EP2656344A1 - Improved filtering in the transformed domain - Google Patents

Improved filtering in the transformed domain

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EP2656344A1
EP2656344A1 EP11817369.9A EP11817369A EP2656344A1 EP 2656344 A1 EP2656344 A1 EP 2656344A1 EP 11817369 A EP11817369 A EP 11817369A EP 2656344 A1 EP2656344 A1 EP 2656344A1
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EP
European Patent Office
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matrix
filtering
block
equalization
current block
Prior art date
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EP11817369.9A
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French (fr)
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EP2656344B1 (en
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Pierrick Philippe
David Virette
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Orange SA
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Orange SA
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Publication date
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Publication of EP2656344B1 publication Critical patent/EP2656344B1/en
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    • G10L19/022—Blocking, i.e. grouping of samples in time; Choice of analysis windows; Overlap factoring

Definitions

  • the present invention relates to the filtering of digital data, especially the filtering of digital audio data.
  • rate-reduction audio coding requires post-processing filtering of audio decoding that can manifest itself in various forms:
  • SBR processing modulates high frequencies in low frequency areas and adjusts signal energy to frequency. This adjustment makes it possible, after decoding, to obtain a signal similar to the original signal (signal before coding).
  • the PS process recreates from a mono signal two composite signals that are tuned into frequency energy so that, again, the decoded signal resembles the original reference signal.
  • Expanding MPS processing is based on the generation of N signals from M transmitted sound channels (with N> M).
  • Critical sampling is an important property in rate reduction coding. Indeed, to maintain a good transmission efficiency, it should not transmit more processed samples than there were in the time domain. For this reason, in current flow rate encoders, only critical sampling transforms are employed. These are, for example, MDCT transforms (for "Modified Discrete Cosine Transform") which are typically real-factor transforms.
  • the filtering then consists of a simple multiplication by transformed coefficient (equalization).
  • a filter-adapted transformation for example a short-term Fourier transform or another complex-valued transformation, for example complex filters of the PQMF type for "Pseudo Quadrature Mirror Filters
  • the filtering then consists of a simple multiplication by transformed coefficient (equalization).
  • the present invention improves the situation. To this end, it proposes a method of processing a signal in the form of successive blocks of samples, comprising a filtering in a transformed subband domain.
  • the method comprises: an equalization treatment applied to a current block in the transformed domain, and a filter adjustment processing applied in the transformed domain to at least one block adjacent to the current block.
  • block is meant any succession of samples, such as a frame, or a sub-frame in certain types of signal formats.
  • the invention provides improved filtering in the transformed domain.
  • This approach is advantageously not very complex because the treatment remains in the field of the initial transform.
  • One advantage provided is a limitation of audible folding components, while faithfully maintaining the filtering characteristic initially desired.
  • the adjustment processing filtering is performed by a matrix applied to said at least one block adjacent to the current block, the matrix having upper and lower diagonals identical to the near sign.
  • the method then comprises a preliminary step of optimizing parameters of the equalization and the adjustment of the filtering, by estimating a folding induced by the equalization.
  • Folding is preferentially estimated in a domain obtained from an inverse transform of the domain of the subbands (for example in the time domain).
  • the equalization and the filtering adjustment in the transformed domain comprise: an equalization process applied to a current block, a filter adjustment processing applied to at least one block preceding the current block in time, and a filter adjustment processing applied to at least one block following the current block in time.
  • an equalization process applied to a current block a filter adjustment processing applied to at least one block preceding the current block in time
  • a filter adjustment processing applied to at least one block following the current block in time it is proposed to rely both on the previous block, but also on the block immediately following the current block.
  • equalization and filtering adjustment includes applying a matrix system comprising: a first matrix applied to a signal vector representing the current block, a second matrix applied to a signal vector representing the previous block, and a third matrix applied to a signal vector representing the next block.
  • the third matrix is the transpose of the second matrix.
  • the invention proposes in particular symmetrical structures (for example by filtering in a random-modulated cosine-modulated filter bank) that make it possible to obtain simple functions to be performed.
  • the blocks are transformed in the subband domain by at least one modulated transform, for example of the MDCT type.
  • the transform may be of the modulated transform type, with complex values (for example of the MCLT type, or else of the PQMF type).
  • the equalization and the filtering adjustment comprise the application of a matrix system comprising at least:
  • the first matrix (T 0 ) applied to the signal vector of the current block comprises, as the only non-zero elements, a succession of identical elements A, in the diagonal of the matrix, followed by an element AB for a given subband and d.
  • the second matrix ( ⁇ ) applied to the signal vector of the adjacent block comprises as the only non-zero elements at least two elements of identical absolute value and of opposite signs, arranged on the diagonal of the matrix, respectively for the given subband and for the subband that follows the given subband.
  • the present invention makes it possible to implement structures for correcting low-pass, band-pass or other filters in the domain with real or complex values, by means of simple functions as described below.
  • the filtering includes a cutoff component beyond a subband corresponding to said given subband.
  • the second and third matrices comprise a number of non-zero elements which is a function of a chosen degree of optimization of the parameters of the filter adjustment, minimizing the estimated folding.
  • the invention proposes efficient structures in calculation, with a limited number of coefficients to be added. Better yet, it is possible to choose the number of matrix coefficients to manage according to a desired complexity, or alternatively a compromise between complexity and limitation of folding.
  • the first matrix is expressed in a form:
  • the coefficient -ai of the diagonal being applied for the given subband the third matrix being transposed from the second matrix.
  • the coefficients a 0 , "i, a 2 , ⁇ 3 ⁇ 4, a 4 and a 5 are positive real numbers, the real ai, at least, being nonzero.
  • a 0 can be zero for a given matrix, which can be offset by another matrix combined with this given matrix.
  • the correction matrix system within the meaning of the invention comprises at least: a corresponding linear combination of first matrices applied to the signal vector of the current block, a linear combination second matrices applied to the signal vector of the previous block, and - a linear combination of third respective transposed matrices of the second matrices, applied to the signal vector of the next block.
  • the approach in the sense of the invention can be generalized to any filtering and equalization functions, by using filtering adjustment coefficients adapted from an analysis of the distortion to be corrected.
  • the present invention is also directed to a computer program comprising instructions for implementing the above method when this program is executed by a processor.
  • An exemplary flowchart of the general algorithm of such a program is described below with reference to FIG. 13.
  • the present invention also provides a device for processing a signal in the form of successive blocks of samples, comprising filtering means in a transformed subband domain. These means furthermore apply: an equalization process to a current block in the transformed domain, and a filter adjustment processing, in the transformed domain, to at least one block adjacent to the current block.
  • FIG. 1A schematically illustrates a first processing performing a filtering S (z), then carrying out a direct transformation followed by an inverse transformation
  • FIG. 1B schematically illustrates a second processing proceeding to a direct transformation, followed by the desired subband processing S sb (z), and finally realizing the inverse transform, to distinguish, with FIG. 1A, two approaches to polyphase systems
  • FIG. 2 schematically illustrates the multiplication of a scalar in each subband of the transformed domain to represent any filtering
  • FIG. 3 illustrates the appearance of a linear filtering (filter low pass) applied in matrix form in the transformed domain
  • FIG. 4 details the frequency profile of the filter of FIG.
  • FIG. 5 represents the distortion (on the ordinate), decreased by optimization of the equalization parameter to 0 (on the abscissa), in an embodiment without filtering adjustment
  • FIG. 6 represents the frequency characteristics of the filter resulting from the optimization of FIG. 7 shows the frequency characteristics of the filter resulting from the optimization of the equalization and the filtering adjustment
  • FIG. 8 represents the reduction of distortion observed due to the (aliased) folding in FIG. a function of the number of coefficients involved in the equalization and the filtering adjustment (abscissa)
  • FIG. 9 illustrates the filtering, equalization and filtering adjustment function, performed using a set of coefficients in the case of a bandpass filter
  • FIG. 10 illustrates the case of a complex-valued modulated transform (of the MCLT type)
  • FIG. 10 illustrates the case of a complex-valued modulated transform (of the MCLT type)
  • FIG. 12 compares the reduction of distortion observed due to the folding (ordinate) as a function of the number of coefficients involved in the equalization and the adjustment of filtering (abscissa), for a transform with real values (of type MDCT, in solid line) and for a complex valued transform (of type MCLT, in dotted lines), for a band-pass filtering, figure 13 summarizes the steps a method in the sense of the invention, in an exemplary embodiment, and Figure 14 schematically illustrates a device for implementing the invention, as an exemplary embodiment.
  • FIGS. 1A and 1B The two treatments are respectively illustrated in FIGS. 1A and 1B.
  • the analysis filter bank (or the direct transform) is expressed by its polyphase matrix in the order M, E (z).
  • the synthesis filter bank (or inverse transform) is expressed by its polyphase matrix in the order M, R ( z ).
  • M represents the number of transformed coefficients (i.e. the number of frequency coefficients obtained by the transform).
  • the polyphase decomposition of the modulated transforms is expressed by:
  • the polyphase components of the transforms are also written as follows, based on the impulse responses of the analysis filters h a n for the subband k and the coefficient n. In this example, however, with no loss of generality, we restrict our to a transform whose impulse responses have a length 2M, such as the MDCT.
  • an is a prototype (or window) analysis filter containing 2M samples, some of which may be null (especially those with higher indices).
  • the filter h Sj is here a prototype filter (called” synthesis window ”) containing 2M samples, some of which may be zero (in particular those of the weakest indices).
  • the reconstruction is perfect insofar as the modulations and the analysis and synthesis filters ensure the following conditions:
  • the MDCT transform is therefore perfect reconstruction (at the cost of a delay of one frame, that is to say M samples, in the case of a signal comprising a succession of frames of M samples each).
  • S lin (z) is a filter matrix taking the following circulating form (guaranteeing that it corresponds to a linear filter that can be made in the form of a convolution):
  • the coefficients of the linear filter and S aiias (z) is any filter matrix that represents components corresponding to folds due to inversions in the signal along the time and / or frequency axis and creating additional associated components.
  • S lin (z) we preferentially use an estimation in the sense of least squares, minimizing the power of the term S alias (z). We therefore try to observe the principal contribution of linear filtering present in the matrix S sb (z).
  • the terms of the matrix S lin (z) can be calculated by estimating the mean of the diagonal terms of the matrix S (z), as follows:
  • the folding component which contains the non-linear component filters, is calculated by the difference of the two matrices:
  • the power of this matrix is deduced by summing the square of the coefficients of this matrix, in order to estimate the amount of folding created.
  • a linear part representing a linear filter (corresponding to a conventional filtering function in signal processing); this filtering has the effect of modifying the spectrum of the signal by attenuating or amplifying the signal in certain frequencies, and A nonlinear part which contains folding components, considered undesirable, and a measure of the power of these undesirable components.
  • Exemplary embodiments of the invention are now described using such a measurement.
  • it is proposed to study the transfer function obtained in the time domain after multiplication of the MDCT components.
  • An example of multiplication is the application of a multiplication by a scalar T k of each component resulting from the transformation MDCT, as illustrated in FIG. 2. This multiplication processing of each component T k is called equalization.
  • An example of a feasible function for filtering is the following: , which amounts to writing:
  • the position of the coefficient 0 (line i, column i) corresponds to that of the last coefficient at "1" in the uncorrected filtering matrix of the conventional low-pass filter and that of the coefficient a 0 corresponds to the line i + 1, column i + 1.
  • the evolution of the aliasing distortion (aliasing) is measured.
  • the distortion is then lowered to -29.16 dB, which is equivalent to an improvement of 4.47 dB compared to the current situation (in the sense of the state of the art).
  • the filter resulting from this modification also has characteristics close to the desired initial filter, as illustrated in FIG.
  • a first matrix ⁇ is proposed to be applied to the previous frame (in the form of a signal vector) and, because of the symmetry of this type of transform, a second matrix ⁇ which is deduced from the first matrix ⁇ , to be applied to the next frame.
  • the second matrix ⁇ corresponds in particular to the transpose of the first matrix ⁇ .
  • the matrix ⁇ is therefore intended to reduce the level of folding introduced by the matrix T 0 which performs an equalization function.
  • the filter matrix in this embodiment of the invention, is therefore perfectly described by the following diagonal elements:
  • the resulting linear filter is always very close to the desired function, as shown in FIG. 7 illustrating a low-pass filter of very similar characteristics.
  • the content of the diagonal of the matrix T 0 applied to the current frame finally sets the desired frequency mask.
