ITU-T P 810 FRENCH-1996 MODULATED NOISE REFERENCE UNIT (MNRU)《调制噪声参考单元(MNRU) 电话传输质量 评定质量的客观和主观方法(12号研究组)14pp》.pdf

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1、UNION INTERNATIONALE DES TLCOMMUNICATIONS5)4 4 0 SECTEUR DE LA NORMALISATION (02/96)DES TLCOMMUNICATIONSDE LUIT15!,)4 $% ,! 42!.3-)33)/. 4 , 0(/.)15%- 4(/$%3 $ 6!,5!4)/. /“*%#4)6%4 35“*%#4)6% $% ,! 15!,)4 !00!2%), $% 2 2) il serait tout aussi sr et plus facile de dfinir un systme de distorsion de rf

2、rence, produisant lui-mmeune distorsion perceptiblement similaire celle des systmes MIC et sur la base duquel la qualit dessystmes MIC pourrait tre exprime. Cela exige une valuation subjective tendue du systme derfrence lorsque celui-ci est introduit dans une ou plusieurs communications tlphoniques

3、simules;mais on a aussi la possibilit de simplifier lvaluation subjective de nouvelles techniques de traitementnumrique.MOTS CLSappareil de rfrence bruit modul (MNRU), appareil MNRU analogique, appareil MNRU numrique, dgradationcontrle, valuation subjective de la qualit.Recommandation P.810 (02/96)

4、1Recommandation P.8101)Recommandation P.810 (02/96)APPAREIL DE REFERENCE A BRUIT MODULE (MNRU)(Malaga-Torremolinos, 1984; modifie Melbourne, 1988;Helsinki, 1993; rvise en 1996)1 Domaine dapplicationLappareil de rfrence bruit modul (MNRU) (modulated noise reference unit) est un lment autonome qui est

5、destin introduire des dgradations contrles dans des signaux vocaux. Diverses organisations (Administrations,organismes scientifiques ou industriels) ainsi que lUIT-T lui-mme ont largement appliqu la notion de MNRU pourlvaluation de la qualit subjective des dispositifs numriques (par exemple dans leu

6、rs travaux dlaboration de laRecommandation G.722 et lalgorithme MICDA 32 kbit/s de la Recommandation G.726 par exemple). Une versionmodifie, destine tre utilise pour lvaluation des codecs de plus grande largeur de bande (70-7000 Hz) estaujourdhui dusage courant. Cependant, les appareils actuellement

7、 utiliss, tout en reposant sur des principes communs,peuvent diffrer dans le dtail et, de ce fait, les rsultats fournis par des essais subjectifs peuvent galement diffrer. (Lesdiffrences entre les mthodologies des essais subjectifs sont galement prendre en considration.) Lobjectif de laprsente Recom

8、mandation est de dfinir les versions en bande normale et en bande largie du MNRU de manire aussicomplte et aussi dtaille que possible, de faon minimiser les effets sur les rsultats des essais subjectifs delappareil et de ses procdures dtalonnage objectif.Un certain nombre de facteurs illustrent la n

9、cessit dun appareil, ralis sous forme aussi bien matrielle que logicielle,qui introduit dans les signaux vocaux des dgradations contrles:a) lutilisation de dispositifs de traitement numrique couples de codeurs MIC 64 kbit/sanalogique/numrique/analogique (A/D/A) en loi A/loi m ou m /A, affaiblisseurs

10、 numriques fonds surdes mots MIC de 8 lments binaires, modulation par impulsions et codage diffrentiel adaptatif(MICDA) 32 kbit/s, etc. est maintenant courante dans le rseau tlphonique international;b) de nouveaux dispositifs de traitement numrique sont en cours de normalisation, par exemple MICDA 6

11、4 kbit/s en bande largie 7 kHz;c) il est besoin dappareils normaliss pour mesurer la distorsion de quantification des traitementsnumriques, par exemple le codage MICDA 32 kbit/s (Recommandation G.726) et le codec 64 kbit/s bande largie 7 kHz (Recommandation G.722), de faon que ces appareils puissent

