 show an example of the shape of the compressed spectrum LX, where it can be seen that the maximum amplitudes of the harmonic peaks do not necessarily coincide with the amplitudes corresponding to the integer multiples of the estimated fundamental frequency F0. The flanks of the peaks being quite steep, a small positioning error of the fundamental frequency Fo, amplified by the harmonic index k, can strongly distort the estimated upper envelope of the spectrum and cause a poor modeling of the signal's signal structure. . For example, taking the spectral amplitude directly for the frequency 3.F0 in the case of FIGS. 4 and 5 would produce a significant error in the extraction of the upper envelope in the vicinity of the harmonic of order k = 3, then that it is an energetically important zone in the drawn example. By interpolating from the true maximum, we avoid this kind

d'erreur d'estimation de l'enveloppe supérieure.  estimation error of the upper envelope.

Dans l'exemple représenté sur la figure 4, I'interpolation est effectuée entre des points dont l'abscisse est la fréquence correspondant au maximum de l'amplitude d'un pic spectral, et dont l'ordonnée est ce maximum, avant ou  In the example shown in FIG. 4, the interpolation is performed between points whose abscissa is the frequency corresponding to the maximum of the amplitude of a spectral peak, and whose ordinate is this maximum, before or

après compression.after compression.

-8 - L'interpolation effectuée pour calculer l'enveloppe supérieure LX_sup est une simple interpolation linéaire. Bien entendu une autre forme  -8 - The interpolation performed to compute the upper envelope LX_sup is a simple linear interpolation. Of course another form

d'interpolation pourrait être utilisée (par exemple polynomiale ou spline) .  interpolation could be used (eg polynomial or spline).

Dans la variante préférée représentée sur la figure 5, I'interpolation est effectuée entre des points dont l'abscisse est une fréquence k.Fo multiple de la fréquence fondamentale (en fait la fréquence la plus proche dans le spectre discret) et dont l'ordonnée est l'amplitude maximale, avant ou après  In the preferred variant shown in FIG. 5, the interpolation is performed between points whose abscissa is a frequency k.Fo which is a multiple of the fundamental frequency (in fact the closest frequency in the discrete spectrum) and whose ordinate is the maximum amplitude, before or after

compression, du spectre au voisinage de cette fréquence multiple.  compression, the spectrum in the vicinity of this multiple frequency.

En comparant les figures 4 et 5, on peut voir que le mode d'extraction selon la figure 5, qui repositionne les pics sur les fréquences harmoniques, conduit à une meilleure précision sur l'amplitude des pics que le décodeur attribuera aux fréquences multiples de la fréquence fondamentale. Il peut se produire un léger déplacement en fréquence de la position de ces pics, ce qui n'est pas perceptuellement très important et n'est d'ailleurs pas évité non plus dans le cas de la figure 4. Dans le cas de la figure 4, les points d'ancrage pour l'interpolation sont confondus avec les sommets des pics harmoniques. Dans le cas de la figure 5, on impose que ces points d'ancrage se trouvent précisément aux fréquences multiples de la fréquence fondamentale, leurs amplitudes  Comparing FIGS. 4 and 5, it can be seen that the extraction mode according to FIG. 5, which repositioned the peaks on the harmonic frequencies, led to a better accuracy on the amplitude of the peaks that the decoder will attribute to the multiple frequencies of the fundamental frequency. There may be a slight shift in frequency of the position of these peaks, which is not perceptually very important and is not avoided either in the case of Figure 4. In the case of the figure 4, the anchor points for the interpolation are confused with the vertices of the harmonic peaks. In the case of FIG. 5, it is required that these anchor points be precisely at the frequencies that are multiples of the fundamental frequency, their amplitudes

correspondant à celles des pics.corresponding to those of the peaks.

L'intervalle de recherche du maximum d'amplitude associé à une harmonique de rang k est centré sur l'index i de la fréquence de la TFR la plus proche de k.F0, c'est-à-dire i = 2Nk Fe + 2, o Laj désigne l'entier égal ou immédiatement inférieur au nombre a. La largeur de cet intervalle de recherche dépend de la fréquence d'échantillonnage Fe, de la taille 2N de la TFR et de la gamme de variation possible de la fréquence fondamentale. Cette largeur est typiquement de l'ordre d'une dizaine de fréquences avec les exemples de valeurs précédemment considérés. On peut la rendre réglable en fonction de la  The search interval of the amplitude maximum associated with a harmonic of rank k is centered on the index i of the frequency of the TFR closest to k.F0, that is to say i = 2Nk Fe + 2, where Laj denotes the integer equal to or immediately smaller than the number a. The width of this search interval depends on the sampling frequency Fe, the size 2N of the TFR and the range of possible variation of the fundamental frequency. This width is typically of the order of ten frequencies with the examples of values previously considered. It can be made adjustable according to the

valeur F0 de la fréquence fondamentale et du numéro k de l'harmonique.  value F0 of the fundamental frequency and the number k of the harmonic.

Afin d'améliorer la résolution dans les basses fréquences et donc de représenter plus fidèlement les amplitudes des harmoniques dans cette zone, une distorsion non-linéaire de l'échelle des fréquences est opérée sur l'enveloppe supérieure comprimée par un module 12 avant que le module 13 effectue la transformée de Fourier rapide inverse (TFRI) fournissant les  In order to improve the resolution in the low frequencies and thus to represent more accurately the amplitudes of the harmonics in this zone, a non-linear distortion of the frequency scale is operated on the upper envelope compressed by a module 12 before the module 13 performs the inverse fast Fourier transform (TFRI) providing the

coefficients cepstraux cxsup.Cepstral coefficients cxsup.

-9- La distorsion non-linéaire permet de minimiser plus efficacement l'erreur de modélisation. Elle est par exemple effectuée selon une échelle de fréquences de type Mel ou Bark. Cette distorsion peut éventuellement dépendre de la fréquence fondamentale estimée F0. La figure 1 illustre le cas de l'échelle Mel. La relation entre les fréquences F du spectre linéaire, exprimées en hertz, et les fréquences F de l'échelle Mel est la suivante: F 1000 oo F iogo (2) x log1 0 1+ (6) = og, o(2) x 1000) Afin de limiter le débit de transmission, une troncature des coefficients cepstraux cx_sup est effectuée. Le module de TFRI 13 a besoin de calculer seulement un vecteur cepstral de NCS coefficients cepstraux d'ordres 0 à  Nonlinear distortion can more effectively minimize the modeling error. It is for example carried out according to a frequency scale of Mel or Bark type. This distortion may possibly depend on the estimated fundamental frequency F0. Figure 1 illustrates the case of the Mel scale. The relation between the frequencies F of the linear spectrum, expressed in hertz, and the frequencies F of the scale Mel is the following one: F 1000 oo F iogo (2) x log1 0 1+ (6) = og, o (2) x 1000) In order to limit the transmission rate, a truncation of the cepstral coefficients cx_sup is performed. The TFRI 13 module needs to calculate only a cepstral vector of NCS cepstral coefficients of orders 0 to

NCS-1. A titre d'exemple, NCS peut être égal à 16.  NCS-1. For example, NCS can be equal to 16.

Un post-filtrage dans le domaine cepstral, appelé post-liftrage, est appliqué par un module 15 à l'enveloppe supérieure comprimée LX_sup. Ce post-liftrage correspond à une manipulation des coefficients cepstraux cx_sup délivrés par le module de TRFI 13, qui correspond approximativement à un post-filtrage de la partie harmonique du signal par une fonction de transfert ayant la forme classique: H(z) =(1-.zl A(z / y1) (7) l (z) /1t.-Az/2) o A(z) est la fonction de transfert d'un filtre de prédiction linéaire du signal audio, i1 et Y2 sont des coefficients compris entre 0 et 1, et p. est un coefficient de préaccentuation éventuellement nul. La relation entre le coefficient post- liftré d'ordre i, noté cp(i), et le coefficient cepstral correspondant c(i) = cxsup(i) délivré par le module 13 est alors: cp(O) =c(o) i_ il)c(i) _ por i0 (8) Cp (i) = (1 + - Y1)C(i)i pour i > 0 Le coefficient de préaccentuation optionnel p. peut être contrôlé en posant comme contrainte de préserver la valeur du coefficient cepstral cx_sup(1) relatif à la pente. En effet, la valeur c(1) = cxsup(1) d'un bruit blanc filtré par le filtre de préaccentuation correspond au coefficient de préaccentuation. On peut ainsi choisir ce dernier de la façon suivante:  A post-filtering in the cepstral domain, called post-liftrage, is applied by a module 15 to the compressed upper envelope LX_sup. This post-scaling corresponds to a manipulation of the cepstral coefficients cx_sup delivered by the TRFI module 13, which corresponds approximately to a post-filtering of the harmonic part of the signal by a transfer function having the classical form: H (z) = ( 1-.zl A (z / y1) (7) 1 (z) /1t-Az/2) o A (z) is the transfer function of a linear prediction filter of the audio signal, i1 and Y2 are coefficients between 0 and 1, and p. is a coefficient of pre-emphasis possibly zero. The relation between the post-lifted coefficient of order i, noted cp (i), and the corresponding cepstral coefficient c (i) = cxsup (i) delivered by the module 13 is then: cp (O) = c (o) i_ il) c (i) _ por i0 (8) Cp (i) = (1 + - Y1) C (i) i for i> 0 The optional pre-emphasis coefficient p. can be controlled by posing as a constraint to preserve the value of the cepstral coefficient cx_sup (1) relative to the slope. Indeed, the value c (1) = cxsup (1) of a white noise filtered by the pre-emphasis filter corresponds to the pre-emphasis coefficient. We can choose the latter as follows:

p = (/2-l ).c(1).p = (/ 2-1) .c (1).

Après le post-liftre 15, un module de normalisation 16 modifie encore  After the post-lifter 15, a normalization module 16 modifies again

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les coefficients cepstraux en imposant la contrainte de modélisation exacte d'un point du spectre initial, qui est de préférence le point le plus énergétique parmi les maxima spectraux extraits par le module 9. En pratique, cette  the cepstral coefficients by imposing the exact modeling constraint of a point of the initial spectrum, which is preferably the most energetic point among the spectral maxima extracted by the module 9. In practice, this

normalisation modifie seulement la valeur du coefficient cp(0).  normalization only changes the value of the coefficient cp (0).

Le module de normalisation 16 fonctionne de la façon suivante: il recalcule une valeur du spectre synthétisé à la fréquence du maximum indiqué par le module 9, par transformée de Fourier des coefficients cepstraux tronqués et post-liftrés, en tenant compte de la distorsion nonlinéaire de l'axe des fréquences; il détermine un gain de normalisation gN par la différence logarithmique entre la valeur du maximum fournie par le module 9 et cette  The normalization module 16 operates in the following way: it recalculates a value of the spectrum synthesized at the frequency of the maximum indicated by the module 9, by Fourier transform of the truncated and post-lifted cepstral coefficients, taking into account the nonlinear distortion of the frequency axis; it determines a gain of normalization gN by the logarithmic difference between the value of the maximum provided by the module 9 and this

valeur recalculée; et il ajoute le gain gN au coefficient cepstral postliftré cp(0).  recalculated value; and he adds the gain gN to the post-filtered cephalal coefficient cp (0).

Cette normalisation peut être vue comme faisant partie du post-liftrage.  This standardization can be seen as part of post-layering.

Les coefficients cepstraux post-liftrés et normalisés font l'objet d'une quantification par un module 18 qui transmet des index de quantification  The post-lifted and normalized cepstral coefficients are quantified by a module 18 which transmits quantization indices

correspondants icxs au multiplexeur de sortie 6 du codeur.  corresponding icxs to the output multiplexer 6 of the encoder.

Le module 18 peut fonctionner par quantification vectorielle à partir de vecteurs cepstraux formés de coefficients post-liftrés et normalisés, notés ici cx[n] pour la trame de signal de rang n. A titre d'exemple, le vecteur cepstral cx[n] de NCS = 16 coefficients cepstraux cx[n,0], cx[n,1] ,..., cx[n,NCS-1] est distribué en quatre sous-vecteurs cepstraux contenant chacun quatre coefficients d'ordres consécutifs. Le vecteur cepstral cx[n] peut être traité par les moyens représentés sur la figure 6, faisant partie du module de quantification 18. Ces moyens mettent en oeuvre, pour chaque composante cx[n,i], un prédicteur de la forme: cxp [n, i] = (1 - o(i)). rcx[n, i] + ca(i). rcx[n-1, i] (9) o rcx[n] désigne un vecteur résiduel de prédiction pour la trame de rang n  The module 18 can operate by vector quantization from cepstral vectors formed of post-lifted and normalized coefficients, denoted here cx [n] for the n-rank signal frame. By way of example, the cepstral vector cx [n] of NCS = 16 cepstral coefficients cx [n, 0], cx [n, 1], ..., cx [n, NCS-1] is distributed in four sub-groups. cepstral vectors each containing four consecutive order coefficients. The cepstral vector cx [n] can be processed by the means represented in FIG. 6, forming part of the quantization module 18. These means implement, for each component cx [n, i], a predictor of the form: cxp [n, i] = (1 - o (i)). rcx [n, i] + ca (i). rcx [n-1, i] (9) where rcx [n] designates a residual prediction vector for the n-rank frame

dont les composantes sont respectivement notées rcx[n,0], rcx[n,1],...  whose components are respectively denoted rcx [n, 0], rcx [n, 1], ...

rcx[n,NCS-1], et ca(i) désigne un coefficient de prédiction choisi pour être représentatif d'une corrélation inter-trame supposée. Après quantification des résidus, ce vecteur résiduel est défini par: rcx[n, icx[n, x[n i] - cl(i). rcxq[n-1, i] (10) 2 - cf(i) o rcx_q[n-1] désigne le vecteur résiduel quantifié pour la trame de rang n-l, dont les composantes sont respectivement notées rcxq[n,0], rcxq[n,1], -11 -  rcx [n, NCS-1], and ca (i) denotes a prediction coefficient chosen to be representative of a supposed inter-frame correlation. After quantization of the residues, this residual vector is defined by: rcx [n, icx [n, x [n i] - cl (i). rcxq [n-1, i] (10) 2 - cf (i) o rcx_q [n-1] denotes the quantized residual vector for the frame of rank nl, the components of which are respectively denoted rcxq [n, 0], rcxq [n, 1], -11 -

rcxq[n, NCS-1].rcxq [n, NCS-1].

