Brevet FR2677839A1 — publié le 19921218

L'invention concerne les systèmes de reproduction du son. Un son quelconque est un enchevêtrement, qui peut être très complexe, de signaux, et sa perception par un auditeur est un phénomène éminemment subjectif. Parmi les qualités subjectives d'un son interviennent notamment des qualités intrinsèques (intensité, hauteur, timbre), des qualités liées à l'effet de succession des sensations sonores (rythme, dynamique, mélodie), et des qualités liées à un certain effet d'espace (réverbération, écho, effet directif, effet stéréophonique). L'effet d'espace joue un rôle très important dans l'écoute de la musique car l'oreille est sensible à deux impressions a priori contradictoires, la traînée sonore accompagnant l'objet sonore et la possibilité de repérage et de reconnaissance des divers instruments de musique. L'effet stéréophonique vise à fournir à l'oreille des informations sur l'emplacement des sources de son les unes par rapport aux autres grâce à plusieurs signaux audiofréquences recueillis, transportés et traités de façon distincte d'une extrémité à l'autre de la chaîne de reproduction sonore et alimentant séparément des hautparleurs différents. Le système stéréophonique de reproduction du son le plus répandu fait appel à deux canaux qui traitent séparément et appliquent respectivement à deux transducteurs, ou groupes de transducteurs, les deux signaux qui ont été recueillis lors de la prise de son. Toutefois, un tel système n'apporte des informations que dans un espace limité situé devant l'auditeur. Des systèmes à plus grand nombre de canaux, tétraphoniques par exemple, ont été conçus, mais ils connaissent un développement limité en raison, notamment, de la grande complexité des équipements et de la difficulté des réglages qu'ils requièrent. I1 existe également des systèmes pseudo-tétraphoniques, destinés, à partir d'un enregistrement stéréophonique à deux canaux, à accroître l'effet d'espace : toutefois, ces systèmes nécessitent un nombre de transducteurs ou groupe de transducteurs (enceintes) supérieur à deux. L'invention vise à fournir un procédé et un dispositif qui permettent d'accroître l'effet d'espace procuré par un système stéréophonique conventionnel à deux canaux. Plus précisément, l'invention vise à fournir un dispositif qui puisse être intercalé ou intégré dans un système stéréophonique conventionnel à deux canaux et deux transducteurs ou groupes de transducteurs électroacoustiques pour produire une impression d'environnement sonore élargi. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de reproduction du son à partir de deux signaux conventionnels gauche E G et droit En d'une prise de son stéréophonique à deux canaux, caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer à au moins deux transducteurs ou groupes de transducteurs électroacoustiques d'un système stéréophonique respectivement deux signaux composites E' G et E ' D tels que E' G = k1 E G - k2 ED E' n = k1 En - k2 E G où k1 et k2 sont des coefficients de valeur prédéterminée. De façon surprenante, il a été constaté que ce procédé permettait d'augmenter sensiblement l'aire de localisation des sources sonores perçue par les auditeurs et de produire ainsi un effet d'espace stéréophonique plus important. De préférence k1 -k2 est égal à 1 et, de manière préférée, k1 est égal à 3/2 et k2 à 1/2, valeurs pour lesquelles, d'après des essais effectués, l'effet d'espace est maximal. L'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé ci-dessus caractérisé en ce qu'il comprend un circuit à deux voies destiné à recevoir lesdits signaux conventionnels gauche et droit à ses deux entrées respectives, chaque voie comprenant des moyens multiplicateurs et soustracteurs connectés auxdites entrées pour produire en sortie l'un desdits signaux composites. De préférence chaque voie comprend des premiers moyens multiplicateurs pour multiplier par k1/k2 le signal appliqué à l'entrée de ladite voie, des moyens inverseurs pour inverser le signe du signal appliqué à l'entrée de l'autre voie et des seconds moyens multiplicateurs pour multiplier par k2 la somme dudit signal multiplié par kl/k2 et dudit signal inversé. Enfin, l'invention a également pour objet un système stéréophonique à deux canaux pour la reproduction du son, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif tel que défini ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention résulteront de la description qui va suivre, faite en se référant aux dessins annexés donnés uniquement à titre d'exemples et sur lesquels - la figure 1 est un schéma synoptique simplifié d'un système stéréophonique à deux canaux selon l'invention ; - la figure 2 est un diagramme illustrant l'effet d'espace procuré par le système de la figure 1 comparativement à un système stéréophonique conventionnel; - la figure 3 est un schéma électrique d'un mode de réalisation d'un dispositif pour la production de signaux composites conformément à l'invention. En se reportant à la figure 1, la référence 1 désigne une source de modulation stéréophonique à deux canaux de sortie G et D véhiculant les signaux gauche E G et droit E D d'une prise de son