12、 tre utiliss pourestimer la qualit de transmission subjective de communications internationales mettant en jeu de telstraitements numriques;d) aucune mthode dvaluation objective de la qualit de la parole na encore t tablie;e) actuellement, les essais subjectifs faisant intervenir des systmes de rfre

13、nce reprsentent la seulemthode satisfaisante pour mesurer la qualit de la transmission de la parole avec des dispositifs detraitement numrique;f) le fait dexprimer les rsultats sur la base dun systme de rfrence commun peut faciliter la comparaisondes rsultats dessais subjectifs obtenus dans des labo

14、ratoires diffrents.Ce qui suit est donc recommand:1) utiliser un appareil MNRU bande normale comme systme de rfrence sur la base duquel on exprimerala qualit subjective des dispositifs de traitement numrique fonctionnant dans la bande tlphonique;2) utiliser un appareil MNRU bande largie comme systme

15、 de rfrence sur la base duquel on exprimerala qualit subjective des traitements numriques en bande largie.NOTES1 Lappareil MNRU avait t construit, lorigine, au moyen de circuits analogiques. On a cependant tendance,aujourdhui, le construire avec des circuits numriques ou le simuler sur ordinateur. L

16、es sources bibliographiques numres lafin de la prsente Recommandation donnent dautres informations sur les effets des paramtres de lappareil MNRU.2 La mthode dcoute seule, actuellement propose pour lutilisation du MNRU dans des essais subjectifs, est dcritedans la Recommandation P.830. Voir 2.2/P.80

17、 en ce qui concerne les prcautions prendre dans la pratique des essais dcoute seule._1)Antrieurement P.81.2 Recommandation P.810 (02/96)3 Il nexiste pas actuellement de mthodes de mesure objectives qui rendent compte de manire satisfaisante des effetssubjectifs de la distorsion de quantification de

18、diffrents types de traitements numriques (par exemple la mthode objective de laRecommandation G.712, fonde sur des mesures dondes sinusodales et de bruit largeur de bande limite, est conue pour la MIC etne permet pas de mesurer la distorsion induite par dautres systmes, par exemple MICDA). La voix a

19、rtificielle dcrite dans laRecommandation P.50 pourrait tre utile cet gard. Mme si une mthode objective est mise au point, des essais subjectifsdemeurent ncessaires afin dtablir une corrlation entre rsultats subjectifs et rsultats objectifs pour des types particuliers detraitements numriques.2 Rfrenc

20、esLes Recommandations UIT-T et autres rfrences suivantes contiennent des dispositions qui, par suite de la rfrencequi y est faite, constituent des dispositions valables pour la prsente Recommandation. Au moment de la publication, lesditions indiques taient en vigueur. Toute Recommandation ou autre r

21、frence est sujette rvision; tous lesutilisateurs de la prsente Recommandation sont donc invits rechercher la possibilit dappliquer les ditions les plusrcentes des Recommandations et autres rfrences indiques ci-aprs. Une liste des Recommandations UIT-T envigueur est publie rgulirement. Recommandation

22、 UIT-T G.191 (1993), Outils logiciels pour la normalisation du codage des signauxvocaux et audiofrquence. Recommandation UIT-T P.50 (1993), Voix artificielle. Recommandation UIT-T P.56 (1993), Mesure objective du niveau vocal actif. Recommandation UIT-T P.80 (1993), Mthodes dvaluation subjective de

23、la qualit de transmission. Recommandation UIT-T P.830 (1996), Evaluation subjective de la qualit des codecs numriques bande tlphonique et large bande.3 DfinitionsPour les besoins de la prsente Recommandation, les dfinitions suivantes sappliquent.3.1 dBov: dcibels par rapport au niveau de surcharge d

24、un systme numrique.3.2 trajet de signal: trajet suivi par le signal dentre dans lappareil de rfrence bruit modul.3.3 trajet de bruit: trajet suivi par le bruit modul dans lappareil de rfrence bruit modul qui le produit.3.4 trajet mixte: combinaison du trajet de signal et du trajet de bruit dans lapp