Le numérateur de la relation (10) est obtenu par un soustracteur 20, dont les composantes du vecteur de sortie sont divisées par les quantités 2-c(i) en 21. Aux fins de la quantification, le vecteur résiduel rcx[n] est subdivisé en quatre sous-vecteurs, correspondant à la subdivision en quatre sous-vecteurs cepstraux. Sur la base d'un dictionnaire obtenu par apprentissage préalable, I'unité 22 procède à la quantification vectorielle de chaque sous-vecteur du vecteur résiduel rcx[n]. Cette quantification peut consister, pour chaque sous-vecteur srcx[n], à sélectionner dans le dictionnaire le sous-vecteur quantifié srcxq[n] qui minimise l'erreur quadratique srcx[n]-srcx_q[n] 2. L'ensemble icxs des index de quantification icx, correspondant aux adresses dans le ou les dictionnaires des sous-vecteurs  The numerator of the relation (10) is obtained by a subtractor 20 whose components of the output vector are divided by the quantities 2-c (i) into 21. For the purpose of the quantification, the residual vector rcx [n] is subdivided into four subvectors, corresponding to the subdivision into four cepstral subvectors. On the basis of a dictionary obtained by prior learning, the unit 22 proceeds to the vector quantization of each sub-vector of the residual vector rcx [n]. This quantization can consist, for each sub-vector srcx [n], of selecting in the dictionary the quantized sub-vector srcxq [n] which minimizes the squared error srcx [n] -srcx_q [n] 2. The set icxs quantization index icx, corresponding to the addresses in the sub-vector dictionaries

résiduels quantifiés srcxq[n], est fourni au multiplexeur de sortie 6.  quantized residuals srcxq [n], is supplied to the output multiplexer 6.

L'unité 22 délivre également les valeurs des sous-vecteurs résiduels quantifiés, qui forment le vecteur rcxq[n]. Celui-ci est retardé d'une trame en 23, et ses composantes sont multipliées par les coefficients ca(i) en 24 pour fournir le vecteur à l'entrée négative du soustracteur 20. Ce dernier vecteur est d'autre part fourni à un additionneur 25, dont l'autre entrée reçoit un vecteur formé par les composantes du résidu quantifié rcxq[n] respectivement multipliées par les quantités 1-c(i) en 26. L'additionneur 25 délivre ainsi le  The unit 22 also delivers the values of the quantized residual sub-vectors, which form the vector rcxq [n]. This latter is delayed by one frame at 23, and its components are multiplied by the coefficients ca (i) at 24 to supply the vector at the negative input of the subtractor 20. This latter vector is, on the other hand, supplied to a adder 25, whose other input receives a vector formed by the components of the quantized residual rcxq [n] respectively multiplied by the quantities 1-c (i) at 26. The adder 25 thus delivers the

vecteur cepstral quantifié cx_q[n] que récupérera le décodeur.  cepstral vector quantified cx_q [n] that will recover the decoder.

Le coefficient de prédiction c(i) peut être optimisé séparément pour chacun des coefficients cepstraux. Les dictionnaires de quantification peuvent  The prediction coefficient c (i) can be optimized separately for each of the cepstral coefficients. Quantization dictionaries can

aussi être optimisés séparément pour chacun quatre sous-vecteurs cepstraux.  also be optimized separately for each four cepstral subvectors.

D'autre part, il est possible, de façon connue en soi, de normaliser les vecteurs cepstraux avant d'appliquer le schéma de prédiction/quantification, à partir de  On the other hand, it is possible, in a manner known per se, to normalize the cepstral vectors before applying the prediction / quantization scheme, starting from

la variance des cepstres.the variance of the cepstres.

Il est à noter que le schéma ci-dessus de quantification des coefficients cepstraux peut n'être appliqué que pour certaines seulement des trames. Par exemple, on peut prévoir un second mode de quantification ainsi qu'un processus de sélection de celui des deux modes qui minimise un critère de moindres carrés avec les coefficients cepstraux à quantifier, et transmettre avec les index de quantification de la trame un bit indiquant lequel des deux  It should be noted that the above scheme of quantization of cepstral coefficients may be applied only for some frames only. For example, a second quantization mode can be provided, as well as a selection process for the one of the two modes, which minimizes a least squares criterion with the cepstral coefficients to be quantized, and transmits with the quantization indices of the frame a bit indicating which one

modes a été sélectionné.modes has been selected.

Les coefficients cepstraux quantifiés cxsup_q = cxq[n] fournis par -12I'additionneur 25 sont adressés à un module 28 qui recalcule les amplitudes spectrales associées à une ou plusieurs des harmoniques de la fréquence fondamentale F0 (figure 1). Ces amplitudes spectrales sont par exemple calculées sous forme comprimée, en appliquant la transformée de Fourier aux coefficients cepstraux quantifiés en tenant compte de la distorsion non-linéaire de l'échelle des fréquences utilisée dans la transformation cepstrale. Les amplitudes ainsi recalculées sont fournies à un module d'adaptation 29 qui les compare à des amplitudes de maxima déterminées par le module d'extraction 9. Le module d'adaptation 29 contrôle le post-liftre 15 de façon à minimiser un écart de module entre le spectre du signal audio et les valeurs de module correspondantes calculées en 28. Cet écart de module peut être exprimé par une somme de valeurs absolues de différences d'amplitudes, comprimées ou non, correspondant à une ou plusieurs des fréquences harmoniques. Cette somme peut être pondérée en fonction des amplitudes  The quantified cepstral coefficients cxsup_q = cxq [n] supplied by -12Iadditionneur 25 are addressed to a module 28 which recalculates the spectral amplitudes associated with one or more of the harmonics of the fundamental frequency F0 (FIG. 1). These spectral amplitudes are for example calculated in compressed form, by applying the Fourier transform to the quasispersed coefficients, taking into account the non-linear distortion of the frequency scale used in the cepstral transformation. The amplitudes thus recalculated are supplied to an adaptation module 29 which compares them with amplitudes of maxima determined by the extraction module 9. The adaptation module 29 controls the post-lifter 15 so as to minimize a module gap. between the spectrum of the audio signal and the corresponding module values calculated at 28. This module difference can be expressed as a sum of absolute values of amplitude differences, compressed or not, corresponding to one or more of the harmonic frequencies. This sum can be weighted according to the amplitudes

spectrales associées à ces fréquences.  spectrum associated with these frequencies.

De façon optimale, I'écart de module pris en compte dans l'adaptation  Optimally, the module gap taken into account in the adaptation

du post-liftrage tiendrait compte de toutes les harmoniques du spectre.  Post-Lifting would take into account all the harmonics of the spectrum.

Cependant, afin de réduire la complexité de l'optimisation, le module 28 peut ne resynthétiser les amplitudes spectrales que pour une ou plusieurs fréquences multiples de la fréquence fondamentale F0, sélectionnées sur la base de l'importance du module du spectre en valeur absolue. Le module d'adaptation 29 peut par exemple considérer les trois pics spectraux les plus  However, in order to reduce the complexity of the optimization, the module 28 can resynthesize the spectral amplitudes only for one or more multiple frequencies of the fundamental frequency F 0, selected on the basis of the magnitude of the spectrum modulus in absolute value. The adaptation module 29 can for example consider the three most spectral peaks

intenses dans le calcul de l'écart de module à minimiser.  intense in calculating the module deviation to be minimized.

Dans une autre réalisation, le module d'adaptation 29 estime une courbe de masquage spectral du signal audio au moyen d'un modèle psychoacoustique, et les fréquences prises en compte dans le calcul de l'écart de module à minimiser sont sélectionnées sur la base de l'importance du module du spectre relativement à la courbe de masquage (on peut par exemple prendre les trois fréquences pour lesquelles le module du spectre dépasse le plus de la courbe de masquage). Différentes méthodes classiques  In another embodiment, the adaptation module 29 estimates a spectral masking curve of the audio signal by means of a psychoacoustic model, and the frequencies taken into account in the calculation of the module deviation to be minimized are selected on the basis of the importance of the modulus of the spectrum relative to the masking curve (for example, the three frequencies for which the spectrum modulus is greater than the masking curve) can be taken. Different classical methods

sont utilisables pour calculer la courbe de masquage à partir du signal audio.  can be used to calculate the masking curve from the audio signal.

On peut par exemple utiliser celle développée par J.D. Johnston ("Transform Coding of Audio Signals Using Perceptual Noise Criteria ", IEEE Journal on  One can for example use the one developed by J.D. Johnston ("Transform Coding of Audio Signals Using Perceptual Noise Criteria", IEEE Journal on

Selected Area in Communications, Vol. 6, No. 2, février 1988).  Selected Area in Communications, Vol. 6, No. 2, February 1988).

- 13- Pour réaliser l'adaptation du post-liftrage, le module 29 peut utiliser un modèle d'identification de filtre. Une méthode plus simple consiste à prédéfinir un ensemble de jeux de paramètres de post-liftrage, c'est-à-dire un ensemble de couples y1, 12 dans le cas d'un post-liftrage selon les relations (8), à effectuer les opérations incombant aux modules 15, 16, 18 et 28 pour chacun de ces jeux de paramètres, et à retenir celui des jeux de paramètres qui conduit à l'écart de module minimal entre le spectre du signal et les valeurs recalculées. Les index de quantification fournis par le module 18 sont alors  In order to adapt the post-lifter, the module 29 can use a filter identification model. A simpler method consists in predefining a set of post-scaling parameter sets, that is to say a set of pairs y1, 12 in the case of post-scaling according to the relations (8), to be performed the operations incumbent on the modules 15, 16, 18 and 28 for each of these sets of parameters, and to retain that of the sets of parameters which leads to the minimum module gap between the signal spectrum and the recalculated values. The quantization indices provided by the module 18 are then

ceux qui se rapportent au meilleur jeu de paramètres.  those that relate to the best set of parameters.

Par un processus analogue à celui de l'extraction des coefficients cx_sup représentant l'enveloppe supérieure comprimée LXsup du spectre du signal, le codeur détermine des coefficients cx_inf représentant une enveloppe inférieure comprimée LX_inf. Un module 30 extrait du spectre comprimé LX des amplitudes spectrales associées à des fréquences situées dans des zones du spectre intermédiaires par rapport aux fréquences multiples de la fréquence  By a process analogous to that of extracting the coefficients cx_sup representing the compressed upper envelope LXsup of the signal spectrum, the coder determines coefficients cx_inf representing a compressed lower envelope LX_inf. A module 30 extracts from the compressed spectrum LX spectral amplitudes associated with frequencies located in areas of the intermediate spectrum with respect to the frequency multiples of the frequency

fondamentale estimée F0.fundamental estimated F0.

Dans l'exemple illustré par les figures 4 et 5, chaque amplitude associée à une fréquence située dans une zone intermédiaire entre deux harmoniques successives k.F0 et (k+1).F0 correspond simplement au module du spectre pour la fréquence (k+1/2).F0 située au milieu de l'intervalle séparant les deux harmoniques. Dans une autre réalisation, cette amplitude pourrait être une moyenne du module du spectre sur une petite plage entourant cette  In the example illustrated in FIGS. 4 and 5, each amplitude associated with a frequency located in an intermediate zone between two successive harmonics k.F0 and (k + 1) .F0 simply corresponds to the frequency modulus for the frequency (k + 1/2) .F0 located in the middle of the interval separating the two harmonics. In another embodiment, this amplitude could be an average of the spectrum modulus on a small beach surrounding this

fréquence (k+112).F0.frequency (k + 112) .F0.

Un module 31 procède à une interpolation, par exemple linéaire, des amplitudes spectrales associées aux fréquences situées dans les zones  A module 31 interpolates, for example linearly, the spectral amplitudes associated with the frequencies located in the zones

intermédiaires pour obtenir l'enveloppe inférieure comprimée LX_inf.  intermediates to obtain the compressed lower envelope LX_inf.

La transformation cepstrale appliquée à cette enveloppe inférieure comprimée LX_inf est effectuée suivant une échelle de fréquences résultant d'une distorsion non-linéaire appliquée par un module 32. Le module de TFRI 33 calcule un vecteur cepstral de NCI coefficients cepstraux cx_inf d'ordres 0 à NCI-1 représentant l'enveloppe inférieure. NCI est un nombre qui peut être  The cepstral transformation applied to this compressed lower envelope LX_inf is performed according to a frequency scale resulting from a nonlinear distortion applied by a module 32. The TFRI module 33 calculates a cepstral vector of NCI cepstral coefficients cx_inf of orders 0 to NCI-1 representing the lower envelope. NCI is a number that can be

sensiblement plus petit que NCS, par exemple NCI = 4.  significantly smaller than NCS, for example NCI = 4.

La transformation non-linéaire de l'échelle des fréquences pour la transformation cepstrale de l'enveloppe inférieure peut être réalisée vers une échelle plus fine aux hautes fréquences qu'aux basses fréquences, ce qui  The non-linear transformation of the frequency scale for the cepstral transformation of the lower envelope can be performed to a finer scale at the higher frequencies than at the lower frequencies, which

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permet avantageusement de bien modéliser les composantes non-voisées du signal aux hautes fréquences. Toutefois, pour assurer une homogénéité de représentation entre l'enveloppe supérieure et l'enveloppe inférieure, on pourra préférer adopter dans le module 32 la même échelle que dans le module 12 (Mel dans l'exemple considéré). Les coefficients cepstraux cx_inf représentant l'enveloppe inférieure comprimée sont quantifiés par un module 34, qui peut fonctionner de la même manière que le module 18 de quantification des coefficients cepstraux représentant l'enveloppe supérieure comprimée. Dans le cas considéré, o on se limite à NCI = 4 coefficients cepstraux pour l'enveloppe inférieure, le vecteur ainsi formé est soumis à une quantification vectorielle de résidu de prédiction, effectuée par des moyens identiques à ceux représentés sur la figure 6 mais sans subdivision en sous-vecteurs. L'index de quantification icx= icxi déterminé par le quantificateur vectoriel 22 pour chaque trame relativement aux  advantageously makes it possible to model the unvoiced components of the signal at high frequencies. However, to ensure homogeneity of representation between the upper envelope and the lower envelope, it may be preferable to adopt in the module 32 the same scale as in the module 12 (Mel in the example). The cepstral coefficients cx_inf representing the compressed lower envelope are quantized by a module 34, which can operate in the same way as the module 18 for quantizing the cepstral coefficients representing the compressed upper envelope. In the case considered, where we limit ourselves to NCI = 4 cepstral coefficients for the lower envelope, the vector thus formed is subjected to vector quantization of prediction residue, performed by means identical to those shown in FIG. subdivision into sub-vectors. The quantization index icx = icxi determined by the vector quantizer 22 for each frame relative to the

coefficients cxinf est fourni au multiplexeur de sortie 6 du codeur.  coefficients cxinf is supplied to the output multiplexer 6 of the encoder.

Le codeur représenté sur la figure 1 ne comporte aucun dispositif  The encoder shown in FIG. 1 does not include any device

particulier pour coder les phases du spectre aux harmoniques du signal audio.  particular for coding the phases of the spectrum to the harmonics of the audio signal.

En revanche, il comporte des moyens 36-40 pour coder une information temporelle liée à la phase de la composante non-harmonique  On the other hand, it comprises means 36-40 for encoding a temporal information related to the phase of the non-harmonic component.

représentée par l'enveloppe inférieure.  represented by the lower envelope.

Un module 36 de décompression spectrale et un module 37 de TFRI  A spectral decompression module 36 and a TFRI module 37

forment une estimation temporelle de la trame de la composante non-  form a temporal estimate of the non-component

harmonique. Le module 36 applique une fonction de décompression réciproque de la fonction de compression appliquée par le module 8 (c'est- à-dire une exponentielle ou une fonction puissance 1ly) à l'enveloppe inférieure comprimée LXinf produite par le module d'interpolation 31. Ceci fournit le module de la trame estimée de la composante non- harmonique, dont la phase est prise égale à celle (Px du spectre du signal X sur la trame. La transformée de Fourier inverse effectuée par le module 37 fournit la trame estimée de la  harmonic. The module 36 applies a reciprocal decompression function of the compression function applied by the module 8 (that is to say an exponential or a power function 1ly) to the compressed lower envelope LXinf produced by the interpolation module 31. This provides the modulus of the estimated frame of the non-harmonic component, whose phase is taken equal to that (Px of the spectrum of the signal X on the frame.) The inverse Fourier transform performed by the module 37 provides the estimated frame of the

composante non-harmonique.non-harmonic component.

