Brevet FR2877534A1 — publié le 20060505

La présente invention concerne, de manière générale, le domaine de l'électro-acoustique et traite de la restitution de signaux sonores par l'intermédiaire d'un système sonore constitué d'une pluralité d'enceintes acoustiques. L'invention concerne plus particulièrement un procédé de configuration d'un système sonore constitué d'une pluralité d'enceintes acoustiques prévues pour diffuser un signal sonore au sein d'un lieu d'écoute, dans lequel se trouve au moins une personne susceptible de se déplacer. Dans l'état de la technique, certains systèmes de cinéma à la maison, plus communément appelé home cinéma , comprennent des moyens de configuration de leur système sonore permettant de configurer automatiquement les enceintes en fonction de certaines spécificités de la pièce dans laquelle le système home cinéma est installé. La société Pioneer a développé un tel système, appelé système MCACC ( Multi-Channel Acoustic calibration System ). Une description des caractéristiques principales de ce système est accessible sur l'Internet à l'adresse Web suivante: http://www.pioneerelectronics.com/pna/article/0,,2076_4 151_20157532,00.html. Le principe du système MCACC est d'abord d'évaluer le nombre et le type d'enceintes connectées au système home cinéma, ainsi que les caractéristiques acoustiques de la pièce dans laquelle elles sont installées, puis de calibrer les enceintes en conséquence pour obtenir la meilleure qualité sonore possible pour l'utilisateur. Principalement, le calibrage consiste à déterminer la puissance du signal sonore à envoyer à chacune des enceintes et à quel moment précis l'envoyer. Pour optimiser davantage la calibration des enceintes, l'utilisateur, équipé d'un microphone relié au système, se place au niveau de sa position d'écoute dans la pièce. Des signaux sonores sont alors diffusés par les différentes enceintes et le processus de calibration consiste alors à déterminer le nombre et le type d'enceintes connectées, leur distance par rapport à la position d'écoute de l'utilisateur, ainsi que leurs niveaux de pression sonore. En possession de ces informations, le système est prévu pour réaliser tous les ajustements nécessaires pour optimiser l'écoute de l'utilisateur au niveau de sa position d'écoute dans la pièce et notamment, pour faire en sorte que tous les sons diffusés par les enceintes l'atteignent avec un même volume. Toutefois, ce procédé de l'art antérieur permettant de régler automatiquement les paramètres des différentes enceintes d'un système home cinéma en fonction de la position d'écoute de l'utilisateur dans la pièce où le système est installé, n'est prévu pour optimiser la restitution sonore qu'en ce lieu unique de la pièce, autrement dit la configuration des enceintes est figée à la position d'écoute initiale de l'utilisateur. Aussi, ce procédé ne tient pas compte de la 30 mobilité éventuelle de l'utilisateur. Ainsi, les paramètres de réglage des enceintes prédéfinis lors de la phase de configuration du système home cinéma, ne sont pas prévus pour être adaptés aux déplacements éventuels de l'auditeur dans la pièce, modifiant la position d'écoute. Or, par rapport aux techniques de reproduction sonore, par exemple qui permettent de reproduire un son spatialisé, la disposition de l'auditeur par rapport aux enceintes est une contrainte forte. La mobilité de l'auditeur provoque donc une altération de sa qualité d'écoute. La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients en proposant un procédé de configuration d'un système sonore permettant d'optimiser de manière dynamique la restitution sonore en plusieurs lieux d'écoute en fonction de la position effective d'au moins une personne, en tenant compte pour configurer le système, des déplacements des personnes. Avec cet objectif en vue, l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule ci-dessus, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comprend la localisation en temps réel de la position d'au moins ladite personne dans ledit lieu d'écoute, et l'adaptation dynamique de la restitution dudit signal sonore sur au moins une enceinte préalablement localisée, en fonction de ladite position de la personne. Selon un mode de réalisation préféré, la localisation de la position d'une personne dans le lieu d'écoute comprend l'acquisition permanente d'images du lieu d'écoute par au moins une caméra et l'analyse en temps réel desdites images en vue d'y reconnaître la présence de ladite personne pour localiser en permanence sa position dans le lieu d'écoute en fonction de sa position dans l'image. Selon ce mode de réalisation, l'analyse