  • the representation can be "degraded" by increasing the number of zero coefficients, for example by imposing a value of 5 to zero.
  • the optimal subband filter solution introduces an aliasing level of -42.90 dB (instead of -45.31 dB).
  • FIG. 8 shows an embodiment in which the state of the art advocating the use of 16 "classical” coefficients, it is proposed to add here between 1 and 29 non-zero coefficients (with the choice of a set of six basic coefficients at 0 , "i,” 5) to obtain a reduction in spectral aliasing power ranging from 4.47 to 20.6 dB.
  • the example of 29 non-zero coefficients added in the matrices ⁇ , T 0 and ⁇ corresponds to the addition of: - the coefficient a 0 in the matrix T 0 ,
  • a low-pass filter can be transposed to any form of filter, for example a band-pass filter.
  • T k 1 for M / 8 ⁇ k ⁇ M / 4
  • T k 0 for M 14 ⁇ k ⁇ M
  • the filtering function performed is illustrated in FIG. 9 and the level of aliasing distortion corresponds to -21.68 dB.
  • An exemplary embodiment relates to transformations MCLT (for "Modulated Complex Lapped
  • an MCLT transform consists of two components:
  • the matrices Si contain the terms in sine:
  • the transform MCLT is thus to carry out two direct transforms:
  • the filter matrix S sb has the same number of coefficients as for the MDCT transform.
  • the number of coefficients to be applied in total is double, as illustrated in FIG. 11 (for a low-pass filter) and the figure
  • the shape of the resulting filter may be of the type:
  • any kind of equalization template can be reproduced by combining basic weighted pass functions (and / or low-pass functions), weighted, summing them.
  • these gains are reflected on the main diagonal of the matrix T 0 .
  • These gains can be adjusted to limit the discontinuities from one band to another (typically the values of the coefficients a 0 ).
  • the respective gains are weighted by folding reduction templates defining a modification of the matrices ⁇ and ⁇ intended to weight the preceding and following frames in the transformed domain.
  • the filtering is then applied.
  • a spectrum is obtained in the MDCT transformed domain, and an inverse MDCT transformation is applied to obtain a time signal having the desired filtering characteristics.
  • This approach extends to a complex valued transform (for example of the MCLT type) and more generally to any modulated transform, complex value or not.
  • FIG. 13 summarizes the main steps of an exemplary embodiment of a method within the meaning of the invention.
  • a first step 10 for a given filtering, for example for a bandpass (a low-pass or a high-pass being considered as special cases of bandpass), all the sets of coefficients are determined:
  • This step 10 can be performed beforehand, "offline".
  • a set of coefficients ⁇ 0 , ai, a h is chosen with i less than or equal to n, such that the index i complies with a compromise of complexity / quality of the filtering, set for example according to the computing capacity of a terminal or other, or setting a quality level depending on the sound coding quality.
  • a coded sound signal is inevitably distorted: it is therefore unnecessary to reduce the folding to significant values below the noise level generated by the coding.
  • the value of the index i can be determined at this step 11, as a function of the above-mentioned conditions, and in the following step 12, for example, from a memory, the set of coefficients corresponding to the value chosen for the index i.
  • the elementary filterings (F 1 , F 2 ,..., F k ) constituting this given filtering, for example a low-pass F 1 (step 13), a pass, are determined.
  • F 2 (thus forming a pass-band, by subtraction, with the elementary filtering F 1 ), a complex-party filtering F k (step 20), or others.
  • the global filtering F may result from a linear combination of elementary filtering:
  • the present invention also provides a computer program comprising instructions for implementing the method in the sense of the invention when the program is executed by a processor. It will be understood that FIG. 13 may correspond to a flowchart of the general algorithm of such a program.
  • the present invention also provides a device for implementing the method and then comprising filtering means in a transformed subband domain. In particular, these means apply:
  • a filter adjustment processing in the transformed domain, to at least one block adjacent to the current block.
  • FIG. 14 shows an exemplary embodiment of such a device, with, in the example shown:
  • a second optional input to receive conditions for determining the index i mentioned above, so as to choose a set of coefficients adapted to a compromise of complexity / quality of the filtering
  • signal processing means such as, for example, a processor PROC and a working memory MEM,
  • embodiments have been presented at three consecutive spectra resulting from the processing of successive frames by the matrices Ti, T 0 , ⁇ . Nevertheless, the number of frames to be processed may be greater if it is desired to produce longer finite impulse response filters.
  • the equalization filtering adjustment processing can be performed. to apply to a number of frames before the current frame, different from the number of frames after the current frame. For example, it is possible to process only one frame adjacent to the current frame (anterior or posterior). In this case, an asymmetric linear filter is obtained.
  • Processing matrices in particular matrices ⁇ and ⁇
  • MDCT transforms in particular with regard to the position of non-null matrix elements
  • these matrix forms are susceptible to variations for other types of transforms.
  • the matrix ⁇ may not be in the form of the transpose of the matrix ⁇ for a type of transform different from the MDCT transform with Malvar filters as realized here.

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Abstract

The invention relates to processing a signal in the form of consecutive sample blocks (TRj, TRj+1), the method comprising filtering in a transformed domain of sub-bands, and particularly equalization processing (T0), applied to a current block (TRj) in the transformed domain, and filtering-adjustment processing (T1, Τ'1) that is applied in the transformed domain to at least one block (TRj-1, TRj+1) adjacent to the current block.

Description

FILTRAGE PERFECTIONNE DANS LE DOMAINE TRANSFORME  IMPROVED FILTERING IN THE TRANSFORMED DOMAIN
La présente invention concerne le filtrage des données numériques, notamment le filtrage des données audionumériques. The present invention relates to the filtering of digital data, especially the filtering of digital audio data.
L'usage du codage audio à réduction de débit nécessite des filtrages en post-traitement du décodage audio qui peuvent se manifester sous de diverses formes : The use of rate-reduction audio coding requires post-processing filtering of audio decoding that can manifest itself in various forms:
• en personnalisant une écoute en changeant la couleur sonore de l'enregistrement, en particulier en atténuant ou amplifiant certaines bandes du spectre sonore, • by customizing a listening by changing the sound color of the recording, in particular by attenuating or amplifying certain bands of the sound spectrum,
• en faisant intervenir le filtrage aussi en codage audio où des outils paramétriques permettent d'enrichir le signal audio reçu. Par exemple des techniques telles que le « Spectral Bond Replication » (SBR) ou le « Parametric Stereo » (PS) (norme ISO/IEC 14496-3, norme MPEG-4 Audio) permettent respectivement de reconstruire les sons aigus à partir des basses fréquences et un son stéréo à partir d'un signal mono. Le traitement « MPEG Surround MPS » (norme ISO/IEC 23003-1, norme MPEG-D) étend l'approche du traitement PS à la reconstruction de plus de deux canaux sonores. Dans ces techniques, la reconstruction des parties manquantes du son est assurée par des opérations de recopie du signal et de filtrage. • by involving the filtering also in audio coding where parametric tools make it possible to enrich the audio signal received. For example, techniques such as Spectral Bond Replication (SBR) or Parametric Stereo (PS) (ISO / IEC 14496-3 standard, MPEG-4 Audio standard) allow the reconstruction of high-pitched bass sounds, respectively. frequencies and stereo sound from a mono signal. The "MPEG Surround MPS" (ISO / IEC 23003-1, MPEG-D standard) processing extends the PS processing approach to the reconstruction of more than two sound channels. In these techniques, reconstruction of the missing parts of the sound is provided by signal copy and filter operations.
Par exemple le traitement SBR module vers les hautes fréquences des zones de basses fréquences et ajuste l'énergie du signal en fréquence. Cet ajustement permet, après décodage, d'obtenir un signal semblable au signal original (signal avant codage). Le traitement PS recrée à partir d'un signal mono deux signaux composites qui sont ajustés en énergie en fréquence afin, ici encore, de rendre le signal décodé ressemblant au signal original de référence. Le traitement MPS étend se principe à la génération de N signaux à partir de M voies sonores transmises (avec N>M). For example SBR processing modulates high frequencies in low frequency areas and adjusts signal energy to frequency. This adjustment makes it possible, after decoding, to obtain a signal similar to the original signal (signal before coding). The PS process recreates from a mono signal two composite signals that are tuned into frequency energy so that, again, the decoded signal resembles the original reference signal. Expanding MPS processing is based on the generation of N signals from M transmitted sound channels (with N> M).
Les codeurs audio à réduction de débit utilisant des transformées, normalisés à MPEG, de type MP3, AAC ou USAC ou normalisés à l'ITU-T, comme le G.722.1, G.719, G.718 privilégient l'usage de transformées à échantillonnage critique. L'échantillonnage critique est, en codage à réduction de débit, une propriété importante. En effet, pour conserver une bonne efficacité de transmission, il convient de ne pas transmettre plus d'échantillons transformés qu'il n'y en avait dans le domaine temporel. Pour cette raison, dans les codeurs à réduction de débit actuels, seules des transformées à échantillonnage critiques sont employées. Il s'agit par exemple des transformées MDCT (pour « Modified Discrète Cosine Transform ») qui sont typiquement des transformées à coefficients réels. Rate reduction audio coders using MPEG, MP3, AAC or USAC standardized or ITU-T standardized transforms, such as G.722.1, G.719, G.718, favor the use of transforms critical sampling. Critical sampling is an important property in rate reduction coding. Indeed, to maintain a good transmission efficiency, it should not transmit more processed samples than there were in the time domain. For this reason, in current flow rate encoders, only critical sampling transforms are employed. These are, for example, MDCT transforms (for "Modified Discrete Cosine Transform") which are typically real-factor transforms.
Ces transformées sont impropres à un filtrage sans artefact (car elles entraînent une distorsion de repliement dite « aliasing »). Pour mener des filtrages adéquats, deux familles de techniques peuvent être mises en œuvre : These transforms are unsuitable for filtering without artifacts (because they cause an aliasing folding distortion). To carry out adequate filtering, two families of techniques can be implemented:
1. celles consistant à effectuer la transformation inverse, puis à appliquer un filtrage du type convolution ; 1. those consisting of performing the inverse transformation and then applying a convolution type filtering;
2. celles consistant à utiliser une transformation adaptée au filtrage (par exemple une transformée de Fourier à court-terme ou une autre transformation à valeur complexe, par exemple des filtres complexes de type PQMF pour « Pseudo Quadrature Mirror Filters »), qui n'est pas à échantillonnage critique, pour pouvoir réaliser cette opération de filtrage sans artefact : le filtrage consiste alors en une simple multiplication par coefficient transformé (égalisation). Cependant, il faut réaliser la transformation inverse de la transformation de codage, puis transposer dans le domaine à valeur complexe les échantillons, qui, après égalisation, sont rétablis, par transformation complexe inverse, dans le domaine temporel. Trois transformations sont donc nécessaires. 2. those consisting in using a filter-adapted transformation (for example a short-term Fourier transform or another complex-valued transformation, for example complex filters of the PQMF type for "Pseudo Quadrature Mirror Filters"), which do not is not critical sampling, to be able to perform this filtering operation without artifact: the filtering then consists of a simple multiplication by transformed coefficient (equalization). However, it is necessary to carry out the inverse transformation of the coding transformation, then to transpose in the complex value domain the samples, which, after equalization, are restored, by inverse complex transformation, in the time domain. Three transformations are therefore necessary.
Pour la mise en œuvre de la première approche (point 1 ci-dessus), il faut réaliser un filtrage du type convolution après transformation inverse de codage, ce qui toutefois est coûteux en opérations de calcul et peu polyvalent (peu de flexibilité dans les évolutions du filtre réalisé). La seconde approche (point 2) est bien plus polyvalente et il est aisé de changer les coefficients multiplicatifs (la fonction d'égalisation). En revanche, le nombre de transformations à appliquer entraîne une complexité importante. For the implementation of the first approach (point 1 above), it is necessary to carry out a convolution-type filtering after inverse coding transformation, which however is expensive in computing operations and not very versatile (little flexibility in the evolutions). of the realized filter). The second approach (point 2) is much more versatile and it is easy to change the multiplicative coefficients (the equalization function). On the other hand, the number of transformations to be applied entails an important complexity.
