Système d'évaluation de la qualité audio

La qualité sonore peut être évaluée subjectivement par des sujets humains qui comparent et notent des signaux sonores lors de tests d'écoute. Elle peut aussi être évaluée objectivement par une sériede calculs appliqués aux signaux sonores testés. Dans les deux cas, l'objectif est d'obtenir une note qui représente de manière fiable la qualité du son tel qu'il est perçu.

CRC-SEAQ (System for the Evaluation of Audio Quality : système d'évaluationde la qualité audio) est un logiciel sur plate-forme Windows 95/98/NT4/2000/XP conçu pour l'évaluation subjective et/ou objective de la qualité des signaux sonores. Grâce à ses interfaces graphiques conviviales, CRC-SEAQ propose un ensemble d'outils complet à ceux qui conçoivent ou évaluent des technologies, des produits et du matériel audio et qui souhaitent mesurer avec précision la qualité du son. Ce logiciel a été conçu par une équipe de chercheurs du Centre de recherches sur les communications d'Ottawa, au Canada, qui s'intéresse depuis plusieurs années à la conception de méthodes subjectives et objectives pour mesurer la qualité du son.

CRC-SEAQ peut être configuré de manière à intégrer un module d'évaluation subjective et/ou un module d'évaluation objective. CRC-TimeSync est un logiciel complémentaire conçu pour l'enregistrement, l'affichage et la synchronisation des fichiers audio. CRC-TimeSync peut être intégré en tant que module à CRC-SEAQ ou être utilisé de façon autonome.

Module d'évaluation subjective

Ce module consiste en un système de reproduction sonore dont les commandes et les propriétés (présentation des signaux en format triple stimulus A-B-C ou multiple stimulus, commutation entre stimulus, zoom, répétition automatique ou non des stimulus, entrée des notes subjectives, etc.) sont disponibles en trois interfaces graphiques conviviales. L'interface à triple stimulus est spécialement conçue pour les tests subjectifs effectués conformément à la recommandation BS.1116 de l'UIT-R et convient particulièrement à l'évaluation designaux légèrement dégradés. Les deux interfaces à stimulus multiple, en revanche, sont conçues pour l'évaluation de signaux (jusqu'à12) modérément ou très dégradés selon les méthodes de la recommandation BS.1534 de l'UIT-R. Les séquences audio à comparersont extraites de fichiers et peuvent être jouées sur n'importe quelle carte de son compatible avec la norme Windows MME. Le module d'évaluation subjective accepte plusieurs formats de fichiers audio ainsi que plusieurs fréquences d'échantillonnage et de résolutions numériques.

Le module d'évaluation subjective est disponible en version 2-voies, pour signaux monophoniques et stéréophoniques, ou en version multivoies, capable d'accomoder jusqu'à 16 signaux audio simultanément.

Le module d'évaluation subjective est idéal pour:

• effectuer des tests d'écoute formels et informels
• évaluer des algorithmes de traitement des signaux audio tels queles codecs pour le son et la parole, les systèmes audio 3D, etc.
• les tests de contrôle lors de la conception de systèmes audio
• les travaux de recherche sur la perception sonore et en psychoacoustique
• effectuer des démonstrations comparant des stimulus sonores

Principales caractéristiques:

• Trois interfaces graphiques conviviales (au choix de l'utilisateur)
• Conforme aux recommandations de l'UIT-R pour l'évaluation subjective de systèmes audio peu, modérément et très dégradés
• Commutation transparente et instantanée d'un stimulus à un autre lors de la restitution
• Zoom ajustable sur n'importe quelle partie des séquences sonores testées
• Répétition automatique de la reproduction sonore des séquences
• Regroupement facile des séquences audio en sessions
• Fenêtre de notation intégrée. Transfert facile des notes subjectives à un chiffrier ou à un logiciel d'analyse statistique
• Choix d'échelles de notation normalisées ou définies par l'utilisateur Compatible avec virtuellement toute carte de son Windows MME
• Séquences monophoniques, stéréophoniques et multivoies (jusqu'à 16)
• Résolution: 8, 16, 20, 24 et 32 bits/échantillon et virgule flottante
• Fréquence d'échantillonnage: 8, 11.025, 22.05, 32, 44.1,48, 88.2 et 96 kHz
• Ordre des octets: formats Intel et Motorola
• Fichiers audio: formats Microsoft WAV et PCM sans en-tête