des images acquises consiste en l'application d'algorithmes de traitement d'image, permettant de détecter en temps réel un visage dans une image et de fournir sa position dans l'image. Selon une variante, l'analyse des images acquises comprend la détection de l'orientation du visage par rapport à l'axe de la caméra, l'adaptation dynamique de la restitution du signal sonore étant en outre réalisée en fonction de ladite orientation. De préférence, la localisation de la position des enceintes dans le lieu d'écoute comprend la détermination préalable de la position et de l'orientation de chaque enceinte par rapport à la position et l'axe de la caméra. Dans un mode de réalisation, l'adaptation dynamique de la restitution du signal sonore sur au moins une enceinte consiste à adapter le niveau sonore restitué par ladite enceinte et/ou à adapter le spectre fréquentiel du signal sonore restitué par ladite enceinte et/ou à corriger la génération d'un effet de restitution sonore localisée dans l'espace. Selon un mode de réalisation particulier, le procédé comprend l'identification de la personne localisée, l'adaptation dynamique de la restitution du signal sonore étant effectuée en tenant compte en outre de préférences associées à la personne identifiée. Selon un autre mode de réalisation particulier, l'adaptation dynamique de la restitution du signal sonore est réalisée par apprentissage. L'invention concerne encore un système sonore constitué d'une pluralité d'enceintes acoustiques prévues pour restituer un signal sonore au sein d'un lieu d'écoute à destination d'au moins une personne, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de traitement pour la mise en uvre du procédé selon l'invention. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et faite en référence à la figure unique annexée, représentant schématiquement une architecture fonctionnelle d'un système sonore pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. La figure 1 décrit donc un système sonore selon la présente invention. Il comprend une pluralité d'enceintes acoustiques El à En, prévues pour restituer un signal sonore 50 au sein d'un lieu d'écoute où les enceintes sont installées, à destination d'au moins une personne susceptible de se déplacer dans le lieu d'écoute. Le système sonore comprend également des moyens de traitement 60, permettant de configurer dynamiquement le système et dont les différentes fonctions vont être décrites plus en détails ci-après. Comme il a déjà été exposé, un but de l'invention est de permettre une restitution optimisée du signal sonore par les différentes enceintes en plusieurs endroits du lieu d'écoute en fonction de la position effective de une ou plusieurs personnes dans le lieu d'écoute. La restitution optimisée du son par les enceintes en fonction de la position d'une personne tient avantageusement compte des positions successives de la personne considérée. Ainsi, les moyens de traitement comprennent des moyens de localisation en temps réel de la position des personnes présentes dans le lieu d'écoute. Ces moyens de localisation ont pour rôle de déterminer puis de suivre en temps réel les positions successives des personnes dans le lieu d'écoute. Pour ce faire, selon un exemple de réalisation, les moyens de localisation comprennent une caméra 10, dont le champ recouvre au mieux le lieu d'écoute et qui est prévue pour acquérir en temps réel et en permanence des images du lieu d'écoute. La caméra est de préférence fixe. Elle pourrait également être mobile. L'utilisation de plusieurs caméras pourrait aussi être envisagée. les moyens de localisation mettent alors en uvre une fonction d'analyse 20 en temps réel des images acquises par la caméra en vue d'y reconnaître la 25 présence d'au moins une personne, pour ainsi localiser en permanence sa position dans le lieu d'écoute en fonction de sa position dans l'image. Selon un mode de réalisation préféré, des algorithmes de traitement d'image, connus en eux-mêmes, permettant de détecter et de suivre en temps réel un visage dans une image, peuvent être utilisées à cette fin. De cette manière, grâce à la mise en uvre de tels algorithmes, la fonction d'analyse des images retournera le nombre de visages sur l'image et leur position dans l'image. Toutefois, pour pouvoir déterminer complètement la position précise de la personne dans le lieu d'écoute, la notion de profondeur dans l'image devra être prise en compte. La notion de profondeur par rapport à la caméra est par exemple traitée par la mesure d'une distance habituellement assez constante dans un visage, comme l'écart entre les yeux. La prise en compte