La présente invention vient améliorer la situation. Elle propose à cet effet un procédé de traitement d'un signal sous forme de blocs successifs d'échantillons, comportant un filtrage dans un domaine transformé de sous-bandes. Au sens de l'invention, le procédé comporte : un traitement d'égalisation appliqué à un bloc courant dans le domaine transformé, et un traitement d' ajustement du filtrage appliqué dans le domaine transformé à au moins un bloc adjacent au bloc courant. On entend par « bloc » toute succession d'échantillons, telle qu'une trame, ou encore une sous- trame dans certains types de formats de signal. The present invention improves the situation. To this end, it proposes a method of processing a signal in the form of successive blocks of samples, comprising a filtering in a transformed subband domain. Within the meaning of the invention, the method comprises: an equalization treatment applied to a current block in the transformed domain, and a filter adjustment processing applied in the transformed domain to at least one block adjacent to the current block. By "block" is meant any succession of samples, such as a frame, or a sub-frame in certain types of signal formats.
Ainsi, l'invention propose un filtrage amélioré, dans le domaine transformé. Cette approche est avantageusement peu complexe car le traitement reste dans le domaine de la transformée initiale. Un avantage procuré consiste en une limitation des composantes de repliement audibles, tout en assurant fidèlement la caractéristique de filtrage initialement désirée. Thus, the invention provides improved filtering in the transformed domain. This approach is advantageously not very complex because the treatment remains in the field of the initial transform. One advantage provided is a limitation of audible folding components, while faithfully maintaining the filtering characteristic initially desired.
Dans un mode de réalisation, le traitement d'ajustement du filtrage est effectué par une matrice appliquée audit au moins un bloc adjacent au bloc courant, la matrice comportant des diagonales supérieures et inférieures identiques au signe près. In one embodiment, the adjustment processing filtering is performed by a matrix applied to said at least one block adjacent to the current block, the matrix having upper and lower diagonals identical to the near sign.
Dans une réalisation, le procédé comporte alors une étape préalable d'optimisation de paramètres de l'égalisation et de l'ajustement du filtrage, par estimation d'un repliement qu'induit l'égalisation. In one embodiment, the method then comprises a preliminary step of optimizing parameters of the equalization and the adjustment of the filtering, by estimating a folding induced by the equalization.
Le repliement est préférentiellement estimé dans un domaine obtenu à partir d'une transformée inverse du domaine des sous-bandes (par exemple dans le domaine temporel). Folding is preferentially estimated in a domain obtained from an inverse transform of the domain of the subbands (for example in the time domain).
Cette estimation dans le domaine direct permet une limitation plus efficace de la distorsion audible qu'induit le repliement (ou « aliasing »), et donc une optimisation plus fine des paramètres de l'ajustement de filtrage. This estimation in the direct domain allows a more effective limitation of the audible distortion than induces the aliasing, and thus a finer optimization of the parameters of the filter adjustment.
Avantageusement, l'égalisation et l'ajustement de filtrage dans le domaine transformé comportent : - un traitement d'égalisation appliqué à un bloc courant, un traitement d' ajustement de filtrage appliqué à au moins un bloc précédant dans le temps le bloc courant, et un traitement d' ajustement de filtrage appliqué à au moins un bloc suivant dans le temps le bloc courant. Ainsi, dans cette réalisation, il est proposé de s'appuyer à la fois sur le bloc précédent, mais aussi sur le bloc qui suit immédiatement le bloc courant Advantageously, the equalization and the filtering adjustment in the transformed domain comprise: an equalization process applied to a current block, a filter adjustment processing applied to at least one block preceding the current block in time, and a filter adjustment processing applied to at least one block following the current block in time. Thus, in this embodiment, it is proposed to rely both on the previous block, but also on the block immediately following the current block.
Dans une réalisation, l'égalisation et l'ajustement de filtrage comportent l'application d'un système matriciel comprenant : une première matrice appliquée à un vecteur signal représentant le bloc courant, une deuxième matrice appliquée à un vecteur signal représentant le bloc précédent, et une troisième matrice appliquée à un vecteur signal représentant le bloc suivant. In one embodiment, equalization and filtering adjustment includes applying a matrix system comprising: a first matrix applied to a signal vector representing the current block, a second matrix applied to a signal vector representing the previous block, and a third matrix applied to a signal vector representing the next block.
Avantageusement, la troisième matrice est la transposée de la deuxième matrice. Advantageously, the third matrix is the transpose of the second matrix.
Ainsi, l'invention propose en particulier des structures symétriques (par exemple par filtrage dans un banc de filtres modulé en cosinus à échantillonnage critique quelconque) qui permettent d'obtenir des fonctions simples à réaliser. Thus, the invention proposes in particular symmetrical structures (for example by filtering in a random-modulated cosine-modulated filter bank) that make it possible to obtain simple functions to be performed.
Dans une réalisation, préalablement aux traitements d'égalisation et d'ajustement et donc préalablement à l'application des matrices, les blocs sont transformés dans le domaine des sous- bandes par au moins une transformée modulée, par exemple de type MDCT. In one embodiment, prior to the equalization and adjustment processes and therefore prior to the application of the matrices, the blocks are transformed in the subband domain by at least one modulated transform, for example of the MDCT type.
Dans une réalisation sophistiquée, la transformée peut être de type transformée modulée, à valeurs complexes (par exemple de type MCLT, ou encore de type PQMF). In a sophisticated embodiment, the transform may be of the modulated transform type, with complex values (for example of the MCLT type, or else of the PQMF type).
Dans un mode de réalisation de l'invention, dans lequel les blocs courant et adjacent sont représentés par des vecteurs signaux, l'égalisation et l'ajustement de filtrage comportent l'application d'un système matriciel comprenant au moins : In one embodiment of the invention, in which the current and adjacent blocks are represented by signal vectors, the equalization and the filtering adjustment comprise the application of a matrix system comprising at least:
une première matrice (T0) appliquée au vecteur signal du bloc courant, et a first matrix (T 0 ) applied to the signal vector of the current block, and
- une deuxième matrice (Ί ) appliquée au vecteur signal du bloc adjacent.  a second matrix (Ί) applied to the signal vector of the adjacent block.
La première matrice (T0) appliquée au vecteur signal du bloc courant comporte comme seuls éléments non nuls une succession d'éléments A, identiques, dans la diagonale de la matrice, suivis d'un élément A-B pour une sous-bande donnée et d'un élément B pour la sous-bande qui suit la sous-bande donnée, et la deuxième matrice (Τχ) appliquée au vecteur signal du bloc adjacent comporte comme seuls éléments non nuls au moins deux éléments de valeur absolue identique et de signes opposés, disposés sur la diagonale de la matrice, respectivement pour la sous-bande donnée et pour la sous-bande qui suit la sous-bande donnée. Plus généralement, la présente invention permet de mettre en œuvre des structures pour corriger des filtres passe-bas, passe-bande ou autres, dans le domaine à valeurs réelles ou complexes, à l'aide de fonctions simples comme décrit ci-après. The first matrix (T 0 ) applied to the signal vector of the current block comprises, as the only non-zero elements, a succession of identical elements A, in the diagonal of the matrix, followed by an element AB for a given subband and d. an element B for the sub-band which follows the given sub-band, and the second matrix (Τχ) applied to the signal vector of the adjacent block comprises as the only non-zero elements at least two elements of identical absolute value and of opposite signs, arranged on the diagonal of the matrix, respectively for the given subband and for the subband that follows the given subband. More generally, the present invention makes it possible to implement structures for correcting low-pass, band-pass or other filters in the domain with real or complex values, by means of simple functions as described below.
Dans une réalisation, le filtrage comporte une composante de coupure au-delà d'une sous-bande correspondant à ladite sous-bande donnée. In one embodiment, the filtering includes a cutoff component beyond a subband corresponding to said given subband.
Avantageusement, dans le cas où une troisième matrice intervient, les deuxième et troisième matrices comportent un nombre d'éléments non nuls qui est fonction d'un degré choisi d'optimisation des paramètres de l'ajustement de filtrage, minimisant le repliement estimé. Advantageously, in the case where a third matrix intervenes, the second and third matrices comprise a number of non-zero elements which is a function of a chosen degree of optimization of the parameters of the filter adjustment, minimizing the estimated folding.
Ainsi, l'invention propose des structures efficaces en calcul, à nombre restreint de coefficients à ajouter. Mieux encore, il est possible de choisir le nombre de coefficients de matrice à gérer en fonction d'une complexité souhaitée, ou encore en fonction d'un compromis entre complexité et limitation du repliement. Thus, the invention proposes efficient structures in calculation, with a limited number of coefficients to be added. Better yet, it is possible to choose the number of matrix coefficients to manage according to a desired complexity, or alternatively a compromise between complexity and limitation of folding.
Dans un mode de réalisation permettant de réduire fortement (voire d'annuler pratiquement) la distorsion liée au repliement, pour un filtrage passe-bas, la première matrice s'exprime sous une forme : In one embodiment for greatly reducing (or practically canceling) the distortion related to folding, for low-pass filtering, the first matrix is expressed in a form:
le coefficient l-a0 étant appliqué pour la sous-bande donnée, en la deuxième matrice s'exprime sous une forme the coefficient 0 being applied for the given subband, in the second matrix is expressed in a form
le coefficient -ai de la diagonale étant appliqué pour la sous-bande donnée, la troisième matrice étant transposée de la deuxième matrice.  the coefficient -ai of the diagonal being applied for the given subband, the third matrix being transposed from the second matrix.
Dans ces expressions, les coefficients a0, «i, a2, <¾, a4 et a5 sont des nombres réels positifs, le réel ai, au moins, étant non nul. In these expressions, the coefficients a 0 , "i, a 2 , <¾, a 4 and a 5 are positive real numbers, the real ai, at least, being nonzero.
En effet, dans le cas d'une combinaison linéaire de matrices comme décrit ci-après, le terme a0 peut être nul pour une matrice donnée, ce qui peut être compensé par une autre matrice combinée à cette matrice donnée. Indeed, in the case of a linear combination of matrices as described below, the term a 0 can be zero for a given matrix, which can be offset by another matrix combined with this given matrix.
Si tous ces coefficients sont non nuls pour une matrice donnée, une minimisation optimale de la distorsion de repliement pour un filtre passe-bas donne : If all these coefficients are non-zero for a given matrix, an optimal minimization of the folding distortion for a low-pass filter gives:
Dans une réalisation où le filtrage à corriger résulte d'une combinaison linéaire de filtrages, le système matriciel de correction au sens de l'invention comporte au moins : une combinaison linéaire correspondante de premières matrices appliquée au vecteur signal du bloc courant, une combinaison linéaire de deuxièmes matrices appliquée au vecteur signal du bloc précédent, et - une combinaison linéaire de troisièmes matrices, transposées respectives des deuxièmes matrices, appliquée au vecteur signal du bloc suivant. Ainsi, l'approche au sens de l'invention peut être généralisée à des fonctions de filtrage et d'égalisation quelconques, en utilisant des coefficients d'ajustement de filtrage adaptés à partir d'une analyse de la distorsion à corriger. In an embodiment where the filtering to be corrected results from a linear combination of filterings, the correction matrix system within the meaning of the invention comprises at least: a corresponding linear combination of first matrices applied to the signal vector of the current block, a linear combination second matrices applied to the signal vector of the previous block, and - a linear combination of third respective transposed matrices of the second matrices, applied to the signal vector of the next block. Thus, the approach in the sense of the invention can be generalized to any filtering and equalization functions, by using filtering adjustment coefficients adapted from an analysis of the distortion to be corrected.
La présente invention vise aussi un programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé ci-avant lorsque ce programme est exécuté par un processeur. Un exemple d'organigramme de l'algorithme général d'un tel programme est décrit plus loin en référence à la figure 13. The present invention is also directed to a computer program comprising instructions for implementing the above method when this program is executed by a processor. An exemplary flowchart of the general algorithm of such a program is described below with reference to FIG. 13.
La présente invention vise aussi un dispositif de traitement d'un signal sous forme de blocs successifs d'échantillons, comportant des moyens de filtrage dans un domaine transformé de sous- bandes. Ces moyens appliquent en outre : un traitement d'égalisation à un bloc courant dans le domaine transformé, et un traitement d'ajustement de filtrage, dans le domaine transformé, à au moins un bloc adjacent au bloc courant. The present invention also provides a device for processing a signal in the form of successive blocks of samples, comprising filtering means in a transformed subband domain. These means furthermore apply: an equalization process to a current block in the transformed domain, and a filter adjustment processing, in the transformed domain, to at least one block adjacent to the current block.
Un exemple de réalisation d'un tel dispositif est décrit plus loin en référence à la figure 14. An exemplary embodiment of such a device is described below with reference to FIG.