Le module 38 subdivise cette trame estimée de la composante non-  The module 38 subdivides this estimated frame of the non-component

harmonique en plusieurs segments temporels. La trame délivrée par le module 37 se composant de 2N = 512 échantillons pondérés comme illustré par la figure 3, le module 38 considère seulement les N/2 = 128 premiers échantillons et les N/2 = 128 derniers échantillons, et les subdivise par exemple en -15- huit segments de 32 échantillons consécutifs représentant chacun 4 ms de signal. Pour chaque segment, le module 38 calcule l'énergie égale à la somme des carrés des échantillons, et forme un vecteur El formé de huit composantes réelles positives égales aux huit énergies calculées. La plus grande de ces huit énergies, notée EM, est également déterminée pour être fournie, avec le vecteur El, à un module de normalisation 39. Celui-ci divise chaque composante du vecteur E1 par EM, de sorte que le vecteur normalisé Emix est formé de huit composantes comprises entre 0 et 1. C'est ce vecteur normalisé Emix, ou vecteur de pondération, qui est soumis à la quantification par le module 40. Celui- ci peut opérer une quantification vectorielle avec un dictionnaire déterminé lors d'un apprentissage préalable. L'index de quantification iEm est fourni par le module 40 au multiplexeur de sortie 6 du codeur. La figure 7 montre une variante de réalisation des moyens employés par le codeur de la figure 1 pour déterminer le vecteur Emix de pondération énergétique de la trame de la composante non-harmonique. Les modules 36, 37 de décompression spectrale et de TFRI fonctionnent comme ceux qui portent les mêmes références sur la figure 1. Un module de sélection 42 est ajouté pour déterminer la valeur du module du spectre soumis à la transformée de Fourier inverse 37. Sur la base de la fréquence fondamentale estimée FO, le module 42 identifie des régions harmoniques et des régions non-harmoniques du spectre du signal audio. Par exemple, une fréquence sera considérée comme appartenant à une région harmonique si elle se trouve dans un intervalle de fréquences centré sur une harmonique k.F0 et de largeur  harmonic in several time segments. The frame delivered by the module 37 consisting of 2N = 512 weighted samples as illustrated by FIG. 3, the module 38 considers only the N / 2 = 128 first samples and the N / 2 = 128 last samples, and subdivides them, for example in eight segments of 32 consecutive samples each representing 4 ms of signal. For each segment, the module 38 calculates the energy equal to the sum of the squares of the samples, and forms a vector El formed of eight positive real components equal to the eight calculated energies. The largest of these eight energies, denoted EM, is also determined to be provided, with the vector E1, to a normalization module 39. This module divides each component of the vector E1 by EM, so that the standardized vector Emix is composed of eight components between 0 and 1. It is this normalized vector Emix, or weighting vector, which is subjected to the quantization by the module 40. This can perform a vector quantization with a dictionary determined during a test. prior learning. The quantization index iEm is provided by the module 40 to the output multiplexer 6 of the encoder. FIG. 7 shows an alternative embodiment of the means employed by the coder of FIG. 1 for determining the energy-weighting Emix vector of the frame of the non-harmonic component. The spectral decompression modules 36, 37 and TFRI operate as those having the same references in FIG. 1. A selection module 42 is added to determine the value of the spectrum module subjected to the inverse Fourier transform 37. Based on the estimated fundamental frequency FO, the module 42 identifies harmonic regions and non-harmonic regions of the audio signal spectrum. For example, a frequency will be considered as belonging to a harmonic region if it is in a frequency interval centered on a harmonic k.F0 and width

correspondant à une largeur de raie spectrale synthétisée, et à une région non-  corresponding to a synthesized spectral line width, and a non-region

harmonique sinon. Dans les régions non-harmoniques, le signal complexe soumis à la TFRI 37 est égal à la valeur du spectre, c'est-à-dire que son module et sa phase correspondent aux valeurs |X| et (px fournies par le module de TFR 3. Dans les régions harmoniques, ce signal complexe a la même phase (Px que le spectre et un module donné par l'enveloppe inférieure apres décompression spectrale 36. Cette façon de procéder selon la figure 7 procure  harmonic otherwise. In the non-harmonic regions, the complex signal subjected to the TFRI 37 is equal to the value of the spectrum, that is to say that its modulus and its phase correspond to the values | X | and (px provided by the TFR module 3. In the harmonic regions, this complex signal has the same phase (Px as the spectrum and a modulus given by the lower envelope after spectral decompression 36). This procedure according to FIG. 7 provides

une modélisation plus précise des régions non-harmoniques.  more accurate modeling of non-harmonic regions.

Le décodeur représenté sur la figure 8 comprend un démultiplexeur d'entrée 45 qui extrait du flux binaire (D, issu d'un codeur selon la figure l, les -16 - index iF, icxs, icxi, iEm de quantification de la fréquence fondamentale FO, des coefficients cepstraux représentant l'enveloppe supérieure comprimée, des coefficients représentants l'enveloppe inférieure comprimée, et du vecteur de pondération Emix, et les distribue respectivement à des modules 46, 47, 48 et 49. Ces modules 46-49 comportent des dictionnaires de quantification semblables à ceux des modules 5, 18, 34 et 40 de la figure 1, afin de restituer les valeurs des paramètres quantifiés. Les modules 47 et 48 ont des dictionnaires pour former les résidus de prédiction quantifiés rcxq[n], et ils en déduisent les vecteurs cepstraux quantifiés cxq[n] avec des éléments identiques aux éléments 23-26 de la figure 6. Ces vecteurs cepstraux quantifiés cx_q[n] fournissent les coefficients cepstraux cxsup_q et cx_inf_q  The decoder shown in FIG. 8 comprises an input demultiplexer 45 which extracts from the bit stream (D, coming from an encoder according to FIG. 1) the indexes iF, icxs, icxi, iEm of quantization of the fundamental frequency FO, cepstral coefficients representing the compressed upper envelope, coefficients representative of the compressed lower envelope, and the Emix weighting vector, and distributes them respectively to modules 46, 47, 48 and 49. These modules 46-49 comprise Quantization dictionaries similar to those of the modules 5, 18, 34 and 40 of Figure 1, in order to restore the values of the quantized parameters The modules 47 and 48 have dictionaries to form the quantized prediction residuals rcxq [n], and they deduce the quantified cepstral vectors cxq [n] with elements identical to the elements 23-26 of FIG. 6. These quasified cepstral vectors cx_q [n] provide the cepstral coefficients cxsup_q and cx_inf_q

traités par le décodeur.processed by the decoder.

Un module 51 calcule la transformée de Fourier rapide des coefficients cepstraux cx_sup pour chaque trame de signal. L'échelle des fréquences du spectre comprimé qui en résulte est modifiée non-linéairement par un module 52 appliquant la transformation non-linéaire réciproque de celle du module 12 de la figure 1, et qui fournit l'estimation LX_sup de l'enveloppe supérieure comprimée. Une décompression spectrale de LXsup, opérée par un module 53, fournit l'enveloppe supérieure Xsup comportant les valeurs estimées du  A module 51 calculates the fast Fourier transform of the cepstral coefficients cx_sup for each signal frame. The frequency scale of the resulting compressed spectrum is modified non-linearly by a module 52 applying the reciprocal non-linear transformation of that of the module 12 of FIG. 1, and which provides the LX_sup estimate of the compressed upper envelope. . A spectral decompression of LXsup, operated by a module 53, provides the upper envelope Xsup containing the estimated values of the

module du spectre aux fréquences multiples de la fréquence fondamentale F0.  multi-frequency spectrum module of the fundamental frequency F0.

Le module 54 synthétise l'estimation spectrale Xv de la composante harmonique du signal audio, par une somme de raies spectrales centrées sur les fréquences multiples de la fréquence fondamentale F0 et dont les  The module 54 synthesizes the spectral estimation Xv of the harmonic component of the audio signal, by a sum of spectral lines centered on the multiple frequencies of the fundamental frequency F0 and whose

amplitudes (en module) sont celles données par l'enveloppe supérieure X_sup.  Amplitudes (in modulus) are those given by the upper envelope X_sup.

Bien que le flux numérique d'entrée O ne comporte pas d'informations spécifiques sur la phase du spectre du signal aux harmoniques de la fréquence fondamentale, le décodeur de la figure 8 est capable d'extraire de l'information sur cette phase à partir des coefficients cepstraux cx_sup_q représentant l'enveloppe supérieure comprimée. Cette information de phase est utilisée pour affecter une phase (p(k) à chacune des raies spectrales déterminées par le  Although the digital input stream O does not have specific information on the phase of the signal spectrum at the harmonics of the fundamental frequency, the decoder of FIG. 8 is able to extract information on this phase from cepstral coefficients cx_sup_q representing the compressed upper envelope. This phase information is used to assign a phase (p (k) to each of the spectral lines determined by the

module 54 dans l'estimation de la composante harmonique du signal.  module 54 in the estimation of the harmonic component of the signal.

En première approximation, le signal de parole peut être considéré comme étant à phase minimale. D'autre part, il est connu que l'information de phase minimale peut se déduire facilement d'une modélisation cepstrale. Cette information de phase minimale est donc calculée pour chaque fréquence -17- harmonique. L'hypothèse de phase minimale signifie que l'énergie du signal synthétisé est localisée au début de chaque période de la fréquence  As a first approximation, the speech signal can be considered to be at minimum phase. On the other hand, it is known that minimal phase information can easily be deduced from cepstral modeling. This minimum phase information is therefore calculated for each harmonic frequency. The minimum phase hypothesis means that the energy of the synthesized signal is located at the beginning of each period of the frequency

fondamentale F0.fundamental F0.

Pour être plus proche d'un signal de parole réel, on introduit un peu de dispersion au moyen d'un post-liftrage spécifique des cepstres lors de la synthèse de la phase. Avec ce post-liftrage, effectué par le module 55 de la figure 8, il est possible d'accentuer les résonances formantiques de l'enveloppe et donc de contrôler la dispersion des phases. Ce postliftrage est par exemple  To be closer to a real speech signal, a little dispersion is introduced by means of a specific post-ligation of the cepstres during the synthesis of the phase. With this post-stretching, carried out by the module 55 of FIG. 8, it is possible to accentuate the formanic resonances of the envelope and thus to control the dispersion of the phases. This postlifter is for example

de la forme (8).of the form (8).

Pour limiter les ruptures de phase, il est préférable de lisser les coefficients cepstraux post-liftrés, ce qui est effectué par le module 56. Le module 57 déduit des coefficients cepstraux post-liftrés et lissés la phase minimale affectée à chaque raie spectrale représentant un pic harmonique du spectre. Les opérations effectuées par les modules 56, 57 de lissage et d'extraction de la phase minimale sont illustrées par l'organigramme de la figure 9. Le module 56 examine les variations des coefficients cepstraux pour appliquer un lissage moins important en présence de variations brusques qu'en présence de variations lentes. Pour cela, il effectue le lissage des coefficients cepstraux au moyen d'un facteur d'oubli Xc choisi en fonction d'une comparaison entre un seuil dth et une distance d entre deux jeux successifs de coefficients cepstraux post-liftrés. Le seuil dth est lui-même adapté en fonction  To limit the phase breaks, it is preferable to smooth the post-lifted cepstral coefficients, which is done by the module 56. The module 57 deduces from the post-lifted cepstral coefficients and smoothed the minimum phase assigned to each spectral line representing a harmonic peak of the spectrum. The operations carried out by the minimum phase smoothing and extraction modules 56, 57 are illustrated by the flowchart of FIG. 9. The module 56 examines the variations of the cepstral coefficients to apply a smaller smoothing in the presence of sudden variations. only in the presence of slow variations. For this, it performs the smoothing of the cepstral coefficients by means of a forgetting factor Xc chosen according to a comparison between a threshold dth and a distance d between two successive sets of post-lifted cepstral coefficients. The threshold dth is itself adapted according to

des variations des coefficients cepstraux.  variations of the cepstral coefficients.

La première étape 60 consiste à calculer la distance d entre les deux vecteurs successifs relatifs aux trames n-1 et n. Ces vecteurs, notés ici cxp[n-1] et cxp[n], correspondent pour chaque trame à l'ensemble des NCS coefficients cepstraux post-liftrés représentant l'enveloppe supérieure comprimée. La distance utilisée peut notamment être la distance euclidienne  The first step 60 consists in calculating the distance d between the two successive vectors relative to the n-1 and n frames. These vectors, noted here cxp [n-1] and cxp [n], correspond for each frame to the set of NCS post-lifted cepstral coefficients representing the compressed upper envelope. The distance used may notably be the Euclidean distance

entre les deux vecteurs ou encore une distance quadratique.  between the two vectors or a quadratic distance.

Deux lissages sont d'abord effectués, respectivement au moyen de facteurs d'oubli Xmin et Xmax, pour déterminer une distance minimale dmin et une distance maximale dmax. Le seuil dth est ensuite déterminé à l'étape 70 comme étant situé entre les distances minimale et maximale dmin, dmax:  Two smoothings are first performed, respectively by means of forgetting factors Xmin and Xmax, to determine a minimum distance dmin and a maximum distance dmax. The threshold dth is then determined in step 70 as being situated between the minimum and maximum distances dmin, dmax:

dth =.dmax + (1-3).dmin, le coefficient f étant par exemple égal à 0,5.  dth = .dmax + (1-3) .dmin, the coefficient f being for example equal to 0.5.

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Dans l'exemple représenté, les facteurs d'oubli Xmin et Xmax sont eux-  In the example shown, the forgetting factors Xmin and Xmax are themselves

mêmes sélectionnés parmi deux valeurs distinctes, respectivement;min1,; min2 et Xmax1, Xmax2 comprises entre 0 et 1, les indices Xmini, Xmaxl étant chacun sensiblement plus près de 0 que les indices Xrmin2, Xmax2' Si d > dmin (test 61), le facteur d'oubli ?min est égal à ' minl (étape 62); sinon il est pris égal à kmin2 (étape 63). A l'étape 64, la distance minimale dmin est prise égale à Xmin.dmin + (1-Xmin).d. Si d > dmax (test 65), le facteur d'oubli;max est égal à Xmaxl (étape 66); sinon il est pris égal à Xmax2 (étape 67). A l'étape 68, la  same selected from two distinct values, respectively; min2 and Xmax1, Xmax2 between 0 and 1, the indices Xmini, Xmax1 being each substantially closer to 0 than the indices Xrmin2, Xmax2 'If d> dmin (test 61), the forgetting factor? min is equal to minl (step 62); otherwise it is taken equal to kmin2 (step 63). In step 64, the minimum distance dmin is taken equal to Xmin.dmin + (1-Xmin) .d. If d> d max (test 65), the forgetting factor, max is equal to X max (step 66); otherwise it is taken equal to Xmax2 (step 67). At step 68, the

distance minimale dmax est prise égale à Xmax dmax + (1-Xmax).d.  minimum distance dmax is taken equal to Xmax dmax + (1-Xmax) .d.

