Brevet FR2839601A1 — publié le 20031114

suivi audit message electronique. -1 - Dispositif electronique de mixage multicanal audio-analogique en temps reel dedie a la gestion spatiale d'une installation de sonorisation comportant differentes sources audio qui vent utilisees afin de creer des effets de panoramiques autour des spectateurs et au moins 3 poles monophoniques de dfflusion tels que des amplificateurs relies a des enceintes acoustiques, ce dispositif est destine a ['usage des professionnels du spectacle et particulierement aux DJ. La plupart des consoles de mixage utilisees aujourd'hui en sonorisation recoivent, en entree, differents signaux audio-analogiques mixes et transmis, en sortie, a un systeme d'amplification stereo. La difficulte appara'^t lorsqu'il est necessaire de gerer independamment plus de 2 sorties ou plus de 2 poles de diffusion d'une installaffon de sonorisation destinee a produire un effet spatial a partir de differentes sources dans le cadre d'une performance Ulive" par exemple ou creer des panoramiques complete en temps reel, ces poles de diffusion etant places de telles maniere a creer un espace sonore coordonne afin d'obtenir un ensemble spatial equilibre, or dans le cas ou le signal audio provient d'une table de mixage traditionnelle, I'utilisateur ne peut creer qutun effet de panoramique gauche-droite entre les poles, de plus il est necessaire de pouvoir intervenir en temps reel et gGrer les dRFbrentes sources sonores independamment comme des blements du Udecor pour creer un environnement sonore realiste, l' utilisateur doit disposer d' un controle permanent et intuitif tout en conservant un volume de sortie sans saturation ni defavorisassions d'une vole destinee a l'alimentation d'un des poles de diffusion. Cela supposerait dans ce cas de disposer d'un systeme de monitoring permettant d'oRrir a l'utilisateur, qu'il soit ou pas au centre de cette installation, une prb-bcoute adaptee a la manipulation en temps rbel et au controle des differents effete de panoramique et des niveaux sonores, en general ce systeme de monitoring est constitue d'un casque audio stereo ou d'enceintes acoustiques amplifiees si l'utilisateur est situe a l'ecart ou isole de cette installation de sonorisaffon. Le but de la presente invention est done de proposer un dispositif de mixage en temps reel comportant differentes entrees audio-analogiques, leur nombre, dbtermine par le mode de realisation, correspond au nombre de signaux a melanger et comportant au moins 3 sorties audio-analogiques monophoniques pour alimenter les poles de diffusion sachant qu'il faut minimum 3 haut-parleurs, systeme dit tetraphonique, disposes dans un espace pour creer un environnement sonore a 360 autour des spectateurs. Un autre but de la presente invention est de simplifier la manipulation en temps reel en proposant le reglage de volume de chaque signaux d'entree pour toutes les voies de sortie etablie par un nom bre de controleu rs proportion nel au nombre d'entrees multiplie par le nombre de sorties. Un autre but de la presente invention est de proposer un dispositif de pre-ecoute adapte a la gestion des panoramiques et des effets sonores spatiaux sur; minimum 3 canaux de sortie audio d'une installation de sonorisation adaptee. L'invention a pour objet un dispositif de mixage et de controle des effets de panoramiques en temps reel de chaque signal monophonique d'entree sur minimum 3 canaux de sortie audio afin de creer un espace sonore vivant et realiste et des effets de panoramiques spectaculaires comme des sons tournants ou des scenes sonores demandant une precision dans la position des sons dans l'espace implique,ce dispositif est caracterise en ce qu'il est constitue par, outre le nombre d'entrees et sorties, par une matrice de mixage et un nombre de controleurs adapte, par la memorisation puis le stockage interne, au moyen d'une memoire reprogrammable de type RAM puis EPROM, des donnees de reglages relatives aux controleurs pour chaque canal audio sous la forme de preselections, de sequences avec possibilites de mise en boucles au format MIDI directement accessibles a l'utilisateur, d'une liaison entree/sortie MIDI permeKant de rendre le