de la localisation des caméras par les moyens de traitement peut s'avérer nécessaire lors de cette étape d'analyse d'images, dans le cas par exemple où il y a deux caméras devant être calibrées. Dans un mode simplifié, les informations de position déterminées par la fonction d'analyse d'image 20 pour chaque personne reconnue par la caméra, peuvent consister en des informations d'indication de zones du lieu d'écoute dans lesquelles se trouvent respectivement la ou les personnes reconnues par la caméra. Selon ce mode, la scène correspondant au lieu d'écoute filmée par la caméra est pré-découpée en plusieurs zones. Selon un mode de réalisation plus complexe, la fonction 20 d'analyse des images acquises par la caméra 10 comprend en outre la détection de l'orientation des visages par rapport à l'axe de la caméra. L'adaptation dynamique de la restitution du signal sonore qui sera vue plus en détail ci-après, pourra alors être effectuée en tenant compte d'une part, de la position effective de la personne considérée au sein du lieu d'écoute et, d'autre part, de l'orientation du visage de la personne. Les moyens de traitement 60 mettent également en oeuvre une fonction 40 de localisation de la position des enceintes dans le lieu d'écoute, comprenant la détermination préalable de la position et de l'orientation de chaque enceinte par rapport à la position et l'axe de la caméra. La localisation de la position des enceintes dans le lieu d'écoute est de préférence effectuée lors d'une phase de configuration des moyens de traitement. A partir des données de position des personnes fournies par la fonction d'analyse d'image 20, une fonction 30 d'adaptation dynamique de la restitution du signal sonore sur une ou plusieurs enceintes peut alors être mise en oeuvre. L'adaptation de la restitution du signal sonore sur au moins une enceinte peut alors consister à adapter dynamiquement le niveau sonore restitué par la ou les enceintes en fonction de la position de la personne considérée dans le lieu d'écoute. L'adaptation de la restitution du signal sonore sur au moins une enceinte peut également consister à adapter dynamiquement le spectre fréquentiel du signal sonore restitué par la ou les enceintes en fonction de la position de la personne considérée dans le lieu d'écoute. Suivant le type d'application, l'adaptation dynamique de la restitution du signal sonore sur au moins une enceinte peut encore consister à corriger la génération d'un effet de restitution sonore localisée dans l'espace. Lorsque plusieurs personnes sont présentes dans le lieu d'écoute, la fonction 30 a également pour rôle de répartir en temps réel le signal sonore sur les différentes enceintes en fonction de la position effective des personnes, de manière à éviter les interférences entre elles. Un exemple de réalisation pourrait être le suivant. Après que les moyens de localisation ont localisé deux personnes au sein du lieu d'écoute, la fonction d'adaptation dynamique de la restitution du signal sonore sélectionne pour chacune de ces personnes en fonction de leur position respective, la paire d'enceintes la plus proche et, pour chaque paire d'enceintes, égalise les niveaux sonores de chacune des enceintes en fonction de la position de la personne, de façon que chaque personne conserve toujours une sensation d'écoute stéréophonique quelque soit sa position par rapport à la paire d'enceintes sélectionnée. La fonction 30 d'adaptation dynamique des moyens de traitement est donc prévue pour piloter individuellement les différentes enceintes El, ..., En du système sonore. La direction des enceintes peut également être contrôlée par la fonction d'adaptation de manière à éviter les interférences. Selon un mode de réalisation simplifié à base d'apprentissage, la fonction d'adaptation dynamique de 30 la restitution du signal sonore est préalablement apprise, soit statistiquement, soit par des méthodes d'échantillonnage et de test. Le mode de réalisation par apprentissage pourrait par exemple consister en ce que une personne, disposant d'un moyen de communication à distance avec les moyens de traitement du système sonore, adresse à destination des moyens de traitement, tout en se déplaçant dans le lieu d'écoute, un classement permettant d'indiquer s'il est satisfait ou non de la qualité d'écoute en différents endroits du lieu. Un algorithme spécifique de type réseau de neurones par exemple fournira alors un modèle permettant d'optimiser les signaux sonores restitués par les enceintes en fonction de la position d'une personne, pour qu'en quelque lieu que ce soit, le signal restitué soit satisfaisant pour cette personne. Un