Module d'évaluation objective

Ce module est une « oreille électronique » qui mesure objectivement la qualité perçue d'un signal audio grâce à un modèle informatique de l'oreille humaine. Ce modèle, baptisé PEAQ, a été conçu conjointement par des spécialistes de huit grands laboratoires de recherche internationaux, dont le CRC, et est devenu une norme internationale (recommandation BS.1387 del'UIT-R). Le modèle analyse les deux signaux audio (un signal de référence et une version dégradée à évaluer) et donne instantanément un score similaire à la note moyenne qui résulterait d'une évaluation subjective formelle faite par un groupe d'auditeurs. Le module d'évaluation objective est une implémentation de la version de base (fondée sur la transformée de Fourier) du modèle PEAQ de l'UIT-R.

L'oreille électronique a été calibrée à l'aide de données provenant de huit tests d'écoute formels effectués selon la recommandation BS.1116 de l'UIT-R sur des codecs audio. Le moduled'évaluation objective est donc optimisé pour l'évaluation de la qualité des codecs audio. Les distorsions d'une autre nature pourraient exiger une nouvelle calibration de l'oreille électronique.

Le module d'évaluation objective est un outil puissant pour:

• évaluer des implémentations différentes d'équipement audio
• tester des équipements ou des circuits avant leur mise en service
• le monitoring automatique de la qualité d'une transmission audio
• identifier le type et/ou l'implémentation d'un codec audio
• jauger la performance d'un algorithme de traitement du signal audio (codec ou autre) durant son élaboration
• identifier des séquences sonores critiques à être utilisées lors de tests d'écoute

Le module d'évaluation objective peut fonctionneren trois modes:

• Mode en ligne: Ce mode d'opération sert au monitoring automatique et en temps réel de la qualité d'une transmission audio. Le logiciel fait un monitoring du signal d'entrée et cherche à reconnaître et à enregistrer un signal test prédéfini. Une fois capturé, le signal test dégradé est automatiquement synchronisé avec une version de référence non-dégradée avant de passer à une mesurede la qualité sonore. 
• Mode hors ligne: Les deux signaux à comparer, c'est-à-dire le signal de référence et la version dégradée, sont déjà enregistrés sur le disque dur du PC. Les deux fichiers sont d'abord automatiquement synchronisés avant de passer à une mesure objective de la qualité sonore.
• Mode "joue et mesure": Ce mode permet de mesurer la qualité sonore d'appareils audio. Un signal de référence est envoyé à l'entrée de l'appareil à tester et la sortie de ce dernier est enregistrée sur le disque dur du PC. Une fois l'enregistrement complété, le logiciel synchronise automatiquement le signal de référence avec le signal dégradé avant d'entamer l'évaluation objective de la qualité sonore de ce dernier.

Principales caractéristiques:

• Trois modes de fonctionnement: en ligne, hors ligne,"joue et mesure"
• Sélection interactive ou par lot des fichiers audio à tester
• Sélection par l'utilisateur de la durée de la fenêtre d'analyse ou du degré de chevauchement des fenêtres successives
• Sélection et affichage des variables de sortie (jusqu'à 12) dumodèle PEAQ
• Zoom ajustable sur n'importe quelle portion des séquences audio testées et mesure de la qualité de cette portion
• Synchronisation temporelle automatique des séquences audio testées
• Reproduction sonore des fichiers par la carte son du système
• Séquences monophoniques et stéréophoniques
• Résolution: 16, 20, 24 et 32 bits/échantillon et virgule flottante
• Fréquences d'échantillonnage: 44.1 et 48 kHz
• Ordre des octets: formats Intel et Motorola
• Fichiers audio: formats Microsoft WAV et PCM sans en-tête

Cofiguration minimale requise

Pentium Pro ou Pentium II 400Mhz ou plus, au moins 128 Mo de mémoire vive, disque rigide (IDE ou SCSI) 5200rpm ou supérieur, souris à trois boutons, carte de soncompatible Windows MME, Windows 95/98/NT4/2000/XP.

CRC-SEAQ

Pour en savoir davantage:

Louis Thibault, Gestionnaire, Systèmes audio de pointe
Centre de recherches sur les communications Canada
3701, av. Carling, C.P. 11490, succursale H
Ottawa (Ontario), Canada K2H 8S2
Téléphone: (613) 990-4349
Télécopieur: (613) 993-9950
Courrier électronique: louis.thibault@crc.gc.ca
www.crc.gc.ca/aas