D'ailleurs, d'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés sur lesquels : la figure 1A illustre schématiquement un premier traitement réalisant un filtrage S(z), puis réalisant une transformation directe suivie d'une transformation inverse, la figure 1B illustre schématiquement un second traitement procédant à une transformée directe, suivie du traitement en sous-bandes désiré Ssb(z), et enfin réalisant la transformée inverse, pour distinguer, avec la figure 1A, deux approches des systèmes polyphasés, la figure 2 illustre schématiquement la multiplication d'un scalaire dans chaque sous-bande du domaine transformé pour représenter un filtrage quelconque, la figure 3 illustre l'allure d'un filtrage linéaire (filtre passe-bas) appliqué sous forme matricielle dans le domaine transformé, la figure 4 détaille l'allure fréquentielle du filtre de la figure 3, la figure 5 représente la distorsion (en ordonnées), diminuée par optimisation du paramètre d'égalisation a0 (en abscisses), dans une réalisation sans ajustement de filtrage, la figure 6 représente les caractéristiques fréquentielles du filtre résultant de l'optimisation d'égalisation illustrée sur la figure 5, la figure 7 représente les caractéristiques fréquentielles du filtre résultant de l'optimisation de l'égalisation et de l'ajustement de filtrage, la figure 8 représente la réduction de distorsion observée du fait du repliement (ordonnées) en fonction du nombre de coefficients intervenant dans l'égalisation et l'ajustement de filtrage (abscisses), la figure 9 illustre la fonction de filtrage, égalisation et ajustement de filtrage, réalisée à l'aide d'un jeu de coefficients dans le cas d'un filtre passe bande, la figure 10 illustre le cas d'une transformée modulée à valeurs complexes (de type MCLT), la figure 11 compare la réduction de distorsion observée du fait du repliement (ordonnées) en fonction du nombre de coefficients intervenant dans l'égalisation et l'ajustement de filtrage (abscisses), pour une transformée à valeurs réelles (de type MDCT, en trait plein) et pour une transformée à valeurs complexes (de type MCLT, en traits pointillés), pour un filtrage passe-bas, la figure 12 compare la réduction de distorsion observée du fait du repliement (ordonnées) en fonction du nombre de coefficients intervenant dans l'égalisation et l'ajustement de filtrage (abscisses), pour une transformée à valeurs réelles (de type MDCT, en trait plein) et pour une transformée à valeurs complexes (de type MCLT, en traits pointillés), pour un filtrage passe-bande, la figure 13 résume les étapes d'un procédé au sens de l'invention, dans un exemple de réalisation, et la figure 14 illustre schématiquement un dispositif pour la mise en œuvre de l'invention, à titre d'exemple de réalisation. Moreover, other characteristics and advantages of the invention will emerge on examining the detailed description below, and the attached drawings in which: FIG. 1A schematically illustrates a first processing performing a filtering S (z), then carrying out a direct transformation followed by an inverse transformation, FIG. 1B schematically illustrates a second processing proceeding to a direct transformation, followed by the desired subband processing S sb (z), and finally realizing the inverse transform, to distinguish, with FIG. 1A, two approaches to polyphase systems, FIG. 2 schematically illustrates the multiplication of a scalar in each subband of the transformed domain to represent any filtering, FIG. 3 illustrates the appearance of a linear filtering (filter low pass) applied in matrix form in the transformed domain, FIG. 4 details the frequency profile of the filter of FIG. FIG. 5 represents the distortion (on the ordinate), decreased by optimization of the equalization parameter to 0 (on the abscissa), in an embodiment without filtering adjustment, FIG. 6 represents the frequency characteristics of the filter resulting from the optimization of FIG. 7 shows the frequency characteristics of the filter resulting from the optimization of the equalization and the filtering adjustment, FIG. 8 represents the reduction of distortion observed due to the (aliased) folding in FIG. a function of the number of coefficients involved in the equalization and the filtering adjustment (abscissa), FIG. 9 illustrates the filtering, equalization and filtering adjustment function, performed using a set of coefficients in the case of a bandpass filter, FIG. 10 illustrates the case of a complex-valued modulated transform (of the MCLT type), FIG. 11 compares the distortion reduction obs. ervated due to folding (ordered) as a function of the number of coefficients involved in the equalization and the filtering adjustment (abscissa), for a transform with real values (of the MDCT type, in solid lines) and for a transform with values complex (of the MCLT type, in dashed lines), for a low-pass filtering, FIG. 12 compares the reduction of distortion observed due to the folding (ordinate) as a function of the number of coefficients involved in the equalization and the adjustment of filtering (abscissa), for a transform with real values (of type MDCT, in solid line) and for a complex valued transform (of type MCLT, in dotted lines), for a band-pass filtering, figure 13 summarizes the steps a method in the sense of the invention, in an exemplary embodiment, and Figure 14 schematically illustrates a device for implementing the invention, as an exemplary embodiment.
On rappelle ci-après quelques principes des systèmes polyphasés. On cherche à mesurer en particulier ici l'effet d'une fonction de filtrage en sous-bandes (domaine transformé) dans le domaine temporel (après transformation inverse). A cette fin, on cherche à mettre en relation deux traitements : The following are some of the principles of polyphase systems. In particular, the effect of a filter function in sub-bands (transformed domain) in the time domain (after inverse transformation) is sought to be measured. To this end, we seek to relate two treatments:
• un premier traitement (a) réalisant un filtrage S(z), puis réalisant une transformation directe suivie d'une transformation inverse, A first processing (a) carrying out a filtering S (z), then realizing a direct transformation followed by an inverse transformation,
• un second traitement (b) procédant à une transformée directe, suivie du traitement en sous- bandes désiré Ssb(z), et enfin réalisant la transformée inverse. A second processing (b) carrying out a direct transformation, followed by the desired subband processing S s b (z), and finally performing the inverse transform.
On en extrait ensuite une expression du filtrage S(z)- An expression of filtering S (z) -
Les deux traitements sont respectivement illustrés sur les figures 1A et 1B. The two treatments are respectively illustrated in FIGS. 1A and 1B.
Pour identifier simplement ces traitements, on écrit les opérations réalisées dans le domaine polyphasé. Il s'agit d'une approche classique pour simplifier la résolution de systèmes incluant des transformées avec échantillonnage. To simply identify these treatments, we write the operations performed in the polyphase domain. This is a classic approach to simplify the resolution of systems including sampled transforms.
Le banc de filtres d'analyse (ou la transformée directe) est exprimé par sa matrice polyphasé à l'ordre M, E(z). The analysis filter bank (or the direct transform) is expressed by its polyphase matrix in the order M, E (z).
Le banc de filtres de synthèse (ou transformée inverse) est exprimé par sa matrice polyphasé à l'ordre M, R(z). M représente le nombre de coefficients transformés (c'est-à-dire le nombre de coefficients fréquentiels obtenus par la transformée). The synthesis filter bank (or inverse transform) is expressed by its polyphase matrix in the order M, R ( z ). M represents the number of transformed coefficients (i.e. the number of frequency coefficients obtained by the transform).
La décomposition polyphasée des transformées modulées, incluant la transformée MDCT, s'exprime par : The polyphase decomposition of the modulated transforms, including the MDCT transform, is expressed by:
On écrit également les composantes polyphasés des transformées, comme suit, en s'appuyant sur les réponses impulsionnelles des filtres d'analyse ha^n pour la sous-bande k et le coefficient n. On se restreint dans cet exemple, sans perte de généralité toutefois, à une transformée dont les réponses impulsionnelles ont une longueur 2M, comme la MDCT. The polyphase components of the transforms are also written as follows, based on the impulse responses of the analysis filters h a n for the subband k and the coefficient n. In this example, however, with no loss of generality, we restrict ourselves to a transform whose impulse responses have a length 2M, such as the MDCT.
On introduit alors, pour une transformée modulée, les modulations <¾„ et le filtre prototype d'analyse Λα„, avec : We then introduce, for a modulated transform, the modulations <¾ "and the prototype analysis filter Λ α ", with:
et ha n est un filtre prototype {ou fenêtre) d'analyse contenant 2M échantillons, certains pouvant être nuls (notamment ceux d'indices les plus élevés). and h an is a prototype (or window) analysis filter containing 2M samples, some of which may be null (especially those with higher indices).
En introduisant les notations  By introducing the notations
on obtient : we obtain :
Pour la synthèse, on obtient réciproquement : For synthesis, we obtain reciprocally:
Le symbole « ' » désigne dans ce qui suit la transposition d'une matrice.  The symbol "'" designates in the following the transposition of a matrix.
Le filtre hSj„ est ici un filtre prototype (appelé «fenêtre de synthèse ») contenant 2M échantillons, certains pouvant être nuls (notamment ceux d'indices les plus faibles). The filter h Sj "is here a prototype filter (called" synthesis window ") containing 2M samples, some of which may be zero (in particular those of the weakest indices).
Pour le cas de la transformée MDCT, la reconstruction est parfaite dans la mesure où les modulations et les filtres d'analyse et synthèse assurent les conditions suivantes : For the case of the MDCT transform, the reconstruction is perfect insofar as the modulations and the analysis and synthesis filters ensure the following conditions:
impliquant alors les deux conditions : therefore involving both conditions:
et and
IM étant la matrice identité de taille MxM. Ainsi : Le transformée MDCT est donc à reconstruction parfaite (au prix d'un retard d'une trame, c'est-à- dire de M échantillons, dans le cas d'un signal comportant une succession de trames de M échantillons chacune). I M being the identity matrix of size MxM. So : The MDCT transform is therefore perfect reconstruction (at the cost of a delay of one frame, that is to say M samples, in the case of a signal comprising a succession of frames of M samples each).
Un corollaire de la reconstruction parfaite de la transformée MDCT implique que : A corollary of the perfect reconstruction of the MDCT transform implies that:
On dégage ainsi une propriété utile pour ce qui suit : This gives a useful property for the following:
On décrit maintenant l'influence, en termes de repliement (ou « aliasing »), d'une opération d'égalisation de filtrage dans le domaine transformé. Cette influence est analysée dans le domaine temporel après transformée inverse. The influence, in terms of aliasing (or "aliasing"), of a filter equalization operation in the transformed domain is now described. This influence is analyzed in the time domain after inverse transform.
On part donc d'un traitement en sous-bande Ssb ( z) et on cherche à estimer la fonction de filtrage résultante S ( z) . Les traitements étant exprimés dans le domaine polyphasé, les notations Ssb (z) et visent des matrices de filtres. Il est à noter que S(z) ne représente pas nécessairement un filtre linéaire réalisable par une convolution. We thus start from a subband processing S sb (z) and we try to estimate the resulting filtering function S (z). The treatments being expressed in the polyphase domain, the notations S sb (z) and target filter matrices. It should be noted that S (z) does not necessarily represent a linear filter achievable by a convolution.
En repartant de l'identification des traitements (a) et (b) : Starting from the identification of treatments (a) and (b):
et en multipliant par des deux côtés : and multiplying by two sides:
il vient (avec , comme montré précédemment) : he comes (with, as shown above):
En remplaçant R et E par leur expression, qui dépend du banc de filtres utilisé, on peut alors calculer la matrice S(z).  By replacing R and E by their expression, which depends on the bank of filters used, we can then calculate the matrix S (z).
Les éléments de cette matrice sont indexés comme suit The elements of this matrix are indexed as follows
Cette matrice se décompose en : , où : This matrix is broken down into:, where:
Slin (z) est une matrice de filtrage prenant la forme circulante suivante (garantissant le fait qu'elle corresponde à un filtre linéaire réalisable sous forme d'une convolution) : S lin (z) is a filter matrix taking the following circulating form (guaranteeing that it corresponds to a linear filter that can be made in the form of a convolution):
les coefficients du filtre linéaire s'écrivant et S aiias ( z) est une matrice de filtrage quelconque qui représente des composantes correspondant à des repliements dus à des inversions dans le signal selon l'axe temporel et/ou fréquentiel et créant des composantes additionnelles associées. Pour l'estimation de la partie linéaire Slin ( z) , on utilise préférentiellement une estimation au sens des moindre carrés, en minimisant la puissance du terme Salias ( z) . On cherche donc à observer la contribution principale de filtrage linéaire présente dans la matrice Ssb ( z)■ the coefficients of the linear filter and S aiias (z) is any filter matrix that represents components corresponding to folds due to inversions in the signal along the time and / or frequency axis and creating additional associated components. For the estimation of the linear part S lin (z), we preferentially use an estimation in the sense of least squares, minimizing the power of the term S alias (z). We therefore try to observe the principal contribution of linear filtering present in the matrix S sb (z).