Si la distance d entre les deux vecteurs cepstraux consécutifs est plus grande que le seuil dth (test 71), on adopte pour le facteur d'oubli Xc une valeur Xc1 relativement proche de 0 (étape 72). On considère dans ce cas que le signal correspondant est de type non stationnaire, de sorte qu'il n'y a pas lieu de conserver une grande mémoire des coefficients cepstraux antérieurs. Si d < dth, on adopte à l'étape 73 pour le facteur d'oubli Xc une valeur Xc2 moins proche de 0 afin de lisser davantage les coefficients cepstraux. Le lissage est effectué à l'étape 74, o le vecteur cxl[n] de coefficients lissés pour la trame courante n est déterminé par: cxl[n] = Xc.cxl[n-1] + (1 - Xc)cxp[n] (11) Le module 57 calcule ensuite les phases minimales p(k) associées aux harmoniques k.Fo. De façon connue, la phase minimale pour une harmonique d'ordre k est donnée par: NCS-1 p(k)=-2., cxl[n,m].sin(2nmkFo/Fe) (12) m=1  If the distance d between the two consecutive cepstral vectors is greater than the threshold dth (test 71), the forgetting factor Xc is taken to have a value Xc1 relatively close to 0 (step 72). It is considered in this case that the corresponding signal is of the non-stationary type, so that it is not necessary to keep a large memory of the previous cepstral coefficients. If d <dth, we adopt in step 73 for the forgetting factor Xc a value Xc2 less close to 0 in order to further smooth the cepstral coefficients. The smoothing is performed at step 74, where the vector cx1 [n] of smoothed coefficients for the current frame n is determined by: cx1 [n] = Xc.cxl [n-1] + (1-Xc) cxp [ n] (11) The module 57 then calculates the minimum phases p (k) associated with the harmonics k.Fo. In a known way, the minimal phase for a harmonic of order k is given by: NCS-1 p (k) = - 2., Cxl [n, m] .sin (2nmkFo / Fe) (12) m = 1

o cxl[n,m] désigne le coefficient cepstral lissé d'ordre m pour la trame n.  o cxl [n, m] denotes the smoothed cepstral coefficient of order m for the n-frame.

A l'étape 75, I'index d'harmonique k est initialisé à 1. Pour initialiser le calcul de la phase minimale affectée à l'harmonique k, la phase p(k) et l'index cepstral m sont initialisés respectivement à 0 et 1 à l'étape 76. A l'étape 77, le  In step 75, the harmonic index k is initialized to 1. To initialize the calculation of the minimum phase assigned to the harmonic k, the phase p (k) and the cepstral index m are initialized respectively at 0 and 1 at step 76. At step 77, the

module 57 ajoute à la phase p(k) la quantité -2.cxl[n,m].sin(2=mk.Fo/Fe).  module 57 adds to the phase p (k) the quantity -2.cxl [n, m] .sin (2 = mk.Fo / Fe).

L'index cepstral m est incrémenté à l'étape 78 et comparé à NCS à l'étape 79.  The cepstral index m is incremented in step 78 and compared to NCS in step 79.

Les étapes 77 et 78 sont répétées tant que m < NCS. Quand m = NCS, le -19 - calcul de la phase minimale est terminé pour l'harmonique k, et l'index k est incrémenté à l'étape 80. Le calcul de phases minimales 76-79 est renouvelé  Steps 77 and 78 are repeated as long as NCS. When m = NCS, the calculation of the minimum phase is completed for the harmonic k, and the index k is incremented in step 80. The calculation of minimum phases 76-79 is repeated

pour l'harmonique suivante tant que k.F0 < Fe/2 (test 81).  for the next harmonic as k.F0 <Fe / 2 (test 81).

Dans l'exemple de réalisation selon la figure 8, le module 54 tient compte d'une phase constante sur la largeur de chaque raie spectrale, égale à la phase minimale (p(k) fournie pour l'harmonique correspondante k par le  In the exemplary embodiment according to FIG. 8, the module 54 takes into account a constant phase over the width of each spectral line, equal to the minimum phase (p (k) supplied for the corresponding harmonic k by the

module 57.module 57.

L'estimation Xv de la composante harmonique est synthétisée par sommation de raies spectrales positionnées aux fréquences harmoniques de la fréquence fondamentale F0. Lors de cette synthèse, on peut positionner les raies spectrales sur l'axe des fréquences avec une résolution supérieure à la résolution de la transformée de Fourier. Pour cela, on précalcule une fois pour toutes une raie spectrale de référence selon la résolution supérieure. Ce calcul peut consister en une transformée de Fourier de la fenêtre d'analyse fA avec une taille de transformée de 16384 points, procurant une résolution de 0,5 Hz par point. La synthèse de chaque raie harmonique est alors effectuée par le module 54 en positionnant sur l'axe des fréquences la raie de référence à haute résolution, et en sous-échantillonnant cette raie spectrale de référence pour se ramener à la résolution de 16,625 Hz de la transformée de Fourier sur  The estimate Xv of the harmonic component is synthesized by summation of spectral lines positioned at the harmonic frequencies of the fundamental frequency F0. During this synthesis, it is possible to position the spectral lines on the frequency axis with a resolution greater than the resolution of the Fourier transform. For this, a reference spectral line is precalculated once and for all according to the higher resolution. This calculation can consist of a Fourier transform of the analysis window fA with a transform size of 16384 points, providing a resolution of 0.5 Hz per point. The synthesis of each harmonic line is then performed by the module 54 by positioning the high resolution reference line on the frequency axis, and by sub-sampling this reference spectral line to reduce to the 16.625 Hz resolution of the Fourier transform on

512 points. Ceci permet de positionner avec précision la raie spectrale.  512 points. This makes it possible to accurately position the spectral line.

Pour la détermination de l'enveloppe inférieure, le module de TFR 85 du décodeur de la figure 8 reçoit les NCI coefficients cepstraux quantifiés cx_infq d'ordres 0 à NCI - 1, et il les complète avantageusement par les NCS - NCI coefficients cepstraux cxsup_q d'ordre NCI à NCS - 1 représentant l'enveloppe supérieure. En effet, on peut estimer en première approximation que les variations rapides de l'enveloppe inférieure comprimée sont bien reproduites par celles de l'enveloppe supérieure comprimée. Dans une autre réalisation, le module de TFR 85 pourrait ne considérer que les NCI  For the determination of the lower envelope, the TFR module 85 of the decoder of FIG. 8 receives the quantized cepstral coefficients cx_infq of orders 0 to NCI-1, and it advantageously completes them by the NCS-NCI coefficients cepstral cxsup_q d NCI order to NCS - 1 representing the upper envelope. In fact, it can be estimated as a first approximation that the rapid variations of the compressed lower envelope are well reproduced by those of the compressed upper envelope. In another embodiment, the TFR 85 module could consider only the NCIs

paramètres cepstraux cxinfq.cepstral parameters cxinfq.

Le module 86 convertit l'échelle de fréquences de manière réciproque de la conversion opérée par le module 32 du codeur, afin de restituer l'estimation LX_inf de l'enveloppe inférieure comprimée, soumise au module de décompression spectrale 87. En sortie du module 87, le décodeur dispose d'une enveloppe inférieure X_inf comportant les valeurs du module du spectre -20 -  The module 86 converts the frequency scale reciprocally from the conversion operated by the module 32 of the encoder, in order to restore the estimate LX_inf of the compressed lower envelope, submitted to the spectral decompression module 87. At the output of the module 87 , the decoder has a lower envelope X_inf comprising the values of the spectrum module -20 -

dans les vallées situées entre les pics harmoniques.  in the valleys between the harmonic peaks.

Cette enveloppe X_inf va moduler le spectre d'une trame de bruit dont la phase est traitée en fonction du vecteur de pondération quantifié Emix extrait par le module 49. Un générateur 88 délivre une trame de bruit normalisé dont les segments de 4 ms sont pondérés dans un module 89 conformément aux composantes normalisées du vecteur Emix fourni par le module 49 pour la trame courante. Ce bruit est un bruit blanc filtré passe-haut pour tenir compte du faible niveau qu'a en principe la composante non-voisée aux basses fréquences. A partir du bruit pondéré en énergie, le module 90 forme des trames de 2N = 512 échantillons en appliquant la fenêtre d'analyse fA, l'insertion de 256 échantillons à zéro et la permutation circulaire pour la compensation de phase conformément à ce qui a été expliqué en référence à la figure 3. La transformée de Fourier de la trame résultante est calculée par le  This envelope X_inf will modulate the spectrum of a noise frame whose phase is processed according to the quantified weighting vector Emix extracted by the module 49. A generator 88 delivers a normalized noise frame whose segments of 4 ms are weighted in a module 89 according to the standardized components of the Emix vector provided by the module 49 for the current frame. This noise is a high-pass filtered white noise to account for the low level that normally has the unvoiced component at low frequencies. From the energy-weighted noise, the module 90 forms frames of 2N = 512 samples by applying the analysis window fA, the insertion of 256 samples at zero and the circular permutation for the phase compensation according to what has been done. This is explained with reference to FIG. 3. The Fourier transform of the resulting frame is calculated by the

module TFR 91.TFR module 91.

L'estimation spectrale Xuv de la composante non-harmonique est déterminée par le module de synthèse spectrale 92 qui effectue une pondération fréquence par fréquence. Cette pondération consiste à multiplier chaque valeur spectrale complexe fournie par le module de TFR 91 par la valeur de l'enveloppe inférieure X_inf obtenue pour la même fréquence par le  The spectral estimate Xuv of the non-harmonic component is determined by the spectral synthesis module 92 which performs frequency-frequency weighting. This weighting consists of multiplying each complex spectral value provided by the TFR module 91 by the value of the lower envelope X_inf obtained for the same frequency by the

module de décompression spectrale 87.  spectral decompression module 87.

Les estimations spectrales Xv, Xuv des composantes harmonique (voisée dans le cas d'un signal de parole) et non-harmonique (ou non-voisée) sont combinées par un module de mixage 95 contrôlé par un module 96  The spectral estimates Xv, Xuv of the harmonic (voiced in the case of a speech signal) and non-harmonic (or non-voiced) components are combined by a mixing module 95 controlled by a module 96

d'analyse du degré d'harmonicité (ou de voisement) du signal.  analyzing the degree of harmonicity (or voicing) of the signal.

L'organisation de ces modules 95, 96 est illustrée par la figure 10. Le module d'analyse 96 comporte une unité 97 d'estimation d'un degré de voisement W dépendant de la fréquence, à partir duquel sont calculés quatre gains dépendant de la fréquence, à savoir deux gains gv, guv contrôlant l'importance relative des composantes harmonique et nonharmonique dans le signal synthétisé, et deux gains gv -p guv_, utilisés pour bruiter la phase de la  The organization of these modules 95, 96 is illustrated in FIG. 10. The analysis module 96 comprises a unit 97 for estimating a degree of voicing W depending on the frequency, from which four gains depending on the frequency are calculated. the frequency, namely two gains gv, guv controlling the relative importance of the harmonic and nonharmonic components in the synthesized signal, and two gains gv -p guv_, used to noise the phase of the

composante harmonique.harmonic component.

Le degré de voisement W(i) est une valeur à variation continue comprise entre 0 et 1 déterminée pour chaque index de fréquence i (0 < i < N) en fonction de l'enveloppe supérieure Xsup(i) et de l'enveloppe inférieure Xinf(i) obtenues pour cette fréquence i par les modules de décompression 53,  The degree of voicing W (i) is a continuously varying value between 0 and 1 determined for each frequency index i (0 <i <N) as a function of the upper envelope Xsup (i) and the lower envelope Xinf (i) obtained for this frequency i by the decompression modules 53,

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87. Le degré de voisemient W(i) est estimé par l'unité 97 pour chaque index de fréquence i correspondant à une harmonique de la fréquence fondamentale F0, à savoir i= 2NkF +2À pour k = 1,2,..., par une fonction croissante du rapport entre l'enveloppe supérieure Xsup et l'enveloppe inférieure X_inf à cette fréquence, par exemple selon la formule: W(i) = min {1, 10 og1 0 [x-sup(i)/Xinf(i)] (13) Vt-h-(Fo)--. Le seuil Vth(F0) correspond à la dynamique moyenne calculée sur un spectre synthétique purement voisé à la fréquence fondamentale. Il est  87. The degree of neighbor W (i) is estimated by unit 97 for each index of frequency i corresponding to a harmonic of fundamental frequency F0, namely i = 2NkF + 2A for k = 1,2, ... by an increasing function of the ratio between the upper envelope Xsup and the lower envelope X_inf at this frequency, for example according to the formula: W (i) = min {1, 10 og1 0 [x-sup (i) / Xinf (i)] (13) Vt-h- (Fo) -. The threshold Vth (F0) corresponds to the average dynamic calculated on a synthetic spectrum purely voiced at the fundamental frequency. It is

avantageusement choisi dépendant de la fréquence fondamentale F0.  advantageously chosen depending on the fundamental frequency F0.

Le degré de voisement W(i) pour une fréquence autre que les fréquences harmoniques est obtenu simplement comme étant égal à celui  The degree of voicing W (i) for a frequency other than the harmonic frequencies is obtained simply as being equal to that

estimé pour l'harmonique la plus proche.  estimated for the nearest harmonic.

Le gain gv(i), qui dépend de la fréquence, est obtenu en appliquant une  The gain gv (i), which depends on the frequency, is obtained by applying a

fonction non-linéaire au degré de voisement W(i) (bloc 98). Cette fonction non-  non-linear function at the degree of voicing W (i) (block 98). This non-function

linéaire a par exemple la forme représentée sur la figure 11i gv(i) = 0 si 0 < W(i) W1 gV(i) - W(i) W1 si Wl < W(i) < W2 (14)  linear, for example, has the form shown in FIG. 11i gv (i) = 0 if 0 <W (i) W1 gV (i) - W (i) W1 if W1 <W (i) <W2 (14)

W2 - W1W2 - W1

gv(i) = 1 si W2 < W(i) < 1 les seuils W1, W2 étant tels que 0 <W1 < W2 < 1. Le gain guv peut être calculé de manière semblable au gain gv (la somme des deux gains gv, guv étant constante, par exemple égale à 1), ou déduit simplement de celui-ci par la relation guv(i) = 1 - gv(i), comme schématisé par le soustracteur 99 sur la  gv (i) = 1 if W2 <W (i) <1 the thresholds W1, W2 being such that 0 <W1 <W2 <1. The guv gain can be calculated in a similar way to the gain gv (the sum of the two gains gv , guv being constant, for example equal to 1), or simply deduced from it by the relation guv (i) = 1 - gv (i), as schematized by the subtractor 99 on the

figure 10.figure 10.

