NICAM - Définition
NICAM est un acronyme qui signifie Near Instantaneous Companded Audio Multiplex : "Multiplexage audio à compression quasi-instantanée".
Ce procédé permet la transmission d'un son numérique stéréo avec les émissions de télévision.
Historique
Il existe de nombreuses normes de télévision. Celles qui utilisent un son modulé en FM permettent la transmission d'un signal sonore stéréophonique, ce qui n'est pas le cas des normes diffusant le son en AM.
Pour permettre néanmoins la diffusion de son stéréo, la norme NICAM a été développée par la BBC dans les années 80 (Première diffusion stéréo NICAM en 1986 sur la BBC).
Flux numériques disponibles en NICAM
- 1 canal stéréophonique.
- 2 canaux monophoniques séparés et indépendants.
- 1 canal monophonique & canal de données à 352 kbit/s .
- 1 canal de données à 704 kbit/s.
Technique
La source sonore stéréophonique en provenance du diffuseur subit en premier lieu une pré-accentuation (norme CCITT J17),afin de garantir un meilleur signal/bruit à la réception.
Le son est ensuite quantifié sur 14 bits linéaires et à une fréquence d'échantillonnage de 32kHz. Le signal numérique est ensuite compressé sur 10 bits par simple suppression des bits de poids fort, pour les sons faibles (aucune perte d'information) et des bits de poids faible pour les sons forts (perte d'information inaudible), un code de contrôle de 3 bits permettant d'indiquer quels bits ont été supprimés est recalculé et envoyé tous les 32 échantillons (Ce qui peut poser des problèmes lors d'écart dynamique trop important dans un même bloc).
Un bit de parité est ajouté à chaque échantillon, calculé a partir des 6 bits de poids fort (les autres bits ayant une influence moindre sur le son, la parité sur les 6 premiers bits permet une meilleur robustesse du signal).
Le signal numérique est ensuite mélangé de façon aléatoire (brassage et entrelacement), le but de cette opération n'est pas de crypter le son, mais tout simplement d'éviter que le signal numérique ne vienne parasiter l'image sous forme de bandes obliques ou d'ondulations. Le signal est alors modulé (Modulation QPSK) avant d'être intégré au signal vidéo sur une sous-porteuse de la même façon que pour le son analogique. Le débit numérique des données NICAM stéreo est de 728 kbit/s (NICAM-728).
Intégration du NICAM dans le Signal SECAM 'L' en France
En France, la norme SECAM 'L', intègre la sous-porteuse NICAM sur la fréquence de 5,85 MHz (par rapport à la fréquence porteuse luminance).
La largeur de bande du signal NICAM est de 500 kHz.
Le niveau de la sous-porteuse se situe à -27dB par rapport à la porteuse image (luminance), afin d'éviter les interférences dans le signal vidéo.
Du fait de l'intégration de la sous-porteuse NICAM à proximité de la porteuse luminance , les anciens téléviseurs "monophoniques" ne sont pas perturbés par ce signal, la porteuse son AM/Monophonique étant bien séparée.
Qualité Audio du signal
Dès la sortie du NICAM, beaucoup de diffuseurs et de fabricants de téléviseurs, ont comparé le son NICAM au son "CD". Le NICAM est certes une avancé qualitative par rapport a la bande son utilisé jusqu'à lors sur le SECAM, mais est important de rappeler que le NICAM n'atteint pas pour des raisons techniques la qualité du son CD ; en effet le son CD est encodé à 44,1 kHz avec 16 bits d'échantillon, le NICAM est encodé à 32 kHz avec 14 bits d'échantillon compressé sur 10 bits. Ce qui limite la bande passante du NICAM à ~15kHz contre ~20kHz pour le CD et la dynamique (le rapport entre le son de niveau le plus élevé et le son le plus faible théoriquement reproductible) maximal à 84dB au lieu de 96dB, de plus le système de compressions utilisé peut causer des artefacts de compressions.