On cherche ainsi à minimiser une expression du type : We thus try to minimize an expression of the type:
On peut calculer les termes de la matrice Slin ( z ) en estimant la moyenne des termes diagonaux de la matrice S ( z) , comme suit : The terms of the matrix S lin (z) can be calculated by estimating the mean of the diagonal terms of the matrix S (z), as follows:
Le filtre linéaire correspondant s'estime par l'expression : The corresponding linear filter is estimated by the expression:
La composante de repliement, qui contient les filtres à composantes non linéaires, est calculée par la différence des deux matrices : The folding component, which contains the non-linear component filters, is calculated by the difference of the two matrices:
On en déduit la puissance de cette matrice en sommant le carré des coefficients de cette matrice, afin d'estimer la quantité de repliement créé.  The power of this matrix is deduced by summing the square of the coefficients of this matrix, in order to estimate the amount of folding created.
Ainsi, en résumé, suite à une opération effectuée dans le domaine transformé (égalisation notamment), on estime l'effet de cette opération après transformation inverse : Thus, in summary, following an operation performed in the transformed domain (in particular equalization), the effect of this operation after inverse transformation is estimated:
- avec une décomposition en deux parties : - with a decomposition into two parts:
• une partie linéaire, représentant un filtre linéaire (correspondant à une fonction de filtrage classique en traitement du signal) ; ce filtrage a pour effet de modifier le spectre du signal en atténuant ou amplifiant le signal dans certaines fréquences, et • une partie non linéaire qui contient des composantes de repliement, jugées indésirables, - et une mesure de la puissance de ces composantes indésirables. Ainsi, il est possible par cette mise en œuvre : A linear part, representing a linear filter (corresponding to a conventional filtering function in signal processing); this filtering has the effect of modifying the spectrum of the signal by attenuating or amplifying the signal in certain frequencies, and A nonlinear part which contains folding components, considered undesirable, and a measure of the power of these undesirable components. Thus, it is possible by this implementation:
- de mesurer la distorsion introduite par les solutions de l'état de l'art lorsqu'elles appliquent une égalisation dans le domaine transformé, to measure the distortion introduced by the solutions of the state of the art when they apply an equalization in the transformed domain,
- de proposer des structures de filtrage en sous-bandes permettant de réduire les distorsions mesurées. to propose filtering structures in sub-bands making it possible to reduce the measured distortions.
On décrit maintenant des exemples de réalisation de l'invention utilisant une mesure de ce type. Dans un exemple de réalisation, on se propose d'étudier la fonction de transfert obtenue dans le domaine temporel, après multiplication des composantes MDCT. Un exemple de multiplication est l'application d'une multiplication par un scalaire Tk de chaque composante issue de la transformation MDCT, comme illustré sur la figure 2. Ce traitement par multiplication de chaque composante Tk est appelé égalisation. Un exemple de fonction réalisable, pour le filtrage, est la suivante : , ce qui revient à écrire : Exemplary embodiments of the invention are now described using such a measurement. In an exemplary embodiment, it is proposed to study the transfer function obtained in the time domain after multiplication of the MDCT components. An example of multiplication is the application of a multiplication by a scalar T k of each component resulting from the transformation MDCT, as illustrated in FIG. 2. This multiplication processing of each component T k is called equalization. An example of a feasible function for filtering is the following: , which amounts to writing:
Pour la transformation, on utilise dans cet exemple une transformée MDCT de taille =64, avec une fenêtre sinusoïdale (dite "de Malvar") pour le filtre prototype, à la fois à l'analyse et à la synthèse. Après estimation de la partie linéaire dans le domaine temporel, on obtient alors un filtre linéaire d'allure représentée sur la figure 3. Il s'agit d'un filtre passe-bas, comme le détaille la figure 4. For the transformation, we use in this example an MDCT transform of size = 64, with a sinusoidal window (called "Malvar") for the prototype filter, both for analysis and synthesis. After estimation of the linear part in the time domain, a linear filter of the shape shown in FIG. 3 is obtained. It is a low-pass filter, as shown in FIG.
En estimant la puissance de repliement comme indiqué précédemment, on mesure une puissance de -24,69 dB, ce qui peut créer des effets sonores indésirables. By estimating the folding power as previously indicated, a power of -24.69 dB is measured, which can create undesirable sound effects.
Il est alors proposé de modifier la matrice de filtrage en sous-bandes en la paramétrant comme suit : It is then proposed to modify the filter matrix in sub-bands by setting it as follows:
La position du coefficient l-a0 (ligne i, colonne i) correspond à celle du dernier coefficient à « 1 » dans la matrice de filtrage non corrigée du filtre passe-bas classique et cette du coefficient a0 correspond à la ligne i+1, colonne i+1. The position of the coefficient 0 (line i, column i) corresponds to that of the last coefficient at "1" in the uncorrected filtering matrix of the conventional low-pass filter and that of the coefficient a 0 corresponds to the line i + 1, column i + 1.
Avantageusement, en faisant varier le paramètre ao, on mesure l'évolution de la distorsion d'aliasing (repliement). On a représenté cette distorsion (en ordonnées) en fonction du paramètre a0 (en abscisses) sur la figure 5, pour laquelle on trouve un minimum en a0 = 0, 3379 . Advantageously, by varying the parameter ao, the evolution of the aliasing distortion (aliasing) is measured. This distortion (in ordinates) is represented as a function of the parameter a 0 (in abscissas) in FIG. 5, for which we find a minimum in a 0 = 0, 3379.
La distorsion est alors abaissée à -29,16 dB, ce qui revient donc à une amélioration de 4,47 dB par rapport à la situation actuelle (au sens de l'état de l'art). The distortion is then lowered to -29.16 dB, which is equivalent to an improvement of 4.47 dB compared to the current situation (in the sense of the state of the art).
Avantageusement, le filtre résultant de cette modification présente en outre des caractéristiques proches du filtre initial désiré, comme illustré sur la figure 6. Advantageously, the filter resulting from this modification also has characteristics close to the desired initial filter, as illustrated in FIG.
Il s'agit finalement d'un traitement revenant à une égalisation avec des coefficients adaptés a0 et 1-flo grâce à la détermination de la puissance de repliement (variation de la distorsion) en fonction du coefficient α0· Ainsi, en observant les composantes de repliement créées par la matrice de filtrage en sous-bandes Ssb, il apparaît que l'on peut réduire ces composantes de repliement en ajoutant des composantes de filtrage l-a0 et a0 anti-repliement à cette matrice. It is finally a treatment returning to an equalization with coefficients adapted to 0 and 1-flo thanks to the determination of the folding power (variation of the distortion) as a function of the coefficient α 0 · Thus, by observing the folding components created by the subband filtering matrix S sb , it appears that these folding components can be reduced by adding filtering elements 0 and a 0 anti-aliasing to this matrix. .
Au sens de l'invention, on va plus loin dans cette approche en tentant une correction de l'effet du repliement dans le domaine temporel. Ainsi, on s'intéresse non seulement au signal à traiter dans une trame donnée pour l'égalisation précédemment décrite, mais on s'intéresse en outre au signal de trame précédente et/ou suivante de cette trame donnée. Toujours dans cet exemple de réalisation d'une transformée de type MDCT, il est proposé une première matrice Ί à appliquer à la trame précédente (sous forme d'un vecteur signal) et, du fait de la symétrie de ce type de transformée, une deuxième matrice ΤΊ qui se déduit de la première matrice Ί , à appliquer à la trame suivante. Ici, la deuxième matrice ΤΊ correspond en particulier à la transposée de la première matrice Ί . Within the meaning of the invention, we go further in this approach by attempting a correction of the effect of folding in the time domain. Thus, we are not only interested in the signal to be processed in a given frame for the previously described equalization, but we are also interested in the preceding and / or following frame signal of this given frame. Still in this exemplary embodiment of an MDCT-type transform, a first matrix Ί is proposed to be applied to the previous frame (in the form of a signal vector) and, because of the symmetry of this type of transform, a second matrix ΤΊ which is deduced from the first matrix Ί, to be applied to the next frame. Here, the second matrix ΤΊ corresponds in particular to the transpose of the first matrix Ί.
Ainsi, l'expression d'un tel traitement global s'exprime comme suit : est la matrice transposée de la matrice T1 5 les notations z'1 et z Thus, the expression of such a global treatment is expressed as follows: is the transposed matrix of the matrix T 1, the notations z '1 and z
visant respectivement la trame précédente et la trame suivante.  aiming respectively at the previous frame and the following frame.
On recherche, ici pour un filtrage passe-bas avec égalisation dans le domaine transformé, la forme que peut prendre cette matrice Ί et qui permettrait une minimisation de l'aliasing (mesurée en « puissance de repliement » comme indiqué précédemment). Dans un premier temps, il est recherché une expression simple de la matrice Ί ne comportant d'éléments non nuls que sur sa diagonale principale, pour limiter la complexité du traitement. Après estimation du repliement, il apparaît que cette matrice Ί présente partout des éléments nuls sauf aux positions des coefficients l-a0 et de la matrice T0. Les coefficients de la matrice Ί occupant ces positions sont respectivement de type -ci\ et ci\. Dans ce cas, bien entendu, la matrice transposée ΤΊ est identique. Cette mise en œuvre permet déjà de réduire avantageusement la distorsion de quelques dB par rapport à la simple égalisation basée uniquement sur la matrice T0. On obtient en effet un niveau de distorsion abaissé à -32,71 dB, soit une amélioration de 8 dB vis-à-vis de la situation de l'art antérieur, avec des coefficients optimisés : On réalise donc une fonction de filtrage sur les spectres consécutifs x_i >k, x0>k et Xi >k suivant les composantes fréquentielles k, comme suit : We seek, here for a low-pass filtering with equalization in the transformed domain, the form that can take this matrix Ί and which would allow minimization of the aliasing (measured in "folding power" as indicated above). Firstly, a simple expression of the matrix Ί containing non-zero elements is sought on its main diagonal to limit the complexity of the treatment. After estimation of the folding, it appears that this matrix Ί has null elements everywhere except at the positions of the coefficients 0 and of the matrix T 0 . The coefficients of the matrix Ί occupying these positions are respectively type -ci \ and ci \. In this case, of course, the transposed matrix ΤΊ is identical. This implementation already makes it possible to advantageously reduce the distortion by a few dB compared to the simple equalization based solely on the matrix T 0 . Indeed, a level of distortion lowered to -32.71 dB is obtained, an improvement of 8 dB with respect to the situation of the prior art, with optimized coefficients: A filtering function is thus performed on the consecutive spectra x_i > k , x 0> k and Xi > k according to the frequency components k, as follows:
On comprendra alors qu'une expression matricielle de l'ajustement de filtrage n'est pas nécessairement mise en œuvre pour cette simple forme de réalisation.  It will be understood that a matrix expression of the filter adjustment is not necessarily implemented for this simple embodiment.
Il est possible alors de réduire encore la distorsion en enrichissant la forme de la matrice Ί (en augmentant toutefois la complexité des calculs) et d'y ajouter d'autres termes non nuls au voisinage des coefficients -ai et αγ. Dans l'exemple décrit ci-après, 14 coefficients non nuls sont obtenus dans la matrice Ί et sa forme générale minimisant la distorsion est alors du type : It is then possible to further reduce the distortion by enriching the shape of the matrix Ί (while increasing the complexity of the calculations) and to add other non-zero terms in the vicinity of the coefficients -ai and α γ . In the example described below, 14 non-zero coefficients are obtained in the matrix Ί and its general form minimizing the distortion is then of the type:
Le système matriciel de traitement global s'écrit alors The matrix system of global processing is then written
Selon une écriture simplifiée, on a : étant la matrice transposée de la matrice Tt , ce qui correspond à : According to a simplified writing, one has: being the transposed matrix of the matrix T t , which corresponds to:
- appliquer la matrice T0, corrigée pour l'égalisation, à une trame courante dans le domaine transformé, appliquer la matrice Ί sur un signal transformé, calculé à partir du signal utilisant M échantillons antérieurs à celui utilisé pour la matrice T0, donc finalement à la trame d'échantillons précédant une trame courante qui, elle, est traitée par la matrice T0, et à appliquer la matrice ΊΥ sur un signal transformé, calculé à partir du signal utilisant M échantillons postérieurs à celui utilisé pour la matrice T0, donc finalement à la trame d'échantillons qui succède la trame courante. applying the matrix T 0 , corrected for the equalization, to a current frame in the transformed domain, applying the matrix Ί to a transformed signal, calculated from the signal using M samples prior to that used for the matrix T 0 , therefore finally to the frame of samples preceding a current frame which, it is treated by the matrix T 0 , and applying the matrix ΊΥ to a transformed signal, calculated from the signal using M samples subsequent to that used for the matrix T 0 , thus finally to the sample frame that succeeds the current frame.