Il est intéressant de pouvoir bruiter la phase de la composante harmonique du signal à une fréquence donnée si l'analyse du degré de voisement montre que le signal est plutôt de type non-harmonique à cette fréquence. Pour cela, la phase q(pv de la composante harmonique mixée est le résultat d'une combinaison linéaire des phases pv, (puv des composantes  It is interesting to be able to noise the phase of the harmonic component of the signal at a given frequency if the analysis of the degree of voicing shows that the signal is rather non-harmonic type at this frequency. For this, the phase q (pv of the mixed harmonic component is the result of a linear combination of the phases pv, (puv of the components

harmonique et non-harmonique Xv, Xuv synthétisées par les modules 54, 92.  harmonic and non-harmonic Xv, Xuv synthesized by the modules 54, 92.

-22 - Les gains gvqp, guv _q respectivement appliqués à ces phases sont calculés à partir du degré de voisement W et pondérés également en fonction de l'index de fréquence i, étant donné que le bruitage de la phase n'est véritablement  The gains gvqp, guv _q respectively applied to these phases are calculated from the degree of voicing W and weighted also according to the frequency index i, since the sounding of the phase is not really true.

utile qu'au-delà d'une certaine fréquence.  useful only beyond a certain frequency.

Un premier gain gv1_,p est calculé en appliquant une fonction nonlinéaire au degré de voisement W(i), comme schématisé par le bloc 100 sur la figure 10. Cette fonction non-linéaire peut avoir la forme représentée sur la figure 12: gvlq(i) = G1 si 0 < W(i) < W3 gvl_c(i) = Gl1+(1-G1)W(i) W3 siW3 <W(i)<W4 (15)  A first gain gv1_, p is calculated by applying a nonlinear function to the degree of voicing W (i), as shown schematically by block 100 in FIG. 10. This non-linear function can have the form represented in FIG. 12: gvlq ( i) = G1 if 0 <W (i) <W3 gv1_c (i) = Gl1 + (1-G1) W (i) W3 siW3 <W (i) <W4 (15)

W4 -W3W4 -W3

gv1cp(i) = 1 si W4 < W(i) < 1 les seuils W3 et W4 étant tels que 0 < W3 < W4 < 1, et le gain minimal G1  gv1cp (i) = 1 if W4 <W (i) <1 the thresholds W3 and W4 being such that 0 <W3 <W4 <1, and the minimum gain G1

étant compris entre 0 et 1.being between 0 and 1.

Un multiplieur 101 multiplie pour chaque fréquence d'index i le gain gv1 par un autre gain gv2 p dépendant seulement de l'index de fréquence i, pour former le gain gvqP(i). Le gain gv2_,p(i) dépend non-linéairement de l'index de fréquence i, par exemple comme indiqué sur la figure 13 gv2(i) = 1 si 0 <i < il gv2 q(i) = 1-(1-G2) j il si il < i < i2 (16) i2_- -i1 il gv2_p(i) = G2 si i2 < i < 1 les index il et i2 étant tels que 0 < il < i2 < N, et le gain minimal G2 étant compris entre 0 et 1. Le gain guv _p(i) peut être calculé simplement comme étant égal à 1 - gv_,(i) = 1 gvl_(p(i).gv2_qp(i) (soustracteur 102 de la figure ). Le spectre complexe Y du signal synthétisé est produit par le module de mixage 95, qui réalise la relation de mixage suivante, pour 0 < i < N: Y(i) = gv(i) i). XMi). exp[ P'v(i)] + guv(i). Xuv(i) (17) avec qPV(i) = gv_(i). (Pv(i) + guv _(p(i). (Puv(i) (18) o pv(i) désigne l'argument du nombre complexe Xv(i) fourni par le module 54 pour la fréquence d'index i (bloc 104 de la figure 10), et (puv(i) désigne  A multiplier 101 multiplies for each index frequency i the gain gv1 by another gain gv2 p depending only on the frequency index i, to form the gain gvqP (i). The gain gv2_, p (i) depends non-linearly on the frequency index i, for example as indicated in FIG. 13 gv2 (i) = 1 if 0 <i <il gv2 q (i) = 1- (1) -G2) j it if it <i <i2 (16) i2_- -i1 it gv2_p (i) = G2 if i2 <i <1 the indexes he and i2 being such that 0 <il <i2 <N, and the gain with G2 being between 0 and 1. The gain guv _p (i) can be simply calculated as 1 - gv _, (i) = 1 gvl_ (p (i) .gv2_qp (i) (subtracter 102 of the figure The complex spectrum Y of the synthesized signal is produced by the mixing module 95, which carries out the following mixing relation, for 0 <i <N: Y (i) = gv (i) i). XMi). exp [P'v (i)] + guv (i). Xuv (i) (17) with qPV (i) = gv_ (i). (Pv (i) + guv _ (p (i). (Puv (i) (18) where pv (i) designates the argument of the complex number Xv (i) provided by the module 54 for the index frequency i (block 104 of FIG. 10), and (puv (i) designates

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I'argument du nombre complexe Xuv(i) fourni par le module 92 (bloc 105 de la figure 10). Cette combinaison est réalisée par les multiplieurs 106110 et les  The argument of the complex number Xuv (i) provided by the module 92 (block 105 of FIG. 10). This combination is achieved by the multipliers 106110 and the

additionneurs 111 -112 représentés sur la figure 10.  adders 111 -112 shown in FIG.

Le spectre mixé Y(i) pour 0 i < 2N (avec Y(2N-1-i) =Y(i)) est ensuite transformé dans le domaine temporel par le module de TFRI 115 (figure 8). On ne retient que les N/2 = 128 premiers et les N/2 = 128 derniers échantillons de la trame de 2N = 512 échantillons produite par le module 115, et on applique la permutation circulaire inverse de celle illustrée par la figure 3 pour obtenir la  The mixed spectrum Y (i) for 0 i <2N (with Y (2N-1-i) = Y (i)) is then transformed in the time domain by the TFRI module 115 (FIG. 8). Only the first N / 2 = 128 and the N / 2 = last 128 samples of the frame of 2N = 512 samples produced by the module 115 are retained, and the inverse circular permutation of that illustrated in FIG. the

trame synthétisée de N = 256 échantillons pondérés par la fenêtre d'analyse fA.  synthesized frame of N = 256 samples weighted by the analysis window fA.

Les trames successivement obtenues de cette manière sont finalement traitées par le module de synthèse temporelle 116 qui forme le signal audio  The frames successively obtained in this manner are finally processed by the temporal synthesis module 116 which forms the audio signal

décodé x.decoded x.

Le module de synthèse temporelle 116 effectue une somme à recouvrement de trames modifiées par rapport à celles successivement évaluées en sortie du module 115. La modification peut être vue en deux  The time synthesis module 116 performs an overlapping sum of frames modified with respect to those successively evaluated at the output of the module 115. The modification can be seen in two

étapes illustrées respectivement par les figures 14 et 15.  steps illustrated respectively in Figures 14 and 15.

La première étape (figure 14) consiste à multiplier chaque trame 2' délivrée par le module de TFRI 115 par une fenêtre 1/fA inverse de la fenêtre d'analyse fA employée par le module 1 du codeur. Les échantillons de la trame  The first step (FIG. 14) consists in multiplying each frame 2 'delivered by the TFRI module 115 by a window 1 / fA inverse to the analysis window fA used by the module 1 of the encoder. The samples of the frame

2" qui en résultent sont donc pondérés uniformément.  2 "that result are therefore weighted uniformly.

La seconde étape (figure 15) consiste à multiplier les échantillons de cette trame 2" par une fenêtre de synthèse fs vérifiant les propriétés suivantes: fs(N-L+i) + fs(i) = A pour 0 < i < L (19) fs(i) = A pour L <i < N-L (20) o A désigne une constante positive arbitraire, par exemple A = 1. La fenêtre de synthèse fs(i) croît progressivement de 0 à A pour i allant de 0 à L. C'est par exemple une demi-sinusoïde surélevée A fs(i)= A.(1-cos[(i+1/2)n/LD pour0 <i<L (21) Après avoir repondéré chaque trame 2" par la fenêtre de synthèse fs, le module 116 positionne les trames successives avec leurs décalages temporels de M = 160 échantillons et leurs recouvrements temporels de L = 96 échantillons, puis il effectue la somme des trames ainsi positionnées dans le temps. Du fait des propriétés (19) et (20) de la fenêtre de synthèse fs, chaque -24 - échantillon du signal audio décodé x ainsi obtenu est affecté d'un poids global uniforme, égal à A. Ce poids global provient de la contribution d'une trame unique si l'échantillon a dans cette trame un rang i tel que L < i < N - L, et comporte les contributions sommées de deux trames successives si 0 _< i < L o N - L < i < N. On peut ainsi effectuer la synthèse temporelle de façon simple même si, comme dans le cas considéré, le recouvrement L entre deux trames  The second step (FIG. 15) consists of multiplying the samples of this frame 2 "by a synthesis window fs satisfying the following properties: fs (N-L + i) + fs (i) = A for 0 <i <L ( 19) fs (i) = A for L <i <NL (20) where A denotes an arbitrary positive constant, for example A = 1. The synthesis window fs (i) increases progressively from 0 to A for i ranging from 0 to L. It is for example a raised half-sine A fs (i) = A. (1-cos [(i + 1/2) n / LD for0 <i <L (21) After reweighting each frame 2 by the synthesis window fs, the module 116 positions the successive frames with their time offsets of M = 160 samples and their time overlaps of L = 96 samples, then it performs the sum of the frames thus positioned in time. properties (19) and (20) of the synthesis window fs, each sample of the decoded audio signal x thus obtained is assigned a uniform overall weight, equal to A. This overall weight comes from the contribution of a single frame if the sample has in this frame a rank i such that L <i <N - L, and comprises the summed contributions of two successive frames if 0 <<<L <N <i <N. It is thus possible to perform the temporal synthesis in a simple manner even if, as in the case considered, the overlap L between two frames

successives est plus petit que la moitié de la taille N de ces trames.  successive is smaller than half the size N of these frames.

Les deux étapes exposées ci-dessus pour la modification des trames de signal peuvent être fusionnées en une seule étape. Il suffit de précalculer une fenêtre composée fc(i) = fs(i)/fA(i), et de multiplier simplement les trames 2' de N = 256 échantillons délivrées par le module 115 par la fenêtre composée  The two steps outlined above for modifying the signal frames can be merged in one step. It suffices to precompute a composite window fc (i) = fs (i) / fA (i), and to simply multiply the frames 2 'of N = 256 samples delivered by the module 115 by the composite window

fc avant d'effectuer la sommation à recouvrement.  fc before performing the overlay summation.

La figure 16 montre l'allure de la fenêtre composée fc dans le cas o la i5 fenêtre d'analyse fA est une fenêtre de Hamming et la fenêtre de synthèse fs a  FIG. 16 shows the appearance of the composite window fc in the case where the analysis window fA is a Hamming window and the synthesis window fs

la forme donnée par les relations (19) à (21).  the form given by relations (19) to (21).

D'autre formes de la fenêtre de synthèse fs vérifiant les relations (19) et (20) peuvent être employées. Dans la variante de la figure 17, c'est une fonction affine par morceaux définie par: fs(i) = A.i/L pour 0 < i < L (22) Afin d'améliorer la qualité de codage du signal audio, le codeur de la figure 1 peut augmenter la cadence de formation et d'analyse des trames, afin de transmettre davantage de paramètres de quantification au décodeur. Dans la structure de trame représentée sur la figure 2, une trame de N = 256 échantillons (32 ms) est formée toutes les 20 ms. Ces trames de 256 échantillons pourraient être formées à une cadence supérieure, par exemple de 10 ms, deux trames successives ayant alors un décalage de M/2 = 80  Other forms of the synthesis window fs satisfying relationships (19) and (20) can be employed. In the variant of FIG. 17, it is a piecewise affine function defined by: fs (i) = Ai / L for 0 <i <L (22) In order to improve the coding quality of the audio signal, the coder of FIG. 1 can increase the rate of frame formation and analysis, in order to transmit more quantization parameters to the decoder. In the frame structure shown in Fig. 2, a frame of N = 256 samples (32 ms) is formed every 20 ms. These frames of 256 samples could be formed at a higher rate, for example 10 ms, two successive frames then having an offset of M / 2 = 80

échantillons et un recouvrement de 176 échantillons. Dans ces conditions, on peut transmettre les jeux complets de  samples and an overlay of 176 samples. In these conditions, it is possible to transmit the complete sets of

paramètres de quantification iF, icxs, icxi, iEm pour seulement un sous-  quantization parameters iF, icxs, icxi, iEm for only one sub-

ensemble des trames, et transmettre pour les autres trames des paramètres permettant d'effectuer une interpolation adéquate au niveau du décodeur. Dans l'exemple envisagé ci-dessus, le sous-ensemble pour lequel des jeux de paramètres complets sont transmis peut être constitué par les trames de rang  set of frames, and transmit for the other frames parameters to perform adequate interpolation at the decoder. In the example envisaged above, the subset for which complete parameter sets are transmitted can be constituted by the rank frames

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entier n, dont la périodicité est de M/Fe = 20 ms, et les trames pour lesquelles une interpolation est effectuée peuvent être celles de rang demi-entier n + 1/2  integer n, whose periodicity is M / Fe = 20 ms, and the frames for which interpolation is performed can be those of half-integer n + 1/2

qui sont décalées de 10 ms par rapport aux trames du sous-ensemble.  which are shifted by 10 ms from the frames of the subassembly.

Dans la réalisation illustrée par la figure 18, les notations cxq [n-1] et cxq[n] désignent des vecteurs cepstraux quantifiés déterminés, pour deux trames successives de rang entier, par le module de quantification 18 et/ou par le module de quantification 34. Ces vecteurs comprennent par exemple quatre coefficients cepstraux consécutifs chacun. Ils pourraient également  In the embodiment illustrated in FIG. 18, the notations cxq [n-1] and cxq [n] denote determined quasified cepstral vectors, for two successive frames of entire rank, by the quantization module 18 and / or by the module of Quantization 34. These vectors comprise for example four consecutive cepstral coefficients each. They could also

comprendre davantage de coefficients cepstraux.  understand more cepstral coefficients.

Un module 120 effectue une interpolation de ces deux vecteurs cepstraux cxq[n-1] et cxq[n], afin d'estimer une valeur intermédiaire cx_i[n-1/2]. L'interpolation effectuée par le module 120 peut être une simple moyenne arithmétique des vecteurs cxq[n-1] et cxq[n]. En variante, le module 120 pourrait appliquer une formule d'interpolation plus sophistiquée, par exemple polynomiale, en se fondant également sur les vecteurs cepstraux obtenus pour des trames antérieures à la trame n-1. D'autre part, si plus d'une trame interpolée est intercalée entre deux trames consécutives de rang entier,  A module 120 interpolates these two cepstral vectors cxq [n-1] and cxq [n], in order to estimate an intermediate value cx_i [n-1/2]. The interpolation performed by the module 120 can be a simple arithmetic mean of the vectors cxq [n-1] and cxq [n]. As a variant, the module 120 could apply a more sophisticated interpolation formula, for example polynomial, also based on the cepstral vectors obtained for frames prior to the n-1 frame. On the other hand, if more than one interpolated frame is interposed between two consecutive frames of full rank,

I'interpolation tient compte de la position relative de chaque trame interpolée.  Interpolation takes into account the relative position of each interpolated frame.