stéréophonique conventionnelle. La source 1 peut être par exemple un lecteur de disque ou de bande magnétique à enregistrement analogique ou numérique. Il peut s'agir également d'une installation à microphones de prise de son en studio ou autre. Les signaux de sortie E G et ED de la source 1 sont appliqués, si nécessaire après préamplification en 2 comme représenté en traits mixtes, aux entrées respectives 1G et ID d'un dispositif 3 à deux voies, comportant deux sorties 0G et Ot > respectivement. La voie gauche comprend un circuit multiplicateur 4G qui multiplie par k1/k2 le signal EG présent à l'entrée gauche 1G et un circuit inverseur 5G qui multiplie par -1, c'est-à-dire déphase de 180 , le signal ED présent à l'entrée droite ID. Les sorties des circuits 4G et 5G sont connectées à l'entrée 6G d'un circuit multiplicateur 7G qui multiplie par k2 le signal k1/k2 EG ED Et > présent à son entrée.La sortie du circuit 7G délivre donc sur la sortie 0G un signal composite de valeur E' G = k1 E G - k2 ED De même, la voie droite du circuit 2 comprend un circuit multiplicateur 4D connecté entre l'entrée ID et un point de sommation 6D et un circuit inverseur 5D connecté entre l'entrée 1G et le point de sommation 6D . Les circuits 4D et 5D, identiques aux circuits 4G et 5Gr multiplient les signaux ID et 1G respectivement par k1 /k2 et -1.Le circuit 7D, identique au circuit 7G, multiplie par k2 le signal présent au point 6D t > et applique en OD un signal composite de valeur E' t > = k1 E t > - k2 E G Après amplification dans un amplificateur 8, les signaux E' G et E' t > sont appliqués à des transducteurs électroacoustiques T G et T t > respectivement. De manière classique, les transducteurs T G et TD peuvent être constitués chacun par une enceinte comprenant un ou plusieurs haut-parleurs à membranes ou autre. La figure 2 illustre l'effet sonore ressenti par un auditeur A placé dans une position symétrique face aux transducteurs TG et T : la zone hachurée 9 ("STEREO") représente l'aire de localisation des sources sonores perçue par l'auditeur A lorsque les transducteurs sont alimentés par des signaux stéréophoniques conventionnels E G et ED. La zone grisée 10 ("STV") représente cette même aire lorsque les transducteurs T G et T t > sont alimentés par les signaux composites E' et E' t > respectivement. On constate que dans le second cas l'aire est sensiblement plus importante, ce qui traduit le fait que l'auditeur A localise des sources sonores provenant de l'extérieur de l'aire comprise entre les deux transducteurs.Le système se comporte donc en quelque sorte comme si des sons provenaient de transducteurs virtuels situés à l'extérieur de la zone comprise entre les transducteurs réels Ta et T Il doit être noté que l'effet précité a été obtenu dans le cas où les coefficients k1 et k2 sont tels que k1 - k2 = 1. Dans ce cas, qui correspond au mode préféré de réalisation de l'invention E G + E t > = EG + E t > , c'est-à-dire que l'amplitude du signal monophonique n'est pas affectée par le traitement opéré dans le dispositif 3. La figure 3 illustre un mode particulier de réalisation de l'invention dans lequel les fonctions de multiplication des circuits 4a' 7G, 4D, 7D et d'inversion des circuits Sa et 5D sont mises en oeuvre au moyen d'amplificateurs opérationnels associés à des résistances et condensateurs comme cela est bien connu des spécialistes de la technique. Le dispositif 3 illustré par la figure 1 ne constitue également qu'un simple exemple de circuit pour la génération, à partir des signaux d'entrée Ea et ED, des signaux de sortie E' = k1 EG - k2 E t > E' t > = k1 E t > - k2 EG N'importe quel autre type de circuit peut être utilisé pour mettre en oeuvre la même fonction sans sortir pour autant du cadre de l'invention. C'est ainsi, par exemple, que les circuits 4G et 4D peuvent être des multiplicateurs par k1, les circuits 5D et et St > des multiplicateurs par - k2, et les circuits 7G, et et 7t > de simples sommateurs des signaux k1 EG et - k2 E t > d'une part, k1 E t > et - k2 EG d'autre part. De plus, le dispositif 3 peut comporter des moyens conventionnels (jeux de résistances pouvant être connectées sélectivement par exemple) pour faire varier de manière continue ou par pas les valeurs k1 et k2 dans les deux voies, tout en conservant de préférence la relation k1 - k2 = 1. Le dispositif 3 peut être installé à différents niveaux d'un système stéréophonique conventionnel de reproduction sonore et un interrupteur (non représenté) peut être prévu pour le mettre sélectivement en et hors service. Dans le cas d'une chaîne haute-fidélité, le dispositif peut être, par exemple, intégré au niveau du préamplificateur ou rapporté entre le préamplificateur et l'amplificateur. Le dispositif peut être également installé côté émission d'un système de radiodiffusion ou de télévision stéréophonique : les récepteurs stéréophoniques conventionnels recevront les signaux composites E' G et E' t > et l'effet d'espace amplifié sera perçu par les auditeurs sans intervention de leur part. Le procédé selon l'invention peut également être appliqué pour enregistrer directement les signaux composites E' t > et EED t > sur un