On comprendra alors que les matrices Ί , T0 et ΊΥ sont respectivement appliquées à trois trames successives d'une transformée MDCT. It will then be understood that the matrices Ί, T 0 and ΊΥ are respectively applied to three successive frames of an MDCT transform.
La matrice Ί a donc pour vocation de réduire le niveau de repliement introduit par la matrice T0 qui réalise une fonction d'égalisation. The matrix Ί is therefore intended to reduce the level of folding introduced by the matrix T 0 which performs an equalization function.
Dans l'expression des matrices ci-dessus, tous les éléments sont donc nuls, hormis : quelques éléments de la diagonale principale de la matrice T0 et de la matrice Tt , et des éléments de la première et troisième diagonale supérieure de la matrice Tt et de la première et troisième diagonale inférieure de la matrice Tt . In the expression of the matrices above, all the elements are therefore null, except: a few elements of the main diagonal of the matrix T 0 and of the matrix T t , and elements of the first and third diagonal superior of the matrix T t and the first and third diagonal bottom of the matrix T t .
On rappelle que la matrice ΤΊ est la transposée de la matrice Ί . Remember that the matrix ΤΊ is the transpose of the matrix Ί.
La matrice de filtrage, dans cet exemple de réalisation de l'invention, est donc parfaitement décrite par les éléments diagonaux suivants : The filter matrix, in this embodiment of the invention, is therefore perfectly described by the following diagonal elements:
• diag(T0,0) • diag (T0,0)
• diag(Tl,0) • diag (Tl, 0)
• diag(Tl,-l) • diag (Tl, -l)
• diag(Tl,-3) • diag (T1, -3)
• diag(Tl,+l) • diag (Tl, + l)
• diag(Tl,+3) • diag (Tl, + 3)
On remarquera que les diagonales supérieures et inférieures sont identiques au signe près : diag(Tl,-l) = -diag(Tl,+l) diag(Tl,-3) = -diag(Tl,+3) On obtient donc une forme plus compacte en écrivant uniquement les diagonales, comme suit : It will be noted that the upper and lower diagonals are identical to the near sign: diag (T1, -l) = -diag (T1, + 1) diag (T1, -3) = -diag (T1, + 3) We thus obtain a more compact form by writing only the diagonals, as follows:
En minimisant l'erreur d'aliasing en fonction des variables libres a0 à a5, on obtient une puissance d'aliasing correspondant à -45,31 dB, soit un gain 20,6 dB par rapport à l'état de l'art. Dans cet exemple numérique, un bon choix des coefficients est le suivant : By minimizing the aliasing error as a function of the free variables a 0 to a 5 , we obtain an aliasing power corresponding to -45.31 dB, a gain of 20.6 dB compared to the state of the art. In this numerical example, a good choice of coefficients is as follows:
On relèvera ici que les valeurs de ces coefficients <¾ décroissent avec l'indice i, ce qui signifie que pour réduire par exemple le nombre de coefficient <¾ à considérer (par exemple pour réduire la complexité du traitement), il suffit de : fixer le coefficient a5 à 0 It will be noted here that the values of these coefficients <¾ decrease with the index i, which means that to reduce, for example, the number of coefficients <¾ to consider (for example to reduce the complexity of the treatment), it suffices to: the coefficient has 5 to 0
et, éventuellement pour réduire encore la complexité, de fixer le coefficient a4 à 0, etc. and, possibly to further reduce the complexity, to set the coefficient a 4 to 0, and so on.
Les coefficients restant non nuls, a0, ai, a2, etc., étant optionnellement ajustés pour réduire la distorsion. The coefficients remaining non-zero, a 0 , ai, a 2 , etc., being optionally adjusted to reduce the distortion.
On peut calculer ainsi un jeu de coefficients a0, pour chaque valeur de i allant de 1 à n (avec n=5 au maximum par exemple), de manière à choisir un jeu de coefficients a0, a, adapté à une situation donnée (par exemple en termes de complexité de traitement dans un terminal ou autre équipement d'un réseau de télécommunication). We can thus calculate a set of coefficients a 0 , for each value of i ranging from 1 to n (with n = 5 maximum for example), so as to choose a set of coefficients a 0 , a, adapted to a given situation. (for example in terms of processing complexity in a terminal or other equipment of a telecommunication network).
On observe que le filtre linéaire résultant est toujours très proche de la fonction désirée, comme le montre la figure 7 illustrant un filtre passe-bas de caractéristiques très similaires. On comprendra en particulier que le contenu de la diagonale de la matrice T0 appliquée à la trame courante fixe finalement le gabarit fréquentiel désiré. On peut "dégrader" la représentation en augmentant le nombre de coefficients nuls, par exemple en imposant a5 à zéro. Dans ce cas, la solution de filtrage en sous-bande optimale introduit un niveau d'aliasing de -42,90 dB (au lieu -45,31 dB). It is observed that the resulting linear filter is always very close to the desired function, as shown in FIG. 7 illustrating a low-pass filter of very similar characteristics. It will be understood in particular that the content of the diagonal of the matrix T 0 applied to the current frame finally sets the desired frequency mask. The representation can be "degraded" by increasing the number of zero coefficients, for example by imposing a value of 5 to zero. In this case, the optimal subband filter solution introduces an aliasing level of -42.90 dB (instead of -45.31 dB).
On a représenté sur la figure 8 une réalisation dans laquelle, l'état de l'art préconisant l'usage de 16 coefficients « classiques », il est proposé d'ajouter ici entre 1 et 29 coefficients non nuls (avec alors le choix d'un jeu de six coefficients de base a0, «i, «5) pour obtenir une réduction de la puissance du repliement spectral allant de 4,47 à 20,6 dB. L'exemple de 29 coefficients non nuls ajoutés dans les matrices Ί , T0 et ΊΥ correspond à l'ajout : - du coefficient a0 dans la matrice T0, FIG. 8 shows an embodiment in which the state of the art advocating the use of 16 "classical" coefficients, it is proposed to add here between 1 and 29 non-zero coefficients (with the choice of a set of six basic coefficients at 0 , "i," 5) to obtain a reduction in spectral aliasing power ranging from 4.47 to 20.6 dB. The example of 29 non-zero coefficients added in the matrices Ί, T 0 and ΊΥ corresponds to the addition of: - the coefficient a 0 in the matrix T 0 ,
des 14 coefficients non nuls présentés ci-avant dans la matrice Ί , et  of the 14 non-zero coefficients presented above in the matrix Ί, and
des 14 coefficients non nuls correspondant dans la matrice transposée TV  of the 14 corresponding non-zero coefficients in the transposed matrix TV
On montre ci-après que le cas d'un filtre passe-bas peut être transposé à toute forme de filtre, par exemple un filtre passe-bande. It is shown below that the case of a low-pass filter can be transposed to any form of filter, for example a band-pass filter.
On décrit ci-après un mode de réalisation de l'invention dans le cadre de l'implémentation d'un filtre passe-bande. On prend alors pour effectuer l'égalisation un filtre de la forme :  An embodiment of the invention is described below in the context of the implementation of a band-pass filter. We then take to perform the equalization a filter of the form:
Tk = 0 pour 0 < & < M / 8 T k = 0 for 0 <&<M / 8
Tk = 1 pour M / 8≤k < M / 4 T k = 1 for M / 8≤k <M / 4
Tk = 0 pour M 14 < k < M T k = 0 for M 14 <k <M
La fonction de filtrage réalisée est illustrée sur la figure 9 et le niveau de distorsion d'aliasing (repliement) correspond à -21,68 dB. The filtering function performed is illustrated in FIG. 9 and the level of aliasing distortion corresponds to -21.68 dB.
En reprenant le même formalisme que le mode de réalisation présenté ci-avant pour un filtre passe- bas, on s'appuie sur deux matrices pour abaisser le niveau de repliement introduit par la fonction passe-bande, en appliquant : By adopting the same formalism as the embodiment presented above for a low-pass filter, two matrices are used to lower the level of folding introduced by the band-pass function, by applying:
Seules certaines diagonales des matrices T0 et Ί ne sont pas nulles. Leurs valeurs prennent la forme : Only some diagonals of matrices T 0 and Ί are not zero. Their values take the form:
On a donc répliqué les fonctions anti-repliement de la structure passe-bas dans ce nouveau mode de réalisation. The anti-aliasing functions of the low-pass structure have therefore been replicated in this new embodiment.
En cherchant les meilleures valeurs des coefficients an, on diminue significativement la quantité de repliement obtenu. By looking for the best values of the coefficients a n , the amount of folding obtained is significantly reduced.
En conservant les valeurs obtenues dans le mode de réalisation traitant d'un filtre passe-bas, on obtient un niveau de repliement réduit à -42,59 dB soit une amélioration de 20,91 dB en comparaison de la fonction de filtrage présentée plus haut (qui présente une distorsion de -21,68 dB). By keeping the values obtained in the embodiment dealing with a low-pass filter, a reduced level of folding is obtained at -42.59 dB, an improvement of 20.91 dB in comparison with the filtering function presented above. (which has a distortion of -21.68 dB).
On présente ci-après un mode de réalisation appliqué à des bancs de filtres à valeur complexe.An embodiment is presented below, applied to complex value filterbanks.
Un exemple de réalisation concerne les transformées MCLT (pour « Modulated Complex LappedAn exemplary embodiment relates to transformations MCLT (for "Modulated Complex Lapped
Transform ») décrites par exemple dans : Transform ") described for example in:
H. Malvar, "A Modulated Complex Lapped Transform And Its Applications to Audio Processing". Proc. International Conférence on Acoustics, Speech and Signal Processing, H. Malvar, "A Modulated Complex Lapped Transform And Its Applications to Audio Processing". Proc. International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing,
1999. 1999.
En référence à la figure 10, une transformée MCLT consiste en deux composantes :  With reference to FIG. 10, an MCLT transform consists of two components:
• une composante correspondant à la transformée MDCT du signal, identique aux modes de réalisation précédents, et • une composante correspondant à une transformée MDST du signal (pour « Modified Discrète Sine Transform ») : on remplace les termes en cosinus de la transformée MDCT par des termes en sinus pour obtenir son expression. A component corresponding to the signal MDCT transform, identical to the previous embodiments, and • a component corresponding to a signal transform MDST (for "Modified Discrete Sine Transform"): one replaces the terms in cosine of the MDCT transform by terms in sinus to obtain its expression.
On écrit alors une partie en cosinus de l'analyse comme suit (identique au cas exposé plus haut) : We then write a cosine part of the analysis as follows (identical to the case described above):
et une seconde partie en sinus comme suit : and a second part in sinus as follows:
Les transformations inverses s'écrivent de façon analogue : Reverse transformations are written in an analogous way:
Les matrices Si contiennent les termes en sinus : The matrices Si contain the terms in sine:
La transformée MCLT revient donc à effectuer deux transformées directes :  The transform MCLT is thus to carry out two direct transforms:
- l'une de type MDCT, one of the MDCT type,
- l'autre de type MDST, puis à effectuer deux transformations inverses correspondantes, dont le résultat est sommé (avec un gain). the other of type MDST, then to perform two corresponding inverse transformations, the result of which is summed (with a gain).
L'effet d'un traitement en sous-bande peut finalement être exprimé sous la forme : The effect of a subband processing can ultimately be expressed as:
et on applique le type de traitement présenté dans les exemples de réalisation ci-avant : and the type of treatment presented in the above exemplary embodiments is applied:
• pour paramétrer les traitements en sous-bandes Ss* • to parameterize the subband processing S s *
• et pour estimer la composante linéaire de convolution et la quantité de repliement introduit. • and to estimate the linear component of convolution and the amount of refolding introduced.