A l'aide des moyens précédemment décrits, le codeur calcule  Using the means previously described, the coder calculates

également les coefficients cepstraux cx[n-1/2] relatifs à la trame de rang demi-  also the cepstral coefficients cx [n-1/2] relating to the half-rank weft

entier. Dans le cas de l'enveloppe supérieure, ces coefficients cepstraux sont ceux fournis par le module de TFRI 13 après post-liftrage 15 (par exemple avec les mêmes coefficients de post-liftrage que pour la trame précédente n-1) et normalisation 16. Dans le cas de l'enveloppe inférieure, les coefficients  whole. In the case of the upper envelope, these cepstral coefficients are those provided by the TFRI module 13 after post-scaling (for example with the same post-scaling coefficients as for the previous frame n-1) and normalization 16. In the case of the lower envelope, the coefficients

cepstraux cx[n-1/2] sont ceux délivrés par le module de TFRI 33.  cepstral cx [n-1/2] are those delivered by the TFRI 33 module.

Un soustracteur 121 forme la différence ecx[n-1/2] entre les coefficients cepstraux cx[n-1/2] calculés pour la trame de rang demi-entier et les coefficients cxi[n-1/2] estimés par interpolation. Cette différence est fournie à un module de quantification 122 qui adresse des index de quantification icx[n-1/2] au multiplexeur de sortie 6 du codeur. Le module 122 fonctionne par exemple par quantification vectorielle des erreurs d'interpolation  A subtractor 121 forms the difference ecx [n-1/2] between the cepstral coefficients cx [n-1/2] calculated for the half-integer field and the coefficients cxi [n-1/2] estimated by interpolation. This difference is provided to a quantization module 122 which addresses quantization indices icx [n-1/2] to the output multiplexer 6 of the encoder. The module 122 operates for example by vector quantization interpolation errors

* ecx[n-1/2] successivement déterminées pour les trames de rang demi-entier.* ecx [n-1/2] successively determined for frames of half-integer rank.

Cette quantification de l'erreur d'interpolation peut être effectuée par le codeur pour chacun des NCS + NCI coefficients cepstraux utilisés par le décodeur, ou seulement pour certains d'entre eux, typiquement ceux d'ordres  This quantization of the interpolation error can be carried out by the coder for each of the NCS + NCI coefficients used by the decoder, or only for some of them, typically those of orders

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les plus petits.the little ones.

Les moyens correspondants du décodeur sont illustrés par la figure 19.  The corresponding means of the decoder are illustrated in FIG. 19.

Le décodeur fonctionne essentiellement comme celui décrit en référence à la figure 8 pour déterminer les trames de signal de rang entier. Un module d'interpolation 124 identique au module 120 du codeur estime les coefficients intermédiaires cxi[n-1/2] à partir des coefficients quantifiés cxq[n-1] et cx_q[n] fournis par le module 47 et/ou le module 48 à partir des index icxs, icxi extraits du flux t. Un module d'extraction de paramètres 125 reçoit l'index de quantification icx[n-1/2] depuis le démultiplexeur d'entrée 45 du décodeur, et en déduit l'erreur d'interpolation quantifiée ecxq[n-1/2] à partir du même dictionnaire de quantification que celui utilisé par le module 122 du codeur. Un additionneur 126 fait la somme des vecteurs cepstraux cx_i[n-1/2] et ecx_q[n-1/2] afin de fournir les coefficients cepstraux cx[n-1/2] qui seront utilisés par le décodeur (modules 51-57, 95, 96, 115 et/ou modules 85-87, 92,  The decoder operates essentially as described with reference to FIG. 8 to determine the full rank signal frames. An interpolation module 124 identical to the encoder module 120 estimates the intermediate coefficients cxi [n-1/2] from the quantized coefficients cxq [n-1] and cx_q [n] provided by the module 47 and / or the module 48 from the indexes icxs, icxi extracted from the stream t. A parameter extraction module 125 receives the quantization index icx [n-1/2] from the input demultiplexer 45 of the decoder, and deduces therefrom the quantized interpolation error ecxq [n-1/2] from the same quantization dictionary as used by the encoder module 122. An adder 126 sums the cepstral vectors cx_i [n-1/2] and ecx_q [n-1/2] in order to provide the cepstral coefficients cx [n-1/2] which will be used by the decoder (modules 51- 57, 95, 96, 115 and / or modules 85-87, 92,

95, 96, 115) pour former la trame interpolée de rang n-1/2.  95, 96, 115) to form the interpolated frame of rank n-1/2.

Si certains seulement des coefficients cepstraux ont fait l'objet d'une quantification d'erreur d'interpolation, les autres sont déterminés par le  If only some of the cepstral coefficients have been quantized for interpolation error, the others are determined by the

décodeur par une interpolation simple, sans correction.  decoder by simple interpolation, without correction.

Le décodeur peut également interpoler les autres paramètres F0, Emix utilisés pour synthétiser les trames de signal. La fréquence fondamentale F0 peut être interpolée linéairement, soit dans le domaine temporel, soit (de préférence) directement dans le domaine fréquentiel. Pour I'interpolation éventuelle du vecteur de pondération énergétique Emix, il convient d'effectuer l'interpolation après dénormalisation et en tenant compte bien entendu des  The decoder can also interpolate the other parameters F0, Emix used to synthesize the signal frames. The fundamental frequency F0 can be interpolated linearly, either in the time domain or (preferably) directly in the frequency domain. For the possible interpolation of the Emix energy weighting vector, the interpolation after denormalization and taking into account

décalages temporels entre trames.time delays between frames.

Il est à noter qu'il est particulièrement avantageux, pour interpoler la représentation des enveloppes spectrales, d'effectuer cette interpolation dans le domaine cepstral. Contrairement à une interpolation effectuée sur d'autres paramètres, tels que les coefficients LSP (" Line Spectrum Pairs "), I'interpolation linéaire des coefficients cepstraux correspond à l'interpolation  It should be noted that it is particularly advantageous, to interpolate the representation of the spectral envelopes, to perform this interpolation in the cepstral domain. Unlike interpolation performed on other parameters, such as LSP ("Line Spectrum Pairs") coefficients, the linear interpolation of the cepstral coefficients corresponds to the interpolation

linéaire des amplitudes spectrales comprimées.  linear spectral amplitudes compressed.

Dans la variante représentée sur la figure 20, le codeur utilise les vecteurs cepstraux cxq[n], cxq[n-1],..., cxq[n-r] et cxq[n-1/2] calculés pour les dernières trames passées (r > 1) pour identifier un filtre interpolateur optimal qui, lorsqu'on lui soumet les vecteurs cepstraux quantifiés cxq[n-r],  In the variant shown in FIG. 20, the coder uses the cepstral vectors cxq [n], cxq [n-1], ..., cxq [nr] and cxq [n-1/2] calculated for the last past frames. (r> 1) to identify an optimal interpolator filter which, when subjected to quantified cepstral vectors cxq [nr],

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cxq[n] relatifs aux trames de rang entier, délivre un vecteur cepstral interpolé cxi[n-1/2] qui présente une distance minimale avec le vecteur  cxq [n] relative to the frames of full rank, delivers an interpolated cepstral vector cxi [n-1/2] which has a minimal distance with the vector

cx[n-1/2] calculé pour la dernière trame de rang demi-entier.  cx [n-1/2] calculated for the last frame of half-integer rank.

Dans l'exemple représenté sur la figure 20, ce filtre interpolateur 128 est présent dans le codeur, et un soustracteur 129 retranche sa sortie cxi[n-1/2] du vecteur cepstral calculé cx[n-1/2]. Un module de minimisation détermine le jeu de paramètres {P} du filtre interpolateur 128, pour lequel l'erreur d'interpolation ecx[n-1/2] délivrée par le soustracteur 129 présente une norme minimale. Ce jeu de paramètres {P} est adressé à un module de quantification 131 qui fournit un index de quantification correspondant iP au  In the example shown in FIG. 20, this interpolator filter 128 is present in the encoder, and a subtractor 129 subtracts its output cxi [n-1/2] from the calculated cepstral vector cx [n-1/2]. A minimization module determines the parameter set {P} of the interpolator filter 128, for which the ecx interpolation error [n-1/2] delivered by the subtractor 129 has a minimum standard. This parameter set {P} is addressed to a quantization module 131 which provides a quantization index corresponding to iP to

multiplexeur de sortie 6 du codeur.output multiplexer 6 of the encoder.

En fonction du débit alloué dans le flux Oe aux index de quantification des paramètres {P} définissant le filtre interpolateur optimal 128, on pourra adopter une quantification plus ou moins fine de ces paramètres, ou une forme plus ou moins élaborée du filtre interpolateur, ou encore prévoir plusieurs filtres interpolateurs quantifiés de manière distincte pour différents vecteurs de  As a function of the flow rate allocated in the stream Oe to the quantization indexes of the parameters {P} defining the optimal interpolator filter 128, it will be possible to adopt a more or less fine quantization of these parameters, or a more or less elaborate form of the interpolator filter, or still provide several interpolator filters quantized separately for different vectors of

coefficients cepstraux.cepstral coefficients.

Dans une réalisation simple, le filtre interpolateur 128 est linéaire, avec r= 1: cx i[n-1/2] = p.cx_q[n-1] + (1-p).cx_q[n] (23)  In a simple embodiment, the interpolator filter 128 is linear, with r = 1: cx i [n-1/2] = p.cx_q [n-1] + (1-p) .cx_q [n] (23)

et le jeu de paramètres {P} se limite au coefficient p compris entre 0 et 1.  and the parameter set {P} is limited to the coefficient p between 0 and 1.

A partir des index P de quantification des paramètres {P} obtenus dans le flux binaire (p, le décodeur reconstruit le filtre interpolateur 128 (aux erreurs de quantification près), et traite les vecteurs spectraux cxq[n-r] ,..., cxq[n] afin d'estimer les coefficients cepstraux cx[n-1/2] utilisés pour synthétiser les  From the quantization index P of the parameters {P} obtained in the bit stream (p, the decoder reconstructs the interpolator filter 128 (with quantization errors close), and processes the spectral vectors cxq [nr], ..., cxq [n] in order to estimate the cextral coefficients cx [n-1/2] used to synthesize the

trames de rang demi-entier.frames of half-whole rank.

De façon générale, le décodeur peut utiliser une méthode d'interpolation simple (sans transmission de paramètres de la part du codeur pour les trames de rang demi-entier), une méthode d'interpolation avec prise en compte d'une erreur d'interpolation quantifiée (selon les figures 17 et 18), ou une méthode d'interpolation avec un filtre interpolateur optimal (selon la figure 19) pour évaluer les trames de rang demi-entier en plus des trames de rang  In general, the decoder can use a simple interpolation method (without transmission of parameters by the coder for half-integer frames), an interpolation method taking into account an interpolation error. quantized (according to FIGS. 17 and 18), or an interpolation method with an optimal interpolator filter (according to FIG. 19) for evaluating the half-integer rank frames in addition to the rank frames

entier évaluées directement comme expliqué en référence aux figures 8 à 13.  integer evaluated directly as explained with reference to FIGS. 8-13.

Le module 116 de synthèse temporelle peut alors combiner l'ensemble de ces  The temporal synthesis module 116 can then combine all of these

trames évaluées pour former le signal synthétisé x de la manière expliquée ci-  frames evaluated to form the synthesized signal x in the manner explained above.

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après en référence aux figures 14, 21 et 22.  after referring to Figures 14, 21 and 22.

Comme dans la méthode de synthèse temporelle précédemment décrite, le module 116 effectue une somme à recouvrement de trames modifiées par rapport à celles successivement évaluées en sortie du module 115, et cette modification peut être vue en deux étapes dont la première est identique à celle précédemment décrite en référence à la figure 14 (diviser les  As in the temporal synthesis method previously described, the module 116 performs an overlap sum of frames modified with respect to those successively evaluated at the output of the module 115, and this modification can be seen in two steps, the first of which is identical to that previously described with reference to Figure 14 (divide

échantillons de la trame 2' par la fenêtre d'analyse fA).  samples of the 2 'frame by the analysis window fA).

La seconde étape (figure 21) consiste à multiplier les échantillons de la trame renormalisée 2" par une fenêtre de synthèse fs vérifiant les propriétés suivantes fs(i) =0 pour 0 < i < N/2 - M/p et N/2 + M/p < i <N (24)  The second step (FIG. 21) consists in multiplying the samples of the renormalized frame 2 "by a synthesis window fs satisfying the following properties fs (i) = 0 for 0 <i <N / 2 - M / p and N / 2 + M / p <i <N (24)

I II I

fs(i) + fs(i+M/p) = A pour N/2 - M/p < i < N/2 (25) o A désigne une constante positive arbitraire, par exemple A = 1, et p est l'entier tel que le décalage temporel entre les trames successives (calculées directement et interpolées) soit de M/p échantillons, soit p = 2 dans l'exemple décrit. La fenêtre de synthèse fs(i) croit progressivement pour i allant de N/2 - M/p à N/2. C'est par exemple une sinusoïde surélevée sur l'intervalle N/2 - M/p < i < N/2 + M/p. En particulier, la fenêtre de synthèse fs peut être, sur cet intervalle, une fenêtre de Hamming (comme représenté sur la figure 21)  fs (i) + fs (i + M / p) = A for N / 2 - M / p <i <N / 2 (25) where A is an arbitrary positive constant, for example A = 1, and p is l integer such that the time offset between the successive frames (calculated directly and interpolated) is M / p samples, or p = 2 in the example described. The synthesis window fs (i) gradually increases for i ranging from N / 2 - M / p to N / 2. It is for example a sinusoid raised on the interval N / 2 - M / p <i <N / 2 + M / p. In particular, the synthesis window fs may be, over this interval, a Hamming window (as shown in FIG. 21)

ou une fenêtre de Hanning.or a Hanning window.

La figure 21 montre les trames successives 2" repositionnées dans le temps par le module 116. Les hachures indiquent les portions éliminées des trames (fenêtre de synthèse à 0). On voit qu'en effectuant la somme à recouvrement des échantillons des trames successives, la propriété (25)  FIG. 21 shows the successive frames 2 "repositioned in time by the module 116. The hatches indicate the portions removed from the frames (synthesis window at 0. It can be seen that by performing the overlap sum of the samples of the successive frames, the property (25)

assure une pondération homogène des échantillons du signal synthétisé.  ensures a homogeneous weighting of the samples of the synthesized signal.

Comme dans la méthode de synthèse illustrée par les figures 14 et 15, la procédure de pondération des trames obtenues par transformée de Fourier inverse des spectres Y peut être effectuée en une seule étape, avec une fenêtre composée fc (i)= fs (i)/fA (i). La figure 22 montre la forme de la fenêtre  As in the synthesis method illustrated in FIGS. 14 and 15, the weighting procedure of the Fourier transform inverse fields of the Y spectra can be carried out in a single step, with a composite window fc (i) = fs (i) / fA (i). Figure 22 shows the shape of the window

composée fc dans le cas o les fenêtres fA et fs sont de type Hamming.  composed fc in the case where the windows fA and fs are of type Hamming.