dispositif ma^tre ou esclave d'une autre unite MIDI ainsi que la sauvegarde externe des donnees memorisees, par un systeme de monitoring offrant une selection multiple des signaux d'entree sur le canal de gauche et des signaux de sortie sur celui de droite ou reparti en fonction des choix de l'utilisateur sur les deux canaux de la sortie stereo de pre-ecoute destine a facilite de creation en temps reel d'effets en permettant de pre-mixer les differents signaux,d'en controler le volume, d'en conna'^tre le type avant la diffusion interessee sur ['installation de sonorisation destinee aux spectateurs. Grace a ce dispositif de mixage, il est possible de caracteriser un espace sonore en temps reel et enregistrer puis editer ces caracteristiques sous la forme de donnees qui seront ensuite jouees seules ou conjointement avec les manipulations de l'utilisateur. Selon une forme preferee de realisation de ['invention, ce dispositif, mobile, doit ergonomiquement repondre a l'utilisation temps reel et aux nombreuses manipulations, com me une interface util isateu r organ isee, conviviale et intuitives et d'autre part, ceKe console de mixage multicanal doit pouvoir etre integree a un systeme de protection contre les chocs qui assure la stabilite de ['ensemble du dispositif, de preference ce dispositif est adaptable au format standart 19 pouces pour integrer par exemple des basis de type "racks mobiles ou non. L'invention sera bien comprise a la lecture de la description suivante d'un exemple de realisation de ce dispositif proposant 4 entrees audio et 4 sorties audio en reference aux dessins annexes dans lesquels la figure 1 represente de maniere schematique le bloc diagramme du dispositif de mixage selon ['invention et suivant l'exemple choisi. -3 la figure 2 represente de maniere schematique le bloc diagramme d'une partie de ce dispositif et particulierement le circuit matriciel de mixage (5) et ['implantation du dispositif MIDI integre (11). Ia figure 3 represente de maniere schematique le bloc diagram me du circuit du systeme de monitoring (18) integre au dispositif. Ia figure 4 represente ie dispositif de mixage selon ['invention au centre d'une installation de sonorisation et un mode de realisation quadriphonique superieur integrant une deuxieme matrice numerique utilisee conjointement ou pas avec la matrice analogique permettant le mixage puis l'enregistrement multicanal de supports numeriques acceptant plus de 2 canaux audio. Le dispositif decrit dans les differents dessins est particulierement destine a une utilisation intensive lors de peRormances sonores Ulive ou les nombreuses possibilites de jeu en temps reel permettent la creation d'effets speciaux. L'installation de sonorisation en reference aux dessins annexes et decrite en figure 4 necessite 4 sources audio analogiques (1) telles qu'un synthebseur, un micro ou tout autre module de sons monophonique ou telles que des sources audio stereophoniques au nombre maximum de 2 comme un lecteur de CD-Rom, une platine disque,etc... ou meme plusieurs canaux audio provenant d'un meme instrument ou d'un ordinateur equipe d'une carte audio disposant de plusieurs sorties monophoniques, d'autre part, cette installation necessite 4 poles d'emission ou de diffusion du son tels que pour l'exemple des amplificateurs de puissance monophoniques (8) relies chacun a une enceinte acoustique. On rappelle que le dispositif selon ['invention est un appareil electronique alimente par une prise 220V standard et dispose d'un transformateur interne ou externe permettant son fonctionnement. Le dispositif de mixage selon ['invention decrit permet la gestion d'une diffusion quadriphonique destinee a produire un effet spabal en proposant un reglage de gain entre ['attenuation totale du signal et +6db accompagne d'un systeme de coupure du signal pour chacune des sources audio independamment pour chacun des 4 canaux de sortie relic a un pole de diffusion sonore monophonique. Dans l'exemple decrit, le dispositif de mixage s'insere done entre les differentes sources audio-analogiques et les amplificateurs de puissance, caracterise en ce qu'il com porte 4 con necteu rs d'entrees analogiques mono (2) et 4 con necteurs de