25、areil de rfrence bruit modul.3.5 Q: rapport, exprim en dcibels, de la puissance des signaux vocaux la puissance du bruit modul.3.6 QN: rapport Q pour un appareil de rfrence bruit modul en bande normale.3.7 QW: rapport Q pour un appareil de rfrence bruit modul en bande largie.4 AbrviationsPour les be

26、soins de la prsente Recommandation, les abrviations suivantes sappliquent.MIC modulation par impulsions et codageMICDA modulation par impulsions et codage diffrentiel adaptatifMNRU appareil de rfrence bruit modul (modulated noise reference unit)5 ConventionsLa prsente Recommandation dcrit les ralisa

27、tions de lappareil MNRU sous forme matrielle analogique ou numrique,ou sous forme logicielle. Dans toute cette Recommandation, il sera fait rfrence aux ralisations matrielles analogiqueset aux ralisations numriques. Si une ralisation numrique est mentionne, il convient den dduire que la descriptione

28、st applicable soit la ralisation logicielle soit la ralisation matrielle numrique.Recommandation P.810 (02/96) 36 Description gnraleUne reprsentation simplifie de la structure de lappareil MNRU est donne la Figure 1 a) pour la version analogique bande normale, la Figure 1 b) pour la version analogiq

29、ue bande largie, la Figure 2 a) pour la version numrique bande normale et la Figure 2 b) pour la version numrique bande largie. Les signaux de parole entrant gauche sontpartags en deux trajets: un trajet de signal et un trajet de bruit. Le trajet de signal fournit la sortie un signal de parolesans d

30、istorsion (sauf pour le filtrage passe-bande). Dans le trajet de bruit, le signal de la parole commandeinstantanment un multiplicateur avec une porteuse de bruit gaussien appliqu qui a un spectre uniforme entre lesfrquences de coupure reprsentes pour la source de bruit. La sortie du multiplicateur,

31、consistant en un bruit modul parle signal de parole, est alors ajoute ce signal afin de produire le signal avec distorsion.Les affaiblisseurs et les commutateurs se trouvant dans les trajets de signal et de bruit permettent un rglage indpendantdes niveaux du signal de parole et du bruit la sortie. L

32、e systme est normalement talonn de telle sorte que le rglagede laffaiblisseur (en dcibels) insr dans le trajet de bruit reprsente le rapport de la puissance vocale instantane lapuissance du bruit, lune et lautre tant mesures la sortie du filtre passe-bande (borne OT). Plus prcisment, lorsqueles deux

33、 puissances sont rgles 0 dB, il y a lieu que le niveau de bruit mesur la borne OT, avec des terminaisonsrsistives spares aux bornes T1 et T2 (non relies), soit gal au niveau de puissance vocale mesur la borne OT, avecdes terminaisons rsistives spares aux bornes T5 et T6 (non relies). Pour vrifier ce

34、la, il convient aussi dobtenir unevaleur de 3 dB pour le rapport de la puissance de parole plus bruit modul (mesure la borne OT) la puissance deparole lentre (mesure la borne IT) (voir 7.3.1).Pour la prsente Recommandation, ce rapport en dcibels sera dsign QNpour la version en bande normale et QWpou

35、rla version en bande largie.Les ralisations numriques de lappareil MNRU seront rendues plus aises par le fait que, lorsque le trajet de signal a legain unit, on peut exprimer comme suit la production en sortie de signaux de parole plus bruit modul:y (i) = x (i) 1 + 10Q / 20N (i) (6-1)o x(i) est le s

36、ignal vocal dentre, N(i) est le bruit alatoire, Q est le rapport de la puissance des signaux vocaux lapuissance du bruit modul (dtermin par le gain sur le trajet de bruit), et o y(i) est le niveau de puisssance de sortie dela parole plus bruit modul.7 Spcifications de qualit7.1 Considrations gnrales