Comme la méthode de synthèse temporelle illustrée par les figures 14 à 17, celle illustrée par les figures 14, 21 et 22 permet de prendre en compte  As the temporal synthesis method illustrated in FIGS. 14 to 17, that illustrated by FIGS. 14, 21 and 22 makes it possible to take into account

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un recouvrement L entre deux trames d'analyse (pour lesquelles l'analyse est effectuée de façon complète) plus petit que la moitié que la taille N de ces trames. De façon générale, cette dernière méthode est applicable lorsque les trames d'analyse successives présentent des décalages temporels mutuels M de plus de N/2 échantillons (même éventuellement de plus de N échantillons si un très bas débit est requis), I'interpolation conduisant à un ensemble de trames dont les décalages temporels mutuels sont de moins de N/2 échantillons. Les trames interpolées peuvent faire l'objet d'une transmission réduite de paramètres de codage, comme décrit précédemment, mais cela n'est pas obligatoire. Ce mode de réalisation permet de conserver un intervalle M relativement grand entre deux trames d'analyse, et donc de limiter le débit de transmission requis, tout en limitant les discontinuités susceptibles d'apparaître en raison de la taille de cet intervalle par rapport aux échelles de temps i5 typiques des variations des paramètres du signal audio, notamment les  an overlap L between two analysis frames (for which the analysis is performed completely) less than half that size N of these frames. In general, the latter method is applicable when the successive analysis frames have mutual time offsets M of more than N / 2 samples (even possibly more than N samples if a very low flow rate is required), the interpolation leading to to a set of frames whose mutual time offsets are less than N / 2 samples. Interpolated frames may be subject to reduced transmission of coding parameters, as previously described, but this is not required. This embodiment makes it possible to maintain a relatively large interval M between two analysis frames, and thus to limit the required transmission rate, while limiting the discontinuities that may appear due to the size of this interval relative to the scales. typical of the variations in the parameters of the audio signal, especially the

coefficients cepstraux et la fréquence fondamentale.  cepstral coefficients and the fundamental frequency.

Les figures 23 à 25 montrent d'autres formes de réalisation des moyens employés pour traiter les coefficients cepstraux cxsup délivrés par le  FIGS. 23 to 25 show other embodiments of the means used to process the cepstral coefficients cxsup delivered by the

module de TFRI 13 de la figure 1, représentant l'enveloppe supérieure.  TFRI module 13 of Figure 1, representing the upper envelope.

Dans les trois cas, les modules de post-liftrage 15, de normalisation 16, de quantification 18 et de calcul des amplitudes spectrales 28 sont essentiellement identiques à ceux précédemment décrits en référence à la figure 1. En outre, des modules de post-liftrage 140, de lissage 141 et d'extraction de phase minimale 142 sont prévus pour traiter les coefficients cepstraux post-liftrés et quantifiés cxsup_q délivrés par le module de quantification 18. Ces modules 140-142 fonctionnement essentiellement  In all three cases, the post-lifter 15, normalization 16, quantization 18 and spectral amplitude calculation modules 28 are essentially identical to those previously described with reference to FIG. 1. In addition, post-scale modules 140, smoothing 141 and minimum phase extraction 142 are provided to process the post-lifted and quasified cpsup_q cepstral coefficients delivered by the quantization module 18. These modules 140-142 essentially operate

comme les modules correspondants 55-57 du décodeur de la figure 8.  as the corresponding modules 55-57 of the decoder of FIG. 8.

Dans la forme de réalisation montrée' sur la figure 23, le module d'adaptation 144 accomplit une fonction semblable à celle du module 29 de la figure 1. Mais l'adaptation n'est pas réalisée sur la seule base du module du  In the embodiment shown in FIG. 23, the adaptation module 144 performs a function similar to that of the module 29 of FIG. 1. However, the adaptation is not carried out solely on the basis of the module of FIG.

spectre. Le module 144 détermine le meilleur jeu de coefficients pour le post-  spectrum. The module 144 determines the best set of coefficients for the post-

liftre 15 en minimisant l'écart entre le spectre du signal audio, en module IXI et en phase Px, et des valeurs complexes recalculées pour une ou plusieurs des harmoniques de la fréquence fondamentale. Les modules de ces dernières valeurs complexes sont données par le module de calcul 28, et leurs phases -30 - correspondent aux phases minimales p(k) fournies par le module d'extraction 142. Pour réaliser l'adaptation, le module 144 peut prendre en compte toute distance appropriée dans le plan complexe, par exemple la distance euclidienne. Ainsi, l'adaptation du post-liftre 15 par le module 144 tient compte de façon combinée d'aspects fréquentiels du signal, reflétés par le module du  by minimizing the difference between the spectrum of the audio signal, in IXI module and Px phase, and complex values recalculated for one or more of the harmonics of the fundamental frequency. The modules of these latter complex values are given by the calculation module 28, and their phases -30 - correspond to the minimum phases p (k) provided by the extraction module 142. To achieve the adaptation, the module 144 can take into account any appropriate distance in the complex plane, for example the Euclidean distance. Thus, the adaptation of the post-lifter 15 by the module 144 takes into account, in a combined manner, frequency aspects of the signal, reflected by the module of the

spectre, et des aspects temporels, reflétés par la phase du spectre.  spectrum, and temporal aspects, reflected by the phase of the spectrum.

Comme représenté en pointillés sur la figure 23, le post-liftre 140 peut également être adaptatif, I'adaptation effectuée par le module 144 portant conjointement sur les deux post-liftres 15, 140. Dans ce cas, le post-liftre 55 du décodeur (figure 8) est adapté, comme le post-liftre 140, en fonction de paramètres iLif que le module d'adaptation 144 fournit au multiplexeur 6 pour qu'il les inclue dans le flux numérique c). Typiquement, quelques jeux de coefficients y1, Y2 sont prévus pour les post-liftres 140 et 55, et le module 144 procède à un test exhaustif de ces différents jeux de coefficients pour retenir  As shown in dashed lines in FIG. 23, the post-lifter 140 can also be adaptive, the adaptation made by the module 144 bearing jointly on the two post-lifters 15, 140. In this case, the post-lifter 55 of the decoder (Figure 8) is adapted, as the post-lifter 140, according to iLIF parameters that the adaptation module 144 provides the multiplexer 6 for it to include in the digital stream c). Typically, a few sets of coefficients y1, Y2 are provided for the post-lifters 140 and 55, and the module 144 performs a comprehensive test of these different sets of coefficients to retain

celui qui minimise l'écart dans le plan complexe.  the one that minimizes the gap in the complex plane.

Dans l'exemple représenté sur la figure 24, le module d'adaptation 29 du post-liftre 15 est identique à celui de la figure 1. La figure 24 montre un module 145 d'estimation d'une courbe de masquage permettant au module 29 de sélectionner, pour la minimisation de l'écart en module, la ou les fréquences harmoniques qui dépassent le plus de la courbe de masquage calculée sur la  In the example shown in FIG. 24, the adaptation module 29 of the post-lifter 15 is identical to that of FIG. 1. FIG. 24 shows a module 145 for estimating a masking curve allowing the module 29 to select, for the minimization of the difference in modulus, the harmonic frequency or frequencies which exceed the most of the masking curve calculated on the

base du spectre en module |X|, comme décrit précédemment.  base of the spectrum in modulus | X |, as previously described.

Le post-liftre 140 de la figure 24 est adapté séparément par un module 146 qui réalise la minimisation des écarts entre la phase (pX du spectre du signal et la phase minimale rp(k) calculée par le module 142 pour une ou plusieurs des harmoniques. Là aussi, les harmoniques sélectionnées pour le calcul de l'écart de phase minimisé peuvent l'être en fonction de la courbe de masquage estimée par le module 145. Le module 146 fournit au multiplexeur de sortie 6 du codeur les paramètres iLif qui représentent le post-liftre optimall  The post-lifter 140 of FIG. 24 is separately adapted by a module 146 which minimizes the differences between the phase (pX of the signal spectrum and the minimum phase rp (k) calculated by the module 142 for one or more of the harmonics Here again, the harmonics selected for the calculation of the minimized phase difference can be as a function of the masking curve estimated by the module 145. The module 146 supplies the output multiplexer 6 of the encoder with the parameters iLif which represent the optimall post-lifter

140, pour qu'ils soient utilisés dans le post-filtre 55 du décodeur.  140, for use in the post-filter 55 of the decoder.

Dans l'exemple illustré par la figure 25, le post-liftre 140 servant dans le calcul des phases minimales n'est pas adaptatif. Les phases minimales p(k) calculées par le module 142 pour les harmoniques de la fréquence fondamentale sont comparées aux phases (Px du spectre du signal audio, et  In the example illustrated in FIG. 25, the post-lifter 140 used in the calculation of the minimum phases is not adaptive. The minimum phases p (k) calculated by the module 142 for the harmonics of the fundamental frequency are compared with the phases (Px of the spectrum of the audio signal, and

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I'écart de phase fait l'objet d'une quantification par un module 148. Les index de quantification correspondants iA(p sont fournis par le module 148 au  The phase difference is quantized by a module 148. The corresponding quantization indices iA (p are provided by the module 148 at

multiplexeur de sortie 6 du codeur.output multiplexer 6 of the encoder.

Dans un décodeur (figure 26) correspondant à un codeur selon la figure 25, un module 149 exploite ces index de quantification iA(p fournis par le démultiplexeur 45 pour obtenir les valeurs des écarts de phase quantifiés, qu'un additionneur 150 ajoute aux phases minimales (p(k) calculées par le module 57 (les post-liftres 140 et 55 étant identiques). Les phases fournies par l'additionneur 150 sont ensuite utilisées par le module 54 qui synthétise les  In a decoder (FIG. 26) corresponding to an encoder according to FIG. 25, a module 149 exploits these quantization indices iA (p provided by the demultiplexer 45 to obtain the quantized phase difference values, which an adder 150 adds to the phases (p (k) calculated by the module 57 (the post-lifters 140 and 55 being identical) The phases provided by the adder 150 are then used by the module 54 which synthesizes the

raies spectrales de la composante harmonique Xv.  spectral lines of the harmonic component Xv.

L'écart de phase quantifié par le module 148, et que les modules 149 et 150 du décodeur utilisent pour corriger les phases minimales p(k), peut être de deux natures: - il peut représenter, pour chaque fréquence d'index i correspondant à une harmonique d'ordre k de la fréquence fondamentale F0 la différence entre la phase px(i) du spectre du signal à la fréquence i et la phase minimale (p(k) calculée par le module 142 pour l'harmonique k; - alternativement ou cumulativement, cet écart de phase peut représenter la variation de la phase qx du spectre sur la largeur d'un ou plusieurs pics spectraux correspondant à des harmoniques du signal, cette variation étant relative à la phase minimale (p(k) affectée aux pics en question. Dans les deux cas, le ou les pics pour lesquels l'écart de phase est quantifié peuvent être choisis en fonction de l'énergie spectrale représentée par l'enveloppe supérieure, qui est disponible au codeur et au décodeur, ce qui permet au décodeur de déterminer à quelle raie spectrale les écarts doivent  The quantized phase difference by the module 148, and that the decoder modules 149 and 150 use to correct the minimum phases p (k), can be of two types: it can represent, for each corresponding index frequency i at a harmonic of order k of the fundamental frequency F0 the difference between the phase px (i) of the spectrum of the signal at the frequency i and the minimum phase (p (k) calculated by the module 142 for the harmonic k; alternatively or cumulatively, this phase difference can represent the variation of the phase qx of the spectrum over the width of one or more spectral peaks corresponding to harmonics of the signal, this variation being relative to the minimum phase (p (k) assigned to In both cases, the peak or peaks for which the phase difference is quantized may be chosen as a function of the spectral energy represented by the upper envelope, which is available to the encoder and the decoder, which allows dec smell to determine which spectral line the gaps must

être appliqués.to be applied.

Dans le premier cas, les écarts de phase peuvent faire l'objet d'une  In the first case, the phase differences may be subject to

quantification scalaire, ou vectorielle si on les regroupe pour plusieurs pics.  scalar quantification, or vector if they are grouped together for several peaks.

Dans le second cas, la variation de la phase (PX autour de la phase minimale p(k) sur la largeur d'un pic harmonique (déterminée par la largeur de la raie de référence utilisée par le module 54), peut être représentée simplement par la pente d'un segment linéaire sélectionné comme étant celui qui présente une distance quadratique minimale avec la courbe de variation de  In the second case, the variation of the phase (PX around the minimum phase p (k) over the width of a harmonic peak (determined by the width of the reference line used by the module 54) can be represented simply by the slope of a linear segment selected as being that which has a minimum quadratic distance with the curve of variation of

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phase du spectre sur la largeur de la raie, et éventuellement par un décalage à l'origine. Ces pentes peuvent faire l'objet d'une quantification scalaire, ou  phase of the spectrum over the width of the line, and possibly by an offset at the origin. These slopes can be subject to scalar quantification, or

vectorielle si on les regroupe pour plusieurs pics.  vector if we group them for several peaks.

La quantification des variations de phase sur les pics harmoniques peut porter sur l'ensemble des fréquences harmoniques. Une autre possibilité est de quantifier plusieurs pentes obtenues chacune par moyennage des pentes aux harmoniques sur une ou plusieurs sous-bandes du spectre. Ce moyennage peut être pondéré pour prendre en compte les énergies relatives aux différentes fréquences harmoniques, représentées par l'enveloppe supérieure. Le module 148 peut également modéliser la variation de phase sur la largeur d'un pic par une courbe plus complexe qu'un segment linéaire, par exemple un spline, dont les paramètres sont quantifiés pour être transmis au  The quantization of phase variations on the harmonic peaks can relate to all the harmonic frequencies. Another possibility is to quantify several slopes each obtained by averaging slopes to harmonics on one or more subbands of the spectrum. This averaging can be weighted to take into account the energies relative to the different harmonic frequencies, represented by the upper envelope. The module 148 can also model the phase variation over the width of a peak by a more complex curve than a linear segment, for example a spline, the parameters of which are quantized to be transmitted to the

décodeur.decoder.

Une autre possibilité est d'effectuer un apprentissage préalable de modèles de phase aux harmoniques, représentatifs des variations de la phase sur la largeur des pics, observées sur un corpus de signaux de référence. Ces modèles sont rangés dans un dictionnaire mémorisé par les modules 148 et 149. Le module 148 du codeur détermine les index iAqp correspondant aux adresses des modèles les plus proches des variations de phase au voisinage des pics harmoniques considérés, et le module 149 du décodeur récupère ces  Another possibility is to carry out prior learning of harmonic phase models, representative of the variations in phase over the width of the peaks, observed on a corpus of reference signals. These models are stored in a dictionary stored by the modules 148 and 149. The encoder module 148 determines the indexes iAqp corresponding to the addresses of the models closest to the phase variations in the vicinity of the harmonic peaks considered, and the module 149 of the decoder recovers these

modèles pour la synthèse de la phase de la composante harmonique.  models for the synthesis of the phase of the harmonic component.