support approprié tel que disque, bande magnétique ou autre. Le procédé de production des signaux composites E', et EED à partir des signaux stéréophoniques Ex et Et Et > peut être également avantageusement appliqué pour pallier les déficiences de l'effet stéréophonique conventionnel lorsque les circonstances d'écoute font que les enceintes sont écartées d'une grande distance l'une de l'autre (salles de cinéma, concert, etc...). Par exemple, l'industrie du cinéma ne connaît, pratiquement, que le système "monophonique" ou le "Dolby Stéréo (R)" Ce procédé polyphonique a été développé essentiellement pour rendre applicable le modèle stéréophonique. En effet, si deux enceintes acoustiques sont distantes de plus de 6 mètres, les auditeurs situés sur les extrémités de la salle ne perçoivent pratiquement la modulation que d'un seul canal. Les grosses installations de sonorisation, qui utilisent deux ensembles de haut-parleurs de part et d'autre de la scène, travaillent pratiquement en mono pour combler cette difficulté. La solution "Dolby Stéréo (R)" requiert trois enceintes côté écran, face aux spectateurs, appelées gauche, centre et droite.Une quatrième piste dite d'effets ou "Surround" comprend une série de petites colonnes (généralement au nombre de 6) disposées face à face sur les parois latérales de la salle vers l'arrière. Le principe d'utilisation d'une telle installation pour le mixage de la bande sonore repose sur l'emploi principal de l'enceinte centre, certains effets stéréo et d'autres effets de déplacement avec la piste arrière. Ce système n'étant pas compatible avec d'autres modes de diffusion comme la télévision, un second mixage est donc nécessaire. L'invention permet d'envisager une utilisation différente des salles ainsi équipées. Les signaux composites E' G et E' D sont enregistrés sur les deux pistes frontales, une troisième piste étant réservée aux effets arrière. Le haut-parleur centre sera alimenté par l'addition du canal gauche et droit, atténué par exemple de l'ordre de 6 décibels. L'intérêt d'une telle solution est multiple ; le support bande master devient le format 3 pistes/35 mm perforé, c' est-à-dire la machine la plus répandue dans l'industrie du cinéma contrairement aux machines 6 pistes/35 mm. La majorité des studios d'enregistrement sont équipés pour la synchronisation du son et de l'image, donc possèdent des ressources pour effectuer ce travail. La compatibilité salle/vidéo ne nécessite pas un mixage supplémentaire mais une copie en introduisant la piste effet. REVENDICATIONS 1. Procédé de reproduction du son à partir de deux signaux conventionnels gauche EG et droit E t > d'une prise de son stéréophonique à deux canaux, caractérisé en ce qu'il consiste à appliquer à au moins deux transducteurs ou groupes de transducteurs électroacoustiques d'un système stéréophonique respectivement deux signaux composites E' t > et E' t > tels que E' t > = k1 EG - k2 E t > E'D t > = k1 E t > - k2 EG où k1 et k2 sont des coefficients de valeur prédéterminée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les coefficients k1 et k2 sont tels que k1 - k2 = 1. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que k1 est égal à 3/2 et k2 à 1/2. 4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 3, caractérisé en ce qu'il comprend un circuit (3) à deux voies destiné à recevoir lesdits signaux conventionnels gauche et droit à ses deux entrées respectives (IG, ID), chaque voie comprenant des moyens multiplicateurs (4G, 7G; 4D, 7D) et soustracteurs (5G, 6G ; 5D, 6D) connectés auxdites entrées pour produire en sortie l'un desdits signaux composites (E' G, E'D). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque voie comprend des premiers moyens multiplicateurs (4G, 4D ) pour multiplier par k1/k2 le signal appliqué à l'entrée de ladite voie, des moyens inverseurs 5D, 5G ) pour inverser le signe du signal appliqué à l'entrée de l'autre voie et des seconds moyens multiplicateurs (7G, 7, ) pour multiplier par k2 la somme dudit signal multiplié par k1/k2 et dudit signal inversé. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que k1 est égal à 3/2 et k2 est égal à 1/2. 7. Système stéréophonique à deux canaux pour la reproduction du son, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (3) selon l'une quelconque des revendications 4 à 6. 8. Système selon la revendication 7, comprenant un étage préamplificateur (2) et un étage amplificateur (8) dont les deux sorties attaquent respectivement lesdits transducteurs ou groupes de transducteurs (TG t TD ) r caractérisé en ce que ledit dispositif (3) est interposé entre ledit étage préamplificateur et ledit étage amplificateur. 9. Système selon la revendication 7, comprenant un système de transmission de son à au moins un récepteur distant, caractérisé en ce que ledit dispositif (3) est connecté dans ledit système de transmission pour transmettre lesdits signaux composites audit récepteur. 10. Système stéréophonique à deux canaux pour la reproduction du son selon le procédé de l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend des supports d'enregistrement du son sur lesquels sont enregistrés lesdits signaux composites.