sorties analogiques mono (7) tels que des connecteurs femelles, types jack mono 6.3mm, RCA ou XLR, permettant le branchement des cites sources (1) aux 4 canaux de mixage, les signaux vent alors mixes par un systeme de distribution multicanal appele matrice de mixage (5) afin de constituer les 4 canaux audio de sorties qui vent affectes aux amplificateurs (8), ces amplificateurs seront raccordes au dispositif par les types de connecteurs femelles deja cites. La matrice de mixage se compose pour chaque canal d'entree par la distribution (23) de ce signal d'entree (22) pour chaque canal de sortie (26), comme le montre la figure 2, chaque vole de distribution possede un interrupteur (24) permettant la coupure du signal et un potentiometre de reglage du gain (25) pour ce meme signal. Selon le mode de fabrication prefere de ['invention, ce reglage est compris entre ['attenuation totale du signal et +6db. Dans l'exemple decrit, le dispositif de mixage selon ['invention comprends done 16 interrupteurs et 16 potentiometres de volume repartis sur une surface de controle ordonnee. La matrice de mixage est done commandee par une serie de potentiometres accompagnes d'interrupteurs regroupes sous le nom de controleurs (10) qui vent relies a un module de memorisation des reglages (11) sous la forme de donnees numeriques MIDI, le protocole MIDI signdie Musical Instruments Digital Interfacen, ses donnees regroupent des preselections de reglages, des sequences simples et des sequences bouclees integrant plusieurs reglages pendant une duree determinee ou reproduisant les manipulations effectuees oulet programmees par l'utilisateur, un clavier de commande (12) integre a la surface de controle permet le parametrage des differents modes operatoires du module MIDI, la sauvegarde et ['effacement des informations, le declenchement ou l'arret de la lecture des sequences ainsi que l'appel des preselections de reglages affectees a la matrice de mixage.Ces donnees, stockees ou pas, peuvent ensuite etre echangees avec une autre unite MIDI externe ou modifiees par un autre systeme de controle MIDI tel un sequenceur ou un synthetiseur, le transfert des donnees s'effectue grace aux connecteurs MIDI Din 5 broches d'entrees et sorties adaptes a ce type de liaison (14). Les informations concemant les donnees relatives aux differents reglages, preselections et sequences vent affichees grace a un ecran type LCD retroeclaire ou a diodes luminescentes (13). Comme le montre ia figure 1 et 3, les 4 signaux d'entrees vent d'une part relies a la matrice de mixage et d'autre part relies au systeme exclusif de controle monitoring (4); Les 4 signaux de sorties vent par ailleurs aussi relies a ce systeme de controle (6) qui comprends dans son mode de fabrication original caracterise selon ['invention et represente a la figure 3, des indicateurs de niveaux tels que des bargraphes LEDS ou un afficheur digital (16 et 17), des interrupteurs (27) permettant la selection d'ecoute pour chaque canal audio, ses canaux vent ensuite regroupes suivant une organisation detnie: les signaux d'entrees vent regroupe en un seul canal mono (29) transmis a un potentiometre de fondu- enchaine ou un commutateur a 2 positions qui determine si ce canal est diffuse uniquement sur le canal de gauche ou reparti sur les deux canaux de la sortie stereo de monitoring (20), a ['inverse les signaux provenant des sorties vent reg rou pes en un autre canal mono (28) transm is a un autre potentiometre ou -5- commutateur qui determine la diffusion uniquement sur le canal de droite ou reparti sur les 2 canaux de la cite sortie stereo de monitoring. Ce systeme permet entre autre de pre-ecouter et ainsi organiser les signaux qui vent envoyes a la matrice de mixage et d'ecouter le futur resultat pour chaque canal de sortie. Ce systeme de pre-ecoute dispose done de sa propre surface de contr61e integre au dispositif comprenant 8 interrupteurs (27) et 2 commutateurs ou potenffometres de fondu-enchanes (28 et 29), ainsi qu'un reglage de volume general (19), suivant l'exemple decrit et relatif aux figures 1 et 3. Outre sa construction inteme, la surface utilisateur se compose done d'une partie (10) regroupant les interrupteurs (24) et potentiometres (25) relies a la matrice de mixage (5) et au module MIDI integre (11), une partie regroupant les commandes (12) rapportees a ce module MIDI et une derriere partie regroupant les interrupteurs et les potentiometres de fondu-enchanes du systeme de monitoring (18), d'autre part, ce panneau de confrole comporte des indicateurs de niveaux pour les entrees (16) et les sorties (17) separement ainsi qu'un afficheur lumineux (13) indiquant la configuration du dispositif ( ma^'tre ou esclave) et les indications relatives aux donnees recueillies ou reproduites par le module MIDI. Le dispositif selon ['invention fonctionne done suivant 2 modes cohabitants, le mode Jeux" offrant la manipulation en temps reel et la caracterisation libre de l'environnement sonore et le mode programmes" qui permet la lecture ou l'enregistrement en memoire des reglages tels que on pour les interrupteurs et une plage de 0 a 127 pour les messages MIDI traduisant les differentes positions des potentiometres. Les reglages successs des potenbometres vent alors reproduits de fa,con mecanique ou electronique, le systeme mecanique consiste a commander la position physique des potentiometres a ['aide de micromoteurs assertis; on peut ainsi voir les potentiometres evoluer, une legere pression sur le bouton d'un potentiometre permet de le decoupler de ['automation de sorte que les reglages puissent etre modifies par l'utilisateur, le systeme electronique opere directement sur le systeme de modulation VCA inteme au controleur, I'automation devient inactive des la premiere manipulation de l'utilisateur sur ce meme controleur, ces deux systemes presentent des avantages differents mais offrent a l'utilisateur un controle independents pour chaque canal. Par l'intermediaire du clavier de commandes (13) relic au module MIDI (11), I'utilisateur definit les modes de fonctionnement, les parametres et les valeurs MIDI pour tous les controleurs recouvrant la surface utilisateur. Dans son mode de realisation originale, cette console de mixage doit pouvoir integrer un studio d'enregistrement ou un home-studio en possedant un systeme d'installation fxe au format standard 19" et comporter sur une de ces faces les differentes connections audio EntreeslSorbes (2 et 7) et MIDI Entree/Sortie (14). Dans le mode de realisation superieur represente a la figure 4, le dispositif de mixage quadriphonique est integre a une installation lui fournissant en entree des signaux analogiques provenant de differents equipements audio et numeriques provenant par exemple d'un multipiste numerique permettant l'enregistrement et la lecture des 4 canaux su r Mini Disc, DVD audio ou disque du r informatique, on retrouve ce meme equipement connecte en sortie du dispositif, on dispose alors d'une chane numerique complete, des connections digitales ou optiques de types ADAT, TDIF ou AES/EBU permettant jusqu'a 8 canaux offrent un traitement de qualite superieure des signaux audio. Un clavier MIDI Uma^tre est connecte au dispositif et permet le declenchement des preselections et des sequences memorisees. De meme, on retrouve, en sortie, une autre unite MIDI connectee dit esclave" chargee de traduire et d'executer les donnees de reglage pour d'autres equipements audio ou meme d'autre dispositifs de mixage multicanal similaires. L'installation de sonorisation se compose enfin des 4 poles de diffusion amplifies, la puissance de ces amplificateurs doit etre obligatoirement de niveaux identiques pour equilibrer au maximum l'espace sonore ainsi cree. Des modes de realisation differents du dispositif selon ['invention permettent le mixage multicanal sur 3, 4, 5, 6, 7, et 8 canaux de sortie defini comme une limite pratique des manipulations et la limite technique des systemes de diffusion proposant un effet spatial autour des spectateurs. Dans un mode de realisation superieur non reproduit sur les figures annexees, ce dispositif comprends des modules limiteurs de cretes pour chacune des entrees etou des sorties evitant les risques de mauraises manipulations qui provoqueraient des saturations desagreables et un danger potentiel pour les amplificateurs de puissance et les haut-parleurs. Dans son mode de