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Le codage MPEG Surround et ses applications à une diffusion télévisuelle

Auteur : Annabelle Negro - Directeur interne : Claude Gazeau ; Directeur externe : Manuel Naudin

vendredi 30 mai 2014

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Depuis sa naissance dans les années 1930 avec une seule chaîne en noir et blanc et seulement quelques heures de programmes par jour, la télévision a beaucoup évolué et notamment durant cette dernière décennie avec l’arrivée de la télévision numérique terrestre, l’arrêt de la diffusion analogique, le développement de la télévision par les fournisseurs d’accès à Internet, et tous les services désormais proposés : télévision de rattrapage, vidéo à la demande, télévision connectée, etc.

On peut désormais regarder la télévision sur différents supports : écran plat, ordinateur, tablette numérique, smartphone. La télévision numérique terrestre haute définition supporte la diffusion d’une image haute définition et de l’audio multicanal (5.1), tandis que la diffusion en définition standard ne permet qu’une image en définition standard et un son stéréophonique. De plus, les chaînes fournissent aussi leur signal à des fournisseurs d’accès à Internet, ainsi qu’à des sous-traitants qui gèrent les services de télévision de rattrapage. La multiplication des supports de diffusion oblige alors la cohabitation de différents formats, tant pour l’image que pour l’audio. Le MPEG Surround est un format de codage audio multicanal, de type « surround-parametric », qui permet d’encoder un signal multicanal 5.1 en un flux audio encapsulé en MPEG-4, qui contient un signal audio stéréophonique, ainsi qu’un flux de données qui renferme les informations de spatialisation. Ce format permet alors une diffusion audio multicanale sur des vecteurs limités en bande passante, tels que la télévision numérique terrestre en définition standard, le streaming et la vidéo à la demande. Ce format garantit une parfaite compatibilité 5.1/stéréo sur la plupart des lecteurs multimédias grand public, qui pourrait éviter une double diffusion, ainsi qu’une compatibilité binaurale.

Je vais débuter ce mémoire par un rapide état des lieux du son à la télévision, à savoir les formats de diffusion actuels, les différents services proposés, et les équipements audio des Français. Ensuite, je rappellerai les mécanismes de perception auditive humaine des sons spatialisés. Puis, je présenterai plusieurs aspects du codage MPEG Surround : les étapes d’encodage et de décodage, les algorithmes utilisés, les paramètres réglables, ainsi que le fonctionnement du plugin Fraunhofer Pro-Codec de Sonnox.

Enfin, je détaillerai mon protocole de tests perceptifs, qui devra permettre de déterminer les paramètres de codage satisfaisants du MPEG Surround (débit, format), ainsi que l’impact des étapes d’encodage et de décodage sur les paramètres de la recommandation R128, que tous les programmes télévisés doivent dorénavant respecter. Je devrai donc établir si sa qualité est suffisante et s’il pourrait être utilisé dans la diffusion audio de programmes télévisés dans les années à venir.