Brevet FR2849573A1 — publié le 20040702

La présente invention se rapporte à la production d'une pluralité d'ondes sonores donnant conjointement l'impression qu'au moins un son provient d'un point particulier de l'espace, ce que l'on a coutume d'appeler 5 l'effet " surround ". Plus précisément, l'invention concerne un procédé et un dispositif de production de signaux adaptés pour, après amplification, commander plusieurs enceintes acoustiques d'une manière telle que ces dernières produisent de telles ondes sonores. Elle concerne 10 également un support d'enregistrement stockant des données à partir desquelles plusieurs enceintes acoustiques peuvent être commandées de cette manière. De tels procédés et de tels dispositifs sont couramment utilisés au cinéma, grâce à quoi le son associé 15 à un objet mobile à l'écran semble être émis à partir d'un point se déplaçant comme cet objet mobile. Avec la commercialisation de films enregistrés sous un format numérique (DVD), ces procédés et ces dispositifs ont été adaptés pour pouvoir être également employés dans le cadre 20 privé, c'est-à-dire par les particuliers chez eux. On parle alors généralement de " home cinéma ", cette expression signifiant cinéma à la maison. La mise en oeuvre des procédés précités requiert plusieurs enceintes acoustiques réparties à la périphérie 25 du lieu d'écoute. Les données à partir desquelles sont commandées ces enceintes acoustiques sont lues sur un support d'enregistrement, o sont enregistrées les vibrations sonores que doivent émettre chaque enceinte. Il s'ensuit que ce support stocke autant d'enregistrements de 30 vibrations sonores qu'il y a d'enceintes acoustiques à commander. Le nombre de ces enceintes est donc limité par la capacité de stockage du support d'enregistrement, ce qui constitue un inconvénient. L'invention a donc au moins pour but de permettre une réduction du nombre de données nécessaires pour commander plusieurs enceintes de telle manière que ces dernières produisent des ondes sonores donnant conjointement 5 l'impression qu'au moins un son provient d'un point particulier de l'espace. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de production de signaux adaptés pour, après amplification, commander plusieurs enceintes acoustiques de telle manière 10 que ces enceintes acoustiques produisent des ondes sonores donnant conjointement l'impression qu'au moins un son provient d'un point particulier de l'espace, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une étape dans laquelle: a)on produit lesdits signaux à partir, d'une part, de 15 données relatives au son lui-même et, d'autre part, de données exprimant la position, au cours du temps, dudit point particulier par rapport à un point d'écoute. Selon une caractéristique avantageuse de ce procédé, dans l'étape a), on détermine l'amplitude de chacun desdits 20 signaux en fonction de la position dudit point particulier par rapport audit point d'écoute. L'invention a également pour objet un dispositif de production de signaux adaptés pour, après amplification, commander plusieurs enceintes acoustiques de telle manière 25 que ces enceintes acoustiques produisent des ondes sonores donnant conjointement l'impression qu'au moins un son provient d'un point particulier de l'espace, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour produire lesdits signaux à partir, d'une part, de données relatives au son lui-même 30 et, d'autre part, de données exprimant la position, au cours du temps, dudit point particulier par rapport à un point d'écoute. Selon d'autres caractéristiques avantageuses de ce dispositif de production de signaux: - les moyens pour produire les signaux sont adaptés pour déterminer l'amplitude de chacun de ces signaux en fonction de la position dudit point particulier par rapport audit point d'écoute; - les moyens pour produire les signaux sont programmables de manière à pouvoir prendre en compte le nombre et les positions respectives des enceintes acoustiques; - il comporte un appareil de lecture prévu pour 10 lire, sur un support d'enregistrement, les données relatives au son lui-même et les données exprimant la position du point particulier. De plus, l'invention a pour objet un support d'enregistrement stockant des données à partir desquelles 15 plusieurs enceintes acoustiques peuvent être commandées de manière à produire des ondes sonores donnant conjointement l'impression qu'au moins un son provient d'un point particulier de l'espace, caractérisé en ce que lesdites données incluent des données relatives au son lui-même et 20 des données exprimant la position, au cours du temps, dudit point particulier par rapport à un point d'écoute. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur 25 lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective d'une installation de type " home cinéma ", qui fonctionne en mettant en oeuvre un procédé conforme à l'invention, et - la figure 2 est un schéma synoptique de ce 30 procédé conforme à l'invention. L'installation représentée à la figure 1 comporte un lecteur 1 conforme à l'invention, auxquels sont raccordés un téléviseur 2 et un amplificateur 3. Des câbles 4 relient cet amplificateur 3 à un jeu d'enceintes acoustiques, au nombre desquelles il y a une enceinte acoustique centrale 5 et des enceintes acoustiques périphériques hautes 6 et basses 7. Le lecteur 1 comporte un appareil 8 de lecture de 5 disques pour l'enregistrement de données numérisées (DVD). Un exemplaire, conforme à l'invention, d'un tel disque d'enregistrement est désigné par la référence 9 à la figure unique. Outre des données audiovisuelles qui sont numérisées sous un format classique et que les lecteurs 10 actuellement disponibles sur le marché savent traduire en des signaux de commande du téléviseur 2 et de l'enceinte centrale 5, le disque d'enregistrement 9 stocke des données relatives à au moins un son particulier, ainsi que des données exprimant la position, au cours du temps, d'au 15 moins un point particulier P par rapport à un point d'écoute O. Dans l'exemple représenté, ce point P, qui est mobile et décrit une trajectoire T, est repéré par ses coordonnés dans un repère orthonormé d'axes X, Y et Z. Sa position 20 peut, par exemple, correspondre à celle d'un avion 10, visible sur le téléviseur 2 et produisant le son précité. Selon un aspect avantageux de l'invention, la trajectoire T de ce point P peut être modifiée lors de l'élaboration des données destinées à être stockées par le 25 disque d'enregistrement 9. Outre l'appareil de lecture 8, le lecteur 1 comporte des moyens 11 pour produire des signaux à destination de l'amplificateur 3, à partir des données lues par l'appareil de lecture 8. Après amplification par l'amplificateur 3, 30 ces signaux sont destinés à commander les enceintes acoustiques périphériques 6 et 7, de telle manière que ces dernières produisent des ondes sonores donnant conjointement l'impression que le son précité provient du point particulier et mobile P. Ces signaux à destination de l'amplificateur 3 sont obtenus en traitant, d'une part, les données relatives au son précité et, d'autre part, les données exprimant la position du point P. Plus précisément, ces signaux ont la même forme et la même fréquence, qui 5 sont définies par les données relatives au son précité, tandis que leur amplitudes respectives sont fonction des positions des enceintes périphériques 6 et 7 et de la position du point P par rapport au point d'écoute 0. Soient x, y et z les coordonnées repérant la position 10 du point P dans le repère d'axes X, Y et Z et de centre 0, soient XE, YE, ZE les coordonnées repérant la position de l'une des enceintes périphériques 6 et 7 dans ce repère, le signal U envoyé à cette enceinte périphérique 6 ou 7 est défini par la formule suivante: U=v( Vmax- (xxE)2+ (-yE)2+(zzE)2) Vmax o V est le signal que définit les données relatives au son particulier et o Vmax est l'intensité maximale de ce signal V, étant entendu qu'une échelle est établie entre la 20 mesure des distances correspondant aux coordonnées x, y, z, XE, YE, ZE et les intensités de signal, à savoir l'intensité du signal V et l'intensité maximale Vmax. xE doit être compris entre les valeurs minimales et maximales de x. YE doit être compris entre les valeurs minimales et maximales de y. ZE doit être compris entre les valeurs minimales et maximales de z. Dans ce qui précède, à des fins de clarté, nous nous 30 sommes placés dans le cas o il n'y a qu'un seul son particulier à traiter. Toutefois, il va de soi que l'invention couvre également le cas de plusieurs sons particuliers. Dans ce qui suit, en se référant à la figure 2, on ne décrit que ce qui distingue ce dernier cas de celui o il n'y a qu'un seul son particulier à traiter. Pour ce faire, on fera l'hypothèse qu'il n'y a que deux sons particuliers à traiter. Sur la figure 2, la référence El, désigne une étape lors de laquelle, en utilisant la formule mentionnée précédemment, on calcule un signal Ul, pour l'une des enceintes 6 et 7, notamment à partir, d'une part, des 10 coordonnées xl, Y, et zl d'un point non représenté associé au premier son particulier et, d'autre part, de données V1 relatives à ce premier son particulier. L'étape E12 se distingue de l'étape El en ce que le signal U12 auquel conduit l'exécution de cette étape E12 est 15 pour une autre enceinte 6 ou 7. Comme on l'aura compris, pour chaque enceinte 6 ou 7, il y a une étape El,, une étape E12 ou une étape analogue non représentée. Toujours sur la figure 2, la référence E21 désigne une étape lors de laquelle, en utilisant la formule mentionnée 20 