37、Les spcifications de ce paragraphe sappliquent la fois aux ralisations matrielles analogiques et aux ralisationsnumriques. Les ralisations dappareil MNRU matrielles analogiques et numriques sont dcrites en parallle. Aucours de la priode dtudes 1989-1992, la Commission dtudes 12 a soumis des essais a

38、pprofondis le matrielanalogique existant qui rpond aux spcifications de la prsente Recommandation ainsi que les ralisations numriquesde lappareil MNRU. On a constat que ces ralisations taient quivalentes quant leurs effets subjectif. Etant donnque lappareil MNRU nest destin qu produire une dgradatio

39、n de rfrence pour lvaluation subjective de processusnumriques, les experts de la Commission dtudes 12 ont considr que cette quivalence subjective des ralisationsdappareil MNRU tait dune importance primordiale.NOTE On na pas essay les ralisations dappareil MNRU bande largie qui sont dcrites ci-aprs.

40、On a repris ici lesobservations formules dans larticle 1 au sujet des appareils MNRU bande largie.Pour les ralisations pratiques, les niveaux de signal ainsi que les niveaux de bruit rels peuvent tre augments oudiminus selon les besoins particuliers. Dans de tels cas, les spcifications de niveau ind

41、iques ci-aprs doivent tremodifies en consquence. En particulier, les ralisations numriques exigeront normalement un matriau sonore ayantun niveau de 26,15 dBov (cest-dire en dcibels par rapport au point de surcharge dun systme numrique). Sitoutefois la langue utilise lors des essais subjectifs prsen

42、te un rapport valeur de crte/valeur moyenne suprieur 23 dB, il y a lieu de rduire en consquence le niveau quadratique moyen des signaux vocaux dentre.On peut dmontrer quune composante apriodique dans le signal dentre produira une composante de bruit ajout dansle signal de sortie, qui nest pas prise

43、en compte lorsquon spcifie une valeur de rapport Q. Plutt que davoir seulementun bruit multiplicatif la sortie avec un rapport signal/bruit gal Q, la sortie aura donc une autre composante de bruitajout qui augmentera le niveau de bruit global en sortie et qui diminuera le rapport entre signal total

44、(additif plusmultiplicatif) et bruit. Il convient donc que les ralisations dappareil MNRU comportent (en interne ou en externe) unfiltrage passe-haut lentre.4 Recommandation P.810 (02/96)T1 T2T7 T8T3 T4 T6T5T1 T2T7 T8T3 T4 T6T5T1207130-95/d01affaiblisseur/amplificateuraffaiblisseurou amplificateurso

45、urcede bruit0 20 kHzfiltre100 3400 HzsortieOTITentreA #ONFIGURATION DE BASE DE L APPAREIL -.25 ANALOGIQUE BANDE NORMALEaffaiblisseur/amplificateuraffaiblisseurou amplificateursourcede bruit0 20 kHzfiltre70 7000 HzsortieentreIT OTB #ONFIGURATION DE BASE DE L APPAREIL -.25 ANALOGIQUE BANDE LARGIEFIGUR

46、E 1/P.810Configuration de base de lappareil MNRU analogiquefiltredextraction dela composanteapriodiquefiltredextraction dela composanteapriodiqueFIGURE 1/P.810.D01 = 19 cm7.2 Trajet de signalLes spcifications indiques dans le prsent paragraphe concernent lappareil MNRU avec affaiblissement infini da

47、ns lestrajets de bruit des Figures 1 et 2. Pour le matriel analogique, des terminaisons rsistives distinctes aux bornes T5 et T6(non lies) permettront dobtenir un tel affaiblissement. Les ralisations numriques peuvent offrir une option permettantde dsactiver le trajet de bruit et de produire en sortie une version filtre du signal original.Recommandation P.810 (02/96) 5T1 T2T7 T8T3 T4 T6T5T1 T2T7 T8T3 T4 T6T5T1207910-96/d02affaiblisseur/amplificateuraffaiblisseurou amplificateursourcede