realisation principal, ce dispositif doit etre manipule par un utilisateur avert) initie aux techniques du son. On peut ajouter que l'appareil decrit suivant les caracteristiques de ['invention permet d'autre applications telles que la drffusion multicanal et multizone, la gestion de pares amplificateurs de tres grosse puissance, il peut etre aussi utilise comme outil pedagogique lie aux experimentations sonores et spatiales. -7 REVENDICATIONS 1- Dispositf de mixage audio multicanal en temps reel, caracterise par le mixage makiciel (5) des signaux entrants effectue a ['aide de controleurs (10) programmables operant sur les differents niveaux sonores et caracterise par un systeme de monitoring (18) adapte permettant une selection separee d'ecoute pour chaque canaux avant et apres le mixage. 2- Disposiff de mixage selon la revendicabon 1 caracterise en ce que ce dispositif (3) est destine a la gestion d'une installation de sonorisation ou un systeme de diffusion sonore comprenant au moins 1 sources audio (1) et au moins 3 amplificateurs de puissance (8) et 3 haut-parleurs (9). 3- Dispositif de mixage selon la revendicabon 1 caracterise par une surface de conbole manuelle de mixage (10) dediee a la matrice, regroupant un potentiometre de gain t25) et un interrupteur de coupure du signal (24) pour chaque vole de distribution, on considere le nombre d'entrees physiques multipliee par le nombre de sorties physiques pour determiner le nombre de voies de distribution matricielle afin d'assurer le fonctionnement de ce dispositif. En reg le generale et suiva nt son mode de realisation principal, ce dispositif req uiere un nombre minimum de 3 sorties et maximum de 8 sorties. 4- Dispositif de mixage selon la revendication 3 caracterise en ce que la surface utilisateur soit entierement programmable et couplee a un module numerique MIDI integre (11) traduisant les manipulations de l'utilisateur en donnees numeriques, de plus ce module MIDI, comportant une memoire reprogrammable de types RAM associee a une EPROM, permet la memorisation puis la sauvegarde interne de ces donnees, I'utilisateur dispose d'un contrdle manuel permanent sur le declenchement de la lecture de ces informations sous la forme de preselections de reglages et de sequences d'automation, avec possibilites de lecture en boucles, declenchables qui reproduisent ses manipulations. - Dispositif de mixage selon la revendication 1 caracterise par un systeme de monitoring (18) comportant des selections multiples des canaux ecoutes par l'intermediaire d'interrupteurs (27) et comportant des commutateurs (28 et 29) ofFrant la possibilite d'ecoute separee pour chacune des entrees sur le canal de gauche et de chacune des sorties sur le canal de droite ou reparties sur les deux canaux de la sortie stereo (20) destinee a la pre-ecoute, ce systeme comporte egalement des indicateurs de niveaux d'entrees (16) et de sorties (17). -8 6- Dispositif de mixage selon la revendication 4 caracterise par un panneau de commandes (12) dedie au module MIDI (11) permeffant la configuration et les commandes de memorisation et de sauvegarde, le rappel des donnees de reglages lies aux conboleurs (10) et comportant un afficheur numerique (13) indiquant les differents statute, modes et parametres du module. 7- Dispositfl de mixage selon la revendication 1 caracterise en ce qu'un mode de fabrication superieur utilise un traitement numerique du son selon un principe identique de mixage matriciel et de systeme de monitoring decrit selon ['invention. Ce mode de fabrication comprend egalement des connections d'entrees et sorties numeriques sur une des faces de ce dispositif permettant la liaison avec un systeme d'enregistrement et de lecture audionumerique utilisant plusieurs canaux. 8- Dispositif de mixage selon la revendication 1 caracterise par un mode de realisabon similaire a celui d'une table de mixage traditionnelle pour DJ ou Professionnels du son sous la forme d'un bo^'tier encastrable comportant sur une de ses faces les differentes connections (audio, MIDI et electriques) et sur la face avant, les differents contrdleurs et indicateurs permettant le fonctionnement ou la manipulation du dispositif selon ['invention.