précédemment, on calcule un signal U21 pour l'une des enceintes 6 et 7, notamment à partir, d'une part, des coordonnées x2, Y2, z2 d'un point non représenté associé au deuxième son particulier et, d'autre part, de données V2 relatives à ce deuxième son particulier. L'étape E22 se distingue de l'étape E21 en ce que le signal U22 auquel conduit l'exécution de cette étape E22 est pour une autre enceinte 6 ou 7. Comme on l'aura compris, pour chaque enceinte 6 ou 7, il y a une étape E21, une étape E22 ou une étape analogue non représentée. Dans l'étape M1, les signaux Ul, et U21 pour une enceinte 6 ou 7 sont ajoutés pour produire le signal T1 de commande de cette enceinte 6 ou 7. Dans l'étape M2, les signaux U12 et U22 pour une autre enceinte 6 ou 7 sont ajoutés pour produire le signal T2 de commande de cette autre enceinte 6 ou 7. Comme on l'aura compris, pour chaque enceinte 6 ou 7, 5 il y a une étape Ml, une étape M2 ou une étape analogue non représentée. Les moyens 11 peuvent être conçus sur la base d'un nombre prédéterminé d'enceintes périphériques 6 et 7, dont les positions respectives sont également prédéterminées. 10 Toutefois, ces moyens 11 peuvent aussi être programmables de manière à pouvoir prendre en compte le nombre, variable, et les positions, également variables, des enceintes périphériques 6 et 7, ce qui constitue un avantage de l'invention. Certains sons tels que les dialogues sont émis par l'enceinte centrale 5, puisqu'il importe peu que ces sons ne paraissent pas provenir d'un point particulier de l'espace. Le but précédemment mentionné est atteint puisque la 20 quantité de données stockées par le disque d'enregistrement 9 ne dépend en rien du nombre d'enceintes acoustiques 5, 6 et 7. Cela rend possible l'utilisation d'enceintes périphériques hautes 6, en plus des enceintes périphériques basses 7, afin que le point d'o semble provenir le son 25 précité puisse se déplacer selon les trois dimensions de l'espace. Bien entendu, l'invention couvre également le cas o la position de ce point ne peut être repéré que selon deux dimensions, à l'exclusion de la hauteur. REVENDICATIONS 1. Procédé de production de signaux adaptés pour, après amplification, commander plusieurs enceintes 5 acoustiques (6, 7) de telle manière que ces enceintes acoustiques (6, 7) produisent des ondes sonores donnant conjointement l'impression qu'au moins un son provient d'un point particulier (P) de l'espace, caractérisé en ce qu'il comporte au moins une étape dans laquelle: a)on produit lesdits signaux à partir, d'une part, de données relatives au son lui-même et, d'autre part, de données exprimant la position, au cours du temps, dudit point particulier (P) par rapport à un point d'écoute (O). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce 15 que dans l'étape a), on détermine l'amplitude de chacun desdits signaux en fonction de la position dudit point particulier (P) par rapport audit point d'écoute (O). 3. Dispositif de production de signaux adaptés pour, après amplification, commander plusieurs enceintes 20 acoustiques (6, 7) de telle manière que ces enceintes acoustiques (6, 7) produisent des ondes sonores donnant conjointement l'impression qu'au moins un son provient d'un point particulier (P) de l'espace, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (11) pour produire lesdits signaux à 25 partir, d'une part, de données relatives au son lui-même et, d'autre part, de données exprimant la position, au cours du temps, dudit point particulier (P) par rapport à un point d'écoute (O). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en 30 ce que lesdits moyens (11) pour produire les signaux sont adaptés pour déterminer l'amplitude de chacun de ces signaux en fonction de la position dudit point particulier (P) par rapport audit point d'écoute (O). 5. Dispositif selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que lesdits moyens (11) pour produire les signaux sont programmables de manière à pouvoir prendre en compte le nombre et les positions respectives des enceintes acoustiques (6, 7). 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'il comporte un appareil de lecture (8) prévu pour lire, sur un support d'enregistrement (9), les données relatives au son lui-même 10 et les données exprimant la position du point particulier (P). 7. Support d'enregistrement stockant des données à partir desquelles plusieurs enceintes acoustiques (6, 7) peuvent être commandées de manière à produire des ondes 15 sonores donnant conjointement l'impression qu'au moins un son provient d'un point particulier (P) de l'espace, caractérisé en ce que lesdites données incluent des données relatives au son lui-même et des données exprimant la position, au cours du temps, dudit point particulier (P) 20 par rapport à un point d'écoute (O).