On peut appliquer simplement ainsi les résultats présentés pour le cas de la transformée MDCT dans les exemples de réalisation précédents. On utilise la matrice Ssb paramétrée comme précédemment et la caractéristique de distorsion en fonction du nombre de coefficients peut être déduite de la même manière. One can simply apply the results presented for the case of the MDCT transform in the previous examples of embodiment. We use the matrix S sb parameterized as previously and the distortion characteristic as a function of the number of coefficients can be deduced in the same way.
11 convient de noter que pour le cas de la transformée MCLT, la matrice de filtrage Ssb a le même nombre de coefficients que pour la transformée MDCT. En revanche, du fait d'une double application à la fois sur la partie en cosinus et sur la partie en sinus, le nombre de coefficients à appliquer au total est double, comme illustré sur la figure 11 (pour un filtre passe-bas) et la figureIt should be noted that for the case of the MCLT transform, the filter matrix S sb has the same number of coefficients as for the MDCT transform. On the other hand, because of a double application on both the cosine part and the sine part, the number of coefficients to be applied in total is double, as illustrated in FIG. 11 (for a low-pass filter) and the figure
12 (pour un filtre passe-bande), lesquelles comparent le nombre de coefficients permettant de réduire l'effet d'aliasing pour une transformée MDCT (en trait plein) et pour une transformée MCLT (en traits pointillés). 12 (for a bandpass filter), which compare the number of coefficients to reduce the aliasing effect for an MDCT (solid line) transform and for an MCLT (dashed line) transform.
On décrit maintenant une mise en œuvre dans le cas d'un filtrage quelconque. Les fonctions de filtrage présentées dans les modes de réalisation ci-avant peuvent se cumuler. Par exemple, le cas d'un filtre passe-bande présenté ci-avant peut être cumulé à celui d'un filtre passe-bas (sans restriction). An implementation is now described in the case of any filtering. The filtering functions presented in the embodiments above can be combined. For example, the case of a bandpass filter presented above can be cumulated with that of a low-pass filter (without restriction).
Ainsi par exemple, la forme du filtre résultant peut être du type :  For example, the shape of the resulting filter may be of the type:
• filtre passe-bas pour k allant de 0 à M/8,  • low-pass filter for k ranging from 0 to M / 8,
• et filtre passe-bande pour k allant de M/8 à M/4.  • and bandpass filter for k ranging from M / 8 to M / 4.
On cumule simplement les contributions des deux filtres. Les deux tables correspondant aux contributions passe-bande et passe-bas sont présentées côte à côte ci-après.  We simply combine the contributions of the two filters. The two tables corresponding to the band-pass and low-pass contributions are presented side by side below.
Les différentes matrices s'additionnent alors par linéarité et le résultat de la combinaison donne : The different matrices then add up by linearity and the result of the combination gives:
On obtient bien une structure globale d'un filtre passe-bas. On relèvera les valeurs à zéro à la jointure des deux filtres combinés, ce qui signifie qu'une compensation de repliement n'est plus nécessaire ici, comme attendu, et la bande passante est de M/4 coefficients. We obtain an overall structure of a low-pass filter. The values will be zero at the join of the two combined filters, which means that a folding compensation is no longer needed here, as expected, and the bandwidth is M / 4 coefficients.
Il est possible, aussi, de pondérer les deux filtres précédents en vue de réaliser une fonction de filtrage plus complexe.  It is also possible to weight the two previous filters in order to achieve a more complex filtering function.
Par exemple, il peut être mis en œuvre une fonction de filtrage :  For example, it can be implemented a filter function:
appliquant un facteur g=10 sur les fréquences en-dessous de M/8,  applying a factor g = 10 on the frequencies below M / 8,
- conservant les fréquences entre M/8 et M/4 à leur valeur initiales,  - keeping the frequencies between M / 8 and M / 4 at their initial value,
et enfin coupant toute fréquence au-delà de M/4.  and finally cutting any frequency beyond M / 4.
Dans cet exemple de réalisation, on considère les éléments des deux matrices ci-dessous : In this embodiment, consider the elements of the two matrices below:
L'application de la pondération précitée mène aux nouvelles matrices : Les deux matrices peuvent être sommées comme dans la réalisation présentée précédemment. On peut reproduire ainsi toute sorte de gabarits d'égalisation en cumulant des fonctions passe-bande élémentaires (et/ou des fonctions passe -bas), pondérées, en les sommant. The application of the aforementioned weighting leads to the new matrices: The two matrices can be summed as in the embodiment presented above. Thus, any kind of equalization template can be reproduced by combining basic weighted pass functions (and / or low-pass functions), weighted, summing them.
Ainsi, en termes généraux, partant d'une fonction de filtrage désirée traduite par une série de gains à appliquer à chaque bande d'une transformée, on répercute ces gains sur la diagonale principale de la matrice T0. On peut ajuster ces gains afin de limiter les discontinuités d'une bande à l'autre (typiquement les valeurs des coefficients a0). Thus, in general terms, starting from a desired filtering function translated by a series of gains to be applied to each band of a transform, these gains are reflected on the main diagonal of the matrix T 0 . These gains can be adjusted to limit the discontinuities from one band to another (typically the values of the coefficients a 0 ).
Pour chaque différence de gains entre deux bandes, les gains respectifs sont pondérés par des gabarits de réduction de repliement définissant une modification des matrices Ί et ΤΊ destinées à pondérer les trames précédentes et suivantes dans le domaine transformé. For each difference in gains between two bands, the respective gains are weighted by folding reduction templates defining a modification of the matrices Ί and ΤΊ intended to weight the preceding and following frames in the transformed domain.
On applique ensuite le filtrage. The filtering is then applied.
Ainsi, pour chaque trame de signal dans le domaine transformé MDCT, on multiplie trois trames consécutives (représentées sous forme de vecteur) respectivement par les matrices de filtrage : Thus, for each signal frame in the transformed domain MDCT, three consecutive frames (represented in vector form) are multiplied respectively by the filtering matrices:
- Ti, pour la trame précédant la trame courante à filtrer,  Ti, for the frame preceding the current frame to be filtered,
T0, pour la trame courante à filtrer, et T 0 , for the current frame to be filtered, and
T'i, pour la trame suivant la trame courante,  T'i, for the frame following the current frame,
et on somme les contributions des résultats. On obtient un spectre dans le domaine transformé MDCT, et on applique une transformation MDCT inverse pour obtenir un signal temporel présentant les caractéristiques de filtrage désirées. and sum the contributions of the results. A spectrum is obtained in the MDCT transformed domain, and an inverse MDCT transformation is applied to obtain a time signal having the desired filtering characteristics.
Cette démarche s'étend à une transformée à valeur complexe (par exemple de type MCLT) et plus généralement à toute transformée modulée, à valeur complexe ou non. This approach extends to a complex valued transform (for example of the MCLT type) and more generally to any modulated transform, complex value or not.
On a résumé sur la figure 13 les principales étapes d'un exemple de réalisation d'un procédé au sens de l'invention. FIG. 13 summarizes the main steps of an exemplary embodiment of a method within the meaning of the invention.
Dans une première étape 10, pour un filtrage donné, par exemple pour un passe-bande (un passe- bas ou un passe-haut étant considérés comme des cas particuliers de passe-bande), on détermine tous les jeux de coefficients : In a first step 10, for a given filtering, for example for a bandpass (a low-pass or a high-pass being considered as special cases of bandpass), all the sets of coefficients are determined:
α0, «i, a2, «3, an, par exemple avec n=5, α 0 , "i, a 2 ," 3, a n , for example with n = 5,
permettant de construire les matrices T0, Ί , ΤΊ qui minimisent la distorsion due au repliement. Cette étape 10 peut être réalisée préalablement, « hors-ligne ». allowing to build matrices T 0 , Ί, ΤΊ which minimize the distortion due to folding. This step 10 can be performed beforehand, "offline".
Ensuite, pour une étape courante « en ligne » 11 , où par exemple un critère de complexité doit être respecté, on choisit un jeu de coefficient a0, ai, ah avec i inférieur ou égal à n, tel que l'indice i respecte un compromis de complexité/qualité du filtrage, fixé par exemple en fonction de la capacité de calcul d'un terminal ou autre, ou encore en se fixant un niveau de qualité dépendant de la qualité de codage du son. En effet, un signal sonore codé est inévitablement distordu : il est donc inutile de réduire le repliement à des valeurs significatives en-dessous du niveau de bruit généré par le codage. Ainsi, la valeur de l'indice i peut être déterminée à cette étape 11, en fonction des conditions précitées, et, à l'étape suivante 12, on extrait par exemple d'une mémoire le jeu de coefficients correspondant à la valeur choisie pour l'indice i. Then, for a current step "in line" 11, where for example a complexity criterion must be respected, a set of coefficients α 0 , ai, a h is chosen with i less than or equal to n, such that the index i complies with a compromise of complexity / quality of the filtering, set for example according to the computing capacity of a terminal or other, or setting a quality level depending on the sound coding quality. Indeed, a coded sound signal is inevitably distorted: it is therefore unnecessary to reduce the folding to significant values below the noise level generated by the coding. Thus, the value of the index i can be determined at this step 11, as a function of the above-mentioned conditions, and in the following step 12, for example, from a memory, the set of coefficients corresponding to the value chosen for the index i.
Pour un filtrage donné F (étape 24), on détermine tous les filtrages élémentaires (F1, F2,..., Fk) constituant ce filtrage donné, par exemple un passe -bas F1 (étape 13), un passe-haut F2 (formant donc un passe -bande, par soustraction, avec le filtrage élémentaire F1), un filtrage à partie complexe Fk (étape 20), ou autres. En particulier, le filtrage global F peut résulter d'une combinaison linéaire de filtrages élémentaires : For a given filtering F (step 24), all the elementary filterings (F 1 , F 2 ,..., F k ) constituting this given filtering, for example a low-pass F 1 (step 13), a pass, are determined. F 2 (thus forming a pass-band, by subtraction, with the elementary filtering F 1 ), a complex-party filtering F k (step 20), or others. In particular, the global filtering F may result from a linear combination of elementary filtering:
On applique donc aux matrices T0 k , Tik , T'ik correspondant à chaque filtrage élémentaire Fk un terme de pondération (étapes 14 à 20) et on somme une à une les matrices pondérées pour obtenir les matrices T0, Tl5 ΤΊ correspondant finalement au filtrage global F (étapes 21 à 23) et qui sont appliquées respectivement aux vecteurs représentant une trame donnée TRj, une trame précédente TRj.i et une trame suivante TRj+i. Comme indiqué précédemment, la matrice ΤΊ peut également être déduite de la matrice Ί par transpositions. We therefore apply to the matrices T 0 k , Ti k , T'i k corresponding to each elementary filtering F k a weighting term (steps 14 to 20) and we sum one by one the weighted matrices to obtain the matrices T 0 , T l5 ΤΊ finally corresponding to the global filtering F (steps 21 to 23) and which are respectively applied to the vectors representing a given frame TRj, a previous frame TR j .i and a following frame TR j + i. As indicated above, the matrix ΤΊ can also be deduced from the matrix Ί by transpositions.
La présente invention vise aussi un programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé au sens de l'invention lorsque ce programme est exécuté par un processeur. On comprendra que la figure 13 peut correspondre à un organigramme de l'algorithme général d'un tel programme. La présente invention vise aussi un dispositif pour la mise en œuvre du procédé et comportant alors des moyens de filtrage dans un domaine transformé de sous-bandes. En particulier, ces moyens appliquent : The present invention also provides a computer program comprising instructions for implementing the method in the sense of the invention when the program is executed by a processor. It will be understood that FIG. 13 may correspond to a flowchart of the general algorithm of such a program. The present invention also provides a device for implementing the method and then comprising filtering means in a transformed subband domain. In particular, these means apply:
un traitement d'égalisation à un bloc courant dans le domaine transformé, et  an equalization process to a current block in the transformed domain, and
- un traitement d'ajustement de filtrage, dans le domaine transformé, à au moins un bloc adjacent au bloc courant.  a filter adjustment processing, in the transformed domain, to at least one block adjacent to the current block.
On a représenté sur la figure 14 un exemple de réalisation d'un tel dispositif, avec, dans l'exemple représenté :  FIG. 14 shows an exemplary embodiment of such a device, with, in the example shown:
une entrée pour recevoir un signal S à traiter dans le domaine des sous-bandes,  an input for receiving a signal S to be processed in the field of the subbands,
- une deuxième entrée optionnelle pour recevoir des conditions de détermination de l'indice i précité, de manière à choisir un jeu de coefficients adaptés à un compromis de complexité/qualité du filtrage,  a second optional input to receive conditions for determining the index i mentioned above, so as to choose a set of coefficients adapted to a compromise of complexity / quality of the filtering,
des moyens de traitement du signal tels que par exemple un processeur PROC et une mémoire de travail MEM,  signal processing means such as, for example, a processor PROC and a working memory MEM,
- et une sortie délivrant le signal filtré S'.  and an output delivering the filtered signal S '.
