Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

L3 MIA / Systèmes de Communications TP codage de source Ce TP utilise scilab, u

L3 MIA / Systèmes de Communications TP codage de source Ce TP utilise scilab, un logiciel libre de simulation numérique (voir http ://www.scilab.org). Pour le lancer, sous linux, placez-vous, dans une fenêtre terminal, dans votre répertoire de travail et tapez “scilab &”. On peut soit taper directement les instructions dans la fenêtre de commande qui apparaît, soit exécuter un script stocké dans un ﬁchier d’extension .sce. Pour cela, ouvrez ce script dans l’éditeur intégré et faites exécuter / charger dans scilab. On peut afﬁcher l’aide en ligne sur une fonction par help suivi du nom de la fonction. Téléchargez http://www.math-info.univ-paris5.fr/~mahe/TP_ComNum/TP.zipdans votre répertoire de travail, puis dézippez-le (unzip TP.zip ). Pour écouter un son représenté par le vecteur x des échantillons, la commande fournie par la toolbox boombox.sci est soundsc(x,Fe), où Fe est la fréquence d’échantillonnage, qui sera ﬁxée à 8000 (Hz) ici. 1 Codage par modélisation AR de la source Un signal vocal s peut être découpé en tranches de 10 à 30 ms et représenté, sur chaque tranche, par un modèle dit auto-régressif d’ordre p : s(n) = σee(n) − p X i=1 ais(n −i) C’est-à-dire que chaque échantillon s(n) est une combinaison linéaire des précédents, plus un terme d’innovation σee(n), tel que la puissance de e vaut 1. Nous allons nous appuyer sur cette redondance pour comprimer presque sans perte le signal s. Au lieu de transmettre les échantillons s(n) quan- tiﬁés, le codeur transmet pour chaque tranche de 20 ms les coefﬁcients a1 à a10, σe et la suite des e(n) (240 échantillons pour un échantillonnage à 8 kHz) Ouvrir et lancer test_codecAR.sce. Ce programme code un signal sonore s en un ﬂux coded et décode celui-ci en un signal sonore scodec. Il afﬁche s et e. Enﬁn il quantiﬁe s sur 12 bits, ce qui donne sq. Ecoutez et comparez s, scodec et sq. Baissez le nombre de bits de quantiﬁcation de sq jusqu’à la limite de perception du bruit de quantiﬁcation. A présent nous allons quantiﬁer e sur un nombre de bit minimal. Dans la fonction cod_AR, remplacez : – l’avant-dernier paramètre par la valeur absolue maximale de e (vous pouvez prendre une va- leur légèrement inférieure si peu d’échantillons la dépassent) – le dernier paramètre par le nombre de bits de quantiﬁcation de e (10 par exemple). Lancez le programme, écoutez et comparez s, scodec et sq. Baissez le nombre de bits de quantiﬁcation de e jusqu’à la limite de perception du bruit de quantiﬁcation. Conclusion ? Si on alloue 100 bits par trame aux coefﬁcients ai et à σe, quel est le gain de codage ? 1 2 Codage perceptif Ouvrez le ﬁchier test_percept.sce. Ce programme crée un vecteur s qui contient les échantillons d’un ﬁchier son (que vous pouvez choisir à votre guise) de fréquence d’échantillonnage 8 kHz, puis lance une fonction de visualisation du seuil de masquage. Lancez le programme. La fonction visu_mask découpe le signal en blocs de 32 ms (256 échantillons) et, pour chacun, afﬁche le spectre (en noir) et le seuil de masquage (en bleu). Le 2e paramètre de la fonction règle le délai entre 2 ﬁgures successives. Nous allons mettre en oeuvre un codeur perceptif sur le principe suivant : nous transmettrons le signal par blocs de 256 échantillons, en codant la représentation spectrale de chaque bloc ; comme les parties du spectre sous le seuil de masquage ne sont pas audibles, seules seront transmises les parties du spectre au-dessus du seuil de masquage. D’après la visualisation précédente, à quel taux de compression approximatif peut-on s’attendre ? Mettez en commentaire l’instruction de visualisation et décommentez les 3 lignes suivantes. La fonction cod_percept, pour chaque bloc de 256 échantillons, – calcule le seuil de masquage ; – génère le spectre échantillonné (256 échantillons fréquentiels). On ne retient que les 129 premiers des 256 échantillons du spectre, car la 2e moitié du spectre peut se déduire de l’autre par conjugaison (NB : mais ce sont des échantillons complexes sauf deux, ce qui revient à 256 valeurs réelles) – transmet une trame composée de 2 parties : un vecteur de 129 bits, dans lequel chaque i- ème bit indique si le i-ème échantillon du spectre est transmis ; le vecteur des coefﬁcients conservés. Les trames sont donc de longueur variable, mais le 1er vecteur permet au décodeur de connaître la longueur de chacune. Relancez le programme avec différents ﬁchiers sons. A chaque fois, calculez le taux de com- pression, en exploitant le fait que chaque trame a pour longueur 129 + le nombre d’échantillons du spectre transmis. 2 uploads/S4/ tp4-2007-codsrc.pdf