mode de réalisation par des méthodes d'échantillonnage pourrait être typiquement réalisé ainsi: une personne se place dans différentes parties du lieu d'écoute équipée d'un micro et des signaux sonores sont alors envoyés par les différentes enceintes pour permettre d'approcher le plus fidèlement possible un signal cible. Toutefois, le système se garde la possibilité de pouvoir filtrer certaines personnes pour faire en sorte qu'elles ne puissent pas bénéficier de l'adaptation dynamique de la restitution du signal sonore. Notamment, un tel filtrage pourrait être utilisé en fonction de la position de la personne, par exemple pour éviter toute adaptation lorsque la personne se déplace au sein du lieu d'écoute dans une zone mal couverte par les enceintes. Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, les moyens de traitement mettent en oeuvre une fonction d'identification de la personne localisée, l'adaptation dynamique de la restitution du signal sonore pouvant être effectuée en tenant compte en outre de préférences associées à la personne identifiée. Il est alors possible par exemple d'amplifier, respectivement réduire, un phénomène sonore, par exemple le volume sonore du signal sonore restitué pour certaines personnes identifiées, selon leurs préférences. L'identification des personnes peut être réalisée par les algorithmes de traitement d'image basés sur le suivi de visages, mis en oeuvre par la fonction d'analyse d'image 20 des moyens de traitement. REVENDICATIONS 1. Procédé de configuration d'un système sonore constitué d'une pluralité d'enceintes acoustiques (El, ...En) prévues pour restituer un signal sonore (50) au sein d'un lieu d'écoute à destination d'au moins une personne, caractérisé en ce qu'il comprend la localisation (20) en temps réel de la position d'au moins ladite personne dans ledit lieu d'écoute, et l'adaptation dynamique (30) de la restitution dudit signal sonore sur au moins une enceinte préalablement localisée, en fonction de ladite position de la personne. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la localisation de la position d'une personne dans le lieu d'écoute comprend l'acquisition permanente d'images du lieu d'écoute par au moins une caméra (10) et l'analyse (20) en temps réel desdites images en vue d'y reconnaître la présence de ladite personne pour localiser en permanence sa position dans le lieu d'écoute en fonction de sa position dans l'image. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'analyse des images acquises consiste en l'application d'algorithmes de traitement d'image, 25 permettant de détecter en temps réel un visage dans une image et de fournir sa position dans l'image. 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'analyse des images acquises comprend la détection de l'orientation du visage par rapport à l'axe de la caméra, l'adaptation dynamique de la restitution du signal sonore étant en outre réalisée en fonction de ladite orientation. 5. Procédé selon la revendication 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que la localisation (40) de la position des enceintes dans le lieu d'écoute comprend la détermination préalable de la position et de l'orientation de chaque enceinte par rapport à la position et l'axe de la caméra. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'adaptation dynamique de la restitution du signal sonore sur au moins une enceinte consiste à adapter le niveau sonore restitué par ladite enceinte. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'adaptation dynamique de la restitution du signal sonore sur au moins une enceinte consiste à adapter le spectre fréquentiel du signal sonore restitué par ladite enceinte. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que 30 l'adaptation dynamique de la restitution du signal sonore sur au moins une enceinte consiste à corriger la génération d'un effet de restitution sonore localisée dans l'espace. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend l'identification de la personne localisée, l'adaptation dynamique de la restitution du signal sonore étant effectuée en tenant compte en outre de préférences associées à la personne identifiée. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'adaptation dynamique de la restitution du signal sonore est réalisée par apprentissage. 11. Système sonore constitué d'une pluralité d'enceintes acoustiques prévues pour restituer un signal sonore au sein d'un lieu d'écoute à destination d'au moins une personne, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de traitement (60) pour la mise en uvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.