La présente invention ne se limite pas aux formes de réalisation décrites ci-avant à titre d'exemple ; elle s'étend à d'autres variantes. The present invention is not limited to the embodiments described above by way of example; it extends to other variants.
Par exemple, on a présenté des modes de réalisation à trois spectres consécutifs issus des traitements de trames successives par les matrices Ti, T0, ΤΊ. Néanmoins, le nombre de trames à traiter peut être plus grand s'il est souhaité réaliser des filtres à réponse impulsionnelle finie plus longs. For example, embodiments have been presented at three consecutive spectra resulting from the processing of successive frames by the matrices Ti, T 0 , ΤΊ. Nevertheless, the number of frames to be processed may be greater if it is desired to produce longer finite impulse response filters.
En outre, dans un procédé de filtrage utilisant un filtre prototype d'analyse différent d'un filtre prototype de synthèse (formes de filtrage appelées « fenêtres d'analyse et de synthèse »), le traitement d'ajustement de filtrage par égalisation peut s'appliquer à un nombre de trames avant la trame courante, différent du nombre de trames après la trame courante. Par exemple, il est possible de ne traiter qu'une seule trame adjacente à la trame courante (antérieure ou postérieure). On obtient dans ce cas un filtre linéaire asymétrique. In addition, in a filtering method using a prototype analysis filter different from a synthesis prototype filter (filtering forms called "analysis and synthesis windows"), the equalization filtering adjustment processing can be performed. to apply to a number of frames before the current frame, different from the number of frames after the current frame. For example, it is possible to process only one frame adjacent to the current frame (anterior or posterior). In this case, an asymmetric linear filter is obtained.
On a décrit ci-avant des matrices de traitement (en particulier les matrices Ί et ΤΊ) adaptées pour des transformées MDCT (notamment pour ce qui concerne la position des éléments non nuls de matrice). Toutefois, ces formes de matrices sont susceptibles de variantes pour d'autres types de transformée. Par exemple, la matrice ΤΊ peut ne pas se présenter sous la forme de la transposée de la matrice Ί pour un type de transformée différent de la transformée MDCT avec des filtres de Malvar comme réalisé ici. Processing matrices (in particular matrices Ί and ΤΊ) adapted for MDCT transforms (in particular with regard to the position of non-null matrix elements) have been described above. However, these matrix forms are susceptible to variations for other types of transforms. For example, the matrix ΤΊ may not be in the form of the transpose of the matrix Ί for a type of transform different from the MDCT transform with Malvar filters as realized here.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de traitement d'un signal sous forme de blocs successifs d'échantillons, le procédé comportant un filtrage dans un domaine transformé de sous-bandes, caractérisé en ce qu'il comporte : A method of processing a signal in the form of successive blocks of samples, the method comprising a filtering in a transformed subband domain, characterized in that it comprises:
- un traitement d'égalisation (T0) appliqué à un bloc courant dans le domaine transformé, et un traitement d'ajustement du filtrage (Ί , ΤΊ) appliqué dans le domaine transformé à au moins un bloc adjacent au bloc courant. an equalization processing (T 0 ) applied to a current block in the transformed domain, and a filter adjustment processing (Ί, ΤΊ) applied in the transformed domain to at least one block adjacent to the current block.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement d'ajustement du filtrage est effectué par une matrice appliquée audit au moins un bloc adjacent au bloc courant, la matrice comportant des diagonales supérieures et inférieures identiques au signe près. 2. Method according to claim 1, characterized in that the filter adjustment processing is performed by a matrix applied to said at least one block adjacent to the current block, the matrix having upper and lower diagonals identical to the near sign.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte une étape préalable d'optimisation de paramètres de l'égalisation et de l'ajustement du filtrage, par estimation d'un repliement qu'induit l'égalisation. 3. Method according to claim 1, characterized in that it comprises a preliminary step of optimizing parameters of the equalization and the adjustment of the filtering, by estimating a folding induced by the equalization.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le repliement est estimé dans un domaine obtenu à partir d'une transformée inverse du domaine des sous-bandes. 4. Method according to claim 3, characterized in that the folding is estimated in a domain obtained from an inverse transform of the domain of the subbands.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'égalisation et l'ajustement de filtrage dans le domaine transformé comportent : 5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the equalization and the filtering adjustment in the transformed domain comprise:
un traitement d'égalisation (T0) appliqué à un bloc courant, an equalization treatment (T 0 ) applied to a current block,
un traitement d'ajustement de filtrage (Τχ) appliqué à au moins un bloc précédent dans le temps le bloc courant, et  a filter adjustment processing (Τχ) applied to at least one previous block in time the current block, and
- un traitement d'ajustement de filtrage (ΤΊ) appliqué à au moins un bloc suivant dans le temps le bloc courant.  a filter adjustment processing (ΤΊ) applied to at least one block following in time the current block.
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel les blocs courant, précédent et suivant sont représentés par des vecteurs signaux, caractérisé en ce que l'égalisation et l'ajustement de filtrage comportent l'application d'un système matriciel comprenant : The method according to claim 5, wherein the current, preceding and following blocks are represented by signal vectors, characterized in that the equalization and the filtering adjustment comprise the application of a matrix system comprising:
une première matrice (T0) appliquée au vecteur signal du bloc courant, a first matrix (T 0 ) applied to the signal vector of the current block,
une deuxième matrice (Ί ) appliquée au vecteur signal du bloc précédent, et  a second matrix (Ί) applied to the signal vector of the previous block, and
une troisième matrice (ΤΊ) appliquée au vecteur signal du bloc suivant.  a third matrix (ΤΊ) applied to the signal vector of the next block.
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la troisième matrice est la transposée de la deuxième matrice. 7. Method according to claim 6, characterized in that the third matrix is the transpose of the second matrix.
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, préalablement à l'égalisation et l'ajustement de filtrage, lesdits blocs sont transformés dans le domaine des sous- bandes par au moins une transformée modulée. 8. Method according to one of the preceding claims, characterized in that, prior to the equalization and filter adjustment, said blocks are transformed in the subband field by at least one modulated transform.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que la transformée modulée est de type MDCT. 9. Method according to claim 8, characterized in that the modulated transform is of MDCT type.
10. Procédé selon l'une des revendications 8 et 9, caractérisé en ce que la transformée est de type transformée modulée à valeur complexe (MCLT). 10. Method according to one of claims 8 and 9, characterized in that the transform is of the complex-valued modulated transform type (MCLT).
11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les blocs courant et adjacent sont représentés par des vecteurs signaux, caractérisé en ce que l'égalisation et l'ajustement de filtrage comportent l'application d'un système matriciel comprenant au moins : 11. Method according to one of the preceding claims, in which the current and adjacent blocks are represented by signal vectors, characterized in that the equalization and the filtering adjustment comprise the application of a matrix system comprising at least :
- une première matrice (T0) appliquée au vecteur signal du bloc courant, et a first matrix (T 0 ) applied to the signal vector of the current block, and
une deuxième matrice (Ti) appliquée au vecteur signal du bloc adjacent  a second matrix (Ti) applied to the signal vector of the adjacent block
et en ce que : and in that :
la première matrice (T0) appliquée au vecteur signal du bloc courant comporte comme seuls éléments non nuls une succession d'éléments A, identiques, dans la diagonale de la matrice, suivis d'un élément A-B pour une sous-bande donnée et d'un élément B pour la sous-bande qui suit la sous-bande donnée, et the first matrix (T 0 ) applied to the signal vector of the current block comprises, as the only non-zero elements, a succession of identical elements A in the diagonal of the matrix, followed by an element AB for a given subband, and an element B for the sub-band following the given sub-band, and
la deuxième matrice (Τχ) appliquée au vecteur signal du bloc adjacent comporte comme seuls éléments non nuls au moins deux éléments de valeur absolue identique et de signes opposés, disposés sur la diagonale de la matrice, respectivement pour la sous-bande donnée et pour la sous-bande qui suit la sous-bande donnée.  the second matrix (Τχ) applied to the signal vector of the adjacent block comprises as the only non-zero elements at least two elements of identical absolute value and of opposite signs, arranged on the diagonal of the matrix, respectively for the given subband and for the subband which follows the given subband.
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le filtrage comporte une composante de coupure au-delà d'une sous-bande correspondant à ladite sous-bande donnée. 12. The method of claim 11, characterized in that the filtering comprises a cutoff component beyond a sub-band corresponding to said given subband.
13. Procédé selon l'une des revendications 6 à 12, prises en combinaison avec la revendication 3, caractérisé en ce que les deuxième et troisième matrices comportent un nombre d'éléments non nuls qui est fonction d'un degré choisi d'optimisation des paramètres de l'ajustement de filtrage, minimisant le repliement estimé. 13. Method according to one of claims 6 to 12, taken in combination with claim 3, characterized in that the second and third matrices comprise a number of non-zero elements which is a function of a selected degree of optimization of filter adjustment settings, minimizing the estimated aliasing.
14. Procédé selon l'une des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que, pour un filtrage passe- bas, la première matrice s'exprime sous une forme : 14. Method according to one of claims 11 to 13, characterized in that, for a low-pass filtering, the first matrix is expressed in a form:
le coefficient 1-α0 étant appliqué pour la sous-bande donnée, the coefficient 1-α 0 being applied for the given subband,
en ce que la deuxième matrice s'exprime sous une forme :  in that the second matrix is expressed in a form:
le coefficient - i\ de la diagonale étant appliqué pour la sous-bande donnée, et en ce que la troisième matrice s'exprime sous une forme : the coefficient - i \ of the diagonal being applied for the given sub-band, and in that the third matrix is expressed in a form:
le coefficient - i\ de la diagonale étant appliqué pour la sous-bande donnée, les coefficients a0, «i, a2, <¾, a4 et a5 étant des nombres réels positifs, le réel au au moins, étant non nul. the coefficient - i \ of the diagonal being applied for the given subband, the coefficients a 0 , "i, a 2 , <¾, a 4 and a 5 being positive real numbers, the real at least, being not no.
15. Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que les coefficients a0, «i, a2, «3, a et a5 sont tels que : 15. Method according to claim 14, characterized in that the coefficients a 0 , "i, a 2 ," 3, a and a 5 are such that:
16. Procédé selon l'une des revendications 11 à 15, caractérisé en ce que, le filtrage comportant une combinaison linéaire de filtrages, le système matriciel comporte au moins : 16. Method according to one of claims 11 to 15, characterized in that, the filtering comprising a linear combination of filtering, the matrix system comprises at least:
une combinaison linéaire correspondante de premières matrices (T0) appliquée au vecteur signal du bloc courant, a corresponding linear combination of first matrices (T 0 ) applied to the signal vector of the current block,
une combinaison linéaire de deuxièmes matrices (Ί ) appliquée au vecteur signal du bloc précédent, et  a linear combination of second matrices (Ί) applied to the signal vector of the previous block, and
- une combinaison linéaire de troisièmes matrices (ΤΊ), transposées respectives des deuxièmes matrices (Ti), appliquée au vecteur signal du bloc suivant.  a linear combination of third matrices (ΤΊ), respectively transposed from the second matrices (Ti), applied to the signal vector of the next block.
17. Programme informatique comportant des instructions pour la mise en œuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 16 lorsque ce programme est exécuté par un processeur (PROC). 17. Computer program comprising instructions for implementing the method according to one of claims 1 to 16 when the program is executed by a processor (PROC).
18. Dispositif de traitement d'un signal sous forme de blocs successifs d'échantillons, comportant des moyens de filtrage dans un domaine transformé de sous-bandes, caractérisé en ce que lesdits moyens appliquent en outre : 18. A device for processing a signal in the form of successive blocks of samples, comprising filtering means in a transformed subband domain, characterized in that said means furthermore apply:
un traitement d'égalisation (T0) à un bloc courant dans le domaine transformé, et un traitement d'ajustement de filtrage (Ί , T ), dans le domaine transformé, à au moins un bloc adjacent au bloc courant. an equalization processing (T 0 ) to a current block in the transformed domain, and a filter adjustment processing (Ί, T), in the transformed domain, to at least one block adjacent to the current block.
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