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Claims (27)

REVENDICATIONS 1. Procédé de codage d'un signal audio, dans lequel on estime une fréquence fondamentale (F0) du signal audio, on détermine un spectre du signal audio par une transformée dans le domaine fréquentiel d'une trame du signal audio, et on inclut dans un flux numérique de sortie (1) des données de codage d'une composante harmonique du signal audio, comprenant des données représentatives d'amplitudes spectrales associées à des fréquences multiples de la fréquence fondamentale estimée, caractérisé en ce que lesdites données représentatives d'amplitudes spectrales associées à des fréquences multiples de la fréquence fondamentale (F0) sont obtenues au moyen de coefficients cepstraux calculés en transformant dans le domaine cepstral une enveloppe supérieure comprimée (LXsup) du spectre du signal audio, et en ce que les données de codage de la composante harmonique comprennent en outre, pour au moins une des fréquences multiples de la fréquence fondamentale estimée, des données (iA(p iLif) relatives à la phase du spectre  A method of coding an audio signal, in which a fundamental frequency (F0) of the audio signal is estimated, determining a spectrum of the audio signal by a frequency domain transform of a frame of the audio signal, and including in an output digital stream (1) coding data of a harmonic component of the audio signal, comprising data representative of spectral amplitudes associated with multiple frequencies of the estimated fundamental frequency, characterized in that said representative data of Spectral amplitudes associated with multiple frequencies of the fundamental frequency (F0) are obtained by means of cepstral coefficients calculated by transforming in the cepstral domain a compressed upper envelope (LXsup) of the spectrum of the audio signal, and that the coding data of the harmonic component further comprise, for at least one of the multiple frequencies of the estimated fundamental frequency, Data (iA (p iLif) relating to the spectrum phase du signal audio au voisinage de ladite fréquence multiple.  of the audio signal in the vicinity of said multiple frequency. 2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel l'enveloppe supérieure comprimée (LXsup) est déterminée par interpolation desdites amplitudes spectrales associées aux fréquences multiples de la fréquence  The method of claim 1, wherein the compressed upper envelope (LXsup) is determined by interpolating said spectral amplitudes associated with the frequency multiples of the frequency fondamentale (Fo) avec application d'une fonction de compression spectrale.  fundamental (Fo) with application of a spectral compression function. 3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel on transforme les coefficients cepstraux par liftrage et lissage dans le domaine cepstral, et on calcule des phases minimales (p(k)) du signal audio à des fréquences multiples de la fréquence fondamentale (Fo) sur la base des coefficients cepstraux transformés (cxl[n]), 4. Procédé selon la revendication 3, dans lequel on quantifie un écart de phase entre le spectre du signal audio à au moins une fréquence multiple de la fréquence fondamentale (Fo) et la phase minimale calculée correspondante (p(k)), et on inclut des paramètres de quantification (iAo) dudit  3. Method according to claim 1 or 2, in which the cepstral coefficients are transformed by scaling and smoothing in the cepstral domain, and minimum phases (p (k)) of the audio signal are calculated at frequencies that are multiples of the fundamental frequency ( Fo) on the basis of the transformed cepstral coefficients (cx1 [n]), 4. The method according to claim 3, wherein a phase difference between the spectrum of the audio signal and at least one frequency which is a multiple of the fundamental frequency (Fo) is quantized. ) and the corresponding computed minimum phase (p (k)), and quantization parameters (iAo) of said écart de phase dans les données de codage de la composante harmonique.  phase difference in the coding data of the harmonic component. - 34 -- 34 - 5. Procédé selon la revendication 3, dans lequel on adapte ledit liftrage de façon à minimiser un écart de phase entre le spectre du signal audio à au moins une fréquence multiple de la fréquence fondamentale (F0) et la phase minimale calculée correspondante (rp(k)), et on inclut des paramètres (iLif) représentatifs du liftrage adapté dans les données de codage de la  The method according to claim 3, wherein said scaling is adapted to minimize a phase difference between the spectrum of the audio signal at at least one frequency multiple of the fundamental frequency (F0) and the corresponding calculated minimum phase (rp ( k)), and include parameters (iLif) representative of the adapted scaling in the coding data of the composante harmonique.harmonic component. 6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel l'écart de phase minimisé pour l'adaptation du liftrage se rapporte à au moins une fréquence multiple de la fréquence fondamentale (F0), sélectionnée sur la base de  The method according to claim 5, wherein the minimized phase difference for scaling adaptation relates to at least one frequency multiple of the fundamental frequency (F0), selected on the basis of lI'importance du module du spectre en valeur absolue.  The importance of the spectrum module in absolute value. 7. Procédé selon la revendication 5, dans lequel on estime une courbe  7. The method of claim 5, wherein a curve is estimated de masquage spectral du signal audio au moyen d'un modèle psycho-  spectral masking of the audio signal by means of a psycho- acoustique, et l'écart de phase minimisé pour l'adaptation du liftrage se rapporte à au moins une fréquence multiple de la fréquence fondamentale (FO), sélectionnée sur la base de l'importance du module du spectre relativement à  acoustic noise, and the minimized phase difference for the adaptation of the scaling refers to at least one frequency multiple of the fundamental frequency (FO), selected on the basis of the importance of the spectrum modulus relative to la courbe de masquage.the masking curve. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, dans  8. Process according to any one of claims 3 to 7, in lequel on examine les variations des coefficients cepstraux (cxp[n]) pour appliquer un lissage moins important en présence de variations brusques qu'en  which one examines the variations of the cepstral coefficients (cxp [n]) to apply a smoothing less important in the presence of sudden variations than présence de variations lentes.presence of slow variations. 9. Procédé selon la revendication 8, dans lequel on effectue le lissage des coefficients cepstraux au moyen d'un facteur d'oubli (Xc) choisi en fonction d'une comparaison entre un seuil (dth) et une distance (d) entre deux jeux  9. The method according to claim 8, wherein the smoothing of the cepstral coefficients is performed by means of a forgetting factor (Xc) chosen as a function of a comparison between a threshold (dth) and a distance (d) between two games successifs de coefficients cepstraux (cxp[n-1], cxp[n]).  successive cepstral coefficients (cxp [n-1], cxp [n]). 10. Procédé selon la revendication 9, dans lequel ledit seuil (dth) est  The method of claim 9, wherein said threshold (dth) is adapté en fonction des variations des coefficients cepstraux (cxp[n]).  adapted according to the variations of the cepstral coefficients (cxp [n]). 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 10, dans  11. The method according to any one of claims 3 to 10, in lequel le liftrage est de la forme cp(i) = [1 +y2i -Y1i].c(i) - (,ui/i), o cp(i) et c(i) désignent le coefficient cepstral d'ordre i respectivement avant et après liftrage, -35 - Y1 et y2 sont des coefficients compris entre 0 et 1 et pL est un coefficient de préaccentuation.  where the lifting is of the form cp (i) = [1 + y2i-Y1i] .c (i) - (, ui / i), where cp (i) and c (i) denote the cepstral coefficient of order i respectively before and after lifting, Y1 and y2 are coefficients between 0 and 1 and pL is a pre-emphasis coefficient. 12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel A = (Y2 - y1).c(1).  12. The method of claim 11, wherein A = (Y2-y1) .c (1). 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans  The method of any one of claims 1 to 12, wherein lequel on quantifie une variation de la phase du spectre du signal audio sur au moins un intervalle de fréquences entourant une fréquence multiple de la fréquence fondamentale (F0), et on inclut des paramètres (iA(p) de quantification de ladite variation de phase dans les données de codage de la  which quantifies a variation of the phase of the spectrum of the audio signal on at least one frequency range surrounding a frequency that is a multiple of the fundamental frequency (F0), and includes parameters (iA (p) for quantization of said phase variation in the coding data of the composante harmonique.harmonic component. 14. Procédé selon la revendication 13, dans lequel la variation de phase quantifiée est représentée par la pente de la phase du spectre à la fréquence  The method of claim 13, wherein the quantized phase variation is represented by the slope of the spectrum phase at the frequency multiple de la fréquence fondamentale (F0).  multiple of the fundamental frequency (F0). 15. Procédé selon la revendication 13, dans lequel la variation de phase quantifiée représente un modèle de phase mémorisé dans un dictionnaire  The method of claim 13, wherein the quantized phase variation represents a phase model stored in a dictionary déterminé par apprentissage.determined by learning. 16. Codeur audio, comprenant des moyens pour exécuter un procédé  16. Audio coder, comprising means for executing a method selon l'une quelconque des revendications 1 à 15.  according to any one of claims 1 to 15. 17. Procédé de décodage d'un flux numérique d'entrée (d) représentant un signal audio codé, dans lequel on reçoit dans le flux numérique d'entrée des données de codage d'une fréquence fondamentale (F0) du signal audio et des données de codage d'une composante harmonique comprenant des données de quantification de coefficients cepstraux représentant une enveloppe spectrale supérieure (X_sup) du signal audio, et on génère une estimation spectrale (Xv) de la composante harmonique dont le module est déterminé par ladite enveloppe spectrale supérieure aux fréquences multiples de la fréquence fondamentale, caractérisé en ce que, pour déterminer la phase (pv) de l'estimation spectrale de la composante harmonique (Xv), on transforme les coefficients cepstraux par liftrage et lissage dans le domaine cepstral, et on calcule des phases minimales (p(k) ) du signal audio à des fréquences multiples  A method of decoding an input digital stream (d) representing an encoded audio signal, wherein inputting data in the input digital stream of data of a fundamental frequency (F0) of the audio signal and encoding data of a harmonic component comprising cepstral coefficient quantization data representing an upper spectral envelope (X_sup) of the audio signal, and generating a spectral estimate (Xv) of the harmonic component whose modulus is determined by said spectral envelope greater than the multiple frequencies of the fundamental frequency, characterized in that, in order to determine the phase (pv) of the spectral estimation of the harmonic component (Xv), the cepstral coefficients are transformed by scaling and smoothing in the cepstral domain, and calculates minimum phases (p (k)) of the audio signal at multiple frequencies - 36 -- 36 - de la fréquence fondamentale sur la base des coefficients cepstraux  of the fundamental frequency on the basis of the cepstral coefficients transformés (cxl[n]).transformed (cxl [n]). 18. Procédé selon la revendication 17, dans lequel, pour obtenir la phase (pv) de l'estimation spectrale (Xv) de la composante harmonique, on modifie au moins une phase minimale calculée (qp(k)) sur la base de données de quantification d'écart de phase (iA&p) comprises dans les données de  18. The method of claim 17, wherein, to obtain the phase (pv) of the spectral estimation (Xv) of the harmonic component, modifying at least one calculated minimum phase (qp (k)) on the database. phase difference quantification (iA & p) included in the data of codage de la composante harmonique.coding of the harmonic component. 18. Procédé selon la revendication 18, dans lequel les données de quantification d'écart de phase (iAp) sont utilisées pour déterminer une variation de la phase (dv) de l'estimation spectrale (Xv) de la composante harmonique sur au moins un intervalle de fréquences entourant une fréquence  The method of claim 18, wherein the phase difference quantization data (iAp) is used to determine a change in the phase (dv) of the spectral estimate (Xv) of the harmonic component over at least one Frequency range surrounding a frequency multiple de la fréquence fondamentale (F0).  multiple of the fundamental frequency (F0). 20. Procédé selon la revendication 19, dans lequel la variation de phase déterminée sur un intervalle de fréquences est une variation linéaire  The method of claim 19, wherein the phase variation determined over a frequency range is a linear variation. représentée par un paramètre de quantification de pente.  represented by a slope quantization parameter. 21. Procédé selon la revendication 19, dans lequel la variation de phase déterminée sur un intervalle de fréquences représente un modèle de phase  21. The method of claim 19, wherein the phase variation determined over a frequency range represents a phase model. mémorisé dans un dictionnaire déterminé par apprentissage.  memorized in a dictionary determined by learning. 22. Procédé selon l'une quelconque des revendications 17 à 21, dans  22. Process according to any one of claims 17 to 21, in lequel on adapte ledit liftrage en fonction de paramètres (iLif) compris dans les  which said scaling is adapted according to parameters (iLif) included in the données de codage de la composante harmonique.  encoding data of the harmonic component. 23. Procédé selon l'une quelconque des revendications 17 à 22, dans  23. Process according to any one of claims 17 to 22, in lequel on examine les variations des coefficients cepstraux (cxp[n]) pour appliquer un lissage moins important en présence de variations brusques qu'en  which one examines the variations of the cepstral coefficients (cxp [n]) to apply a smoothing less important in the presence of sudden variations than présence de variations lentes.presence of slow variations. 24. Procédé selon la revendication 23, dans lequel on effectue le lissage des coefficients cepstraux (cxp[n]) au moyen d'un facteur d'oubli (Xc) choisi en fonction d'une comparaison entre un seuil (dth) et une distance (d) entre deux  24. The method according to claim 23, wherein the smoothing of the cepstral coefficients (cxp [n]) is performed by means of a forgetting factor (Xc) chosen according to a comparison between a threshold (dth) and a distance (d) between two jeux successifs de coefficients cepstraux (cxp[n-1], cxp[n]).  successive sets of cepstral coefficients (cxp [n-1], cxp [n]). -37 - 25. Procédé selon la revendication 24, dans lequel ledit seuil (dth) est  25. The method of claim 24, wherein said threshold (dth) is adapté en fonction des variations des coefficients cepstraux (cxp[n]).  adapted according to the variations of the cepstral coefficients (cxp [n]). 26. Procédé de décodage d'un flux numérique d'entrée (ó) représentant un signal audio codé, dans lequel on reçoit dans le flux numérique d'entrée des données de codage d'une fréquence fondamentale (F0) du signal audio et des données de codage d'une composante harmonique comprenant des données de quantification de coefficients cepstraux représentant une enveloppe spectrale supérieure (X_sup) du signal audio, et on génère une estimation spectrale (Xv) de la composante harmonique dont le module est déterminé par ladite enveloppe spectrale supérieure aux fréquences multiples de la fréquence fondamentale, caractérisé en ce qu'on détermine une variation de la phase (pv) de l'estimation spectrale de la composante harmonique sur au moins un intervalle de fréquences entourant une fréquence multiple de la fréquence fondamentale sur la base de paramètres de quantification (iA(p) inclus dans les  26. A method of decoding an input digital stream (ó) representing a coded audio signal, in which input data of coding of a fundamental frequency (F0) of the audio signal and encoding data of a harmonic component comprising cepstral coefficient quantization data representing an upper spectral envelope (X_sup) of the audio signal, and generating a spectral estimate (Xv) of the harmonic component whose modulus is determined by said spectral envelope greater than the multiple frequencies of the fundamental frequency, characterized in that a variation of the phase (pv) of the spectral estimation of the harmonic component is determined on at least one frequency interval surrounding a frequency which is a multiple of the fundamental frequency on the Quantization parameter base (iA (p) included in the données de codage de la composante harmonique.  encoding data of the harmonic component. 27. Procédé selon la revendication 26, dans lequel la variation de phase déterminée sur un intervalle de fréquences est une variation linéaire  The method of claim 26, wherein the phase variation determined over a frequency range is a linear variation. représentée par un paramètre de quantification de pente.  represented by a slope quantization parameter. 28. Procédé selon la revendication 26, dans lequel la variation de phase déterminée sur un intervalle de fréquences représente un modèle de phase  28. The method of claim 26, wherein the phase variation determined over a frequency range represents a phase model. mémorisé dans un dictionnaire déterminé par apprentissage.  memorized in a dictionary determined by learning. 29. Décodeur audio, comprenant des moyens pour exécuter un procédé  29. Audio decoder, comprising means for executing a method selon l'une quelconque des revendications 17 à 28.  according to any one of claims 17 to 28.
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