Brevet FR2967861A1 — publié le 20120525

« Système électroacoustique pour une salle de spectacle.» La présente invention concerne un système électroacoustique pour une salle composé d'au moins une cellule comportant un microphone, un haut-parleur, un organe de traitement comprenant un dispositif d'égalisation muni d'une commande d'égalisation, un générateur de signal de mesure pour déterminer la réponse haut-parleur-salle observée au niveau du haut-parleur tenant compte de l'influence de la salle et un circuit de calcul pour agir sur la commande d'égalisation pour modifier la réponse fréquentielle mesurée pour s'approcher d'une réponse fréquentielle désirée. Ce genre de dispositif trouve des applications importantes pour la modification des propriétés acoustiques de salles de spectacle où une adaptation de l'acoustique est nécessaire selon le spectacle produit. L'invention peut aussi être utilisée par des systèmes de sonorisation, où une amplification doit être apportée aux manifestations sonores se produisant sur la scène de spectacle. Pour réaliser l'égalisation de la réponse en boucle ouverte de la cellule, on utilise traditionnellement des réglages manuels qui modifient le filtrage de sorte à obtenir un spectre en fréquences satisfaisant. I1 peut survenir que des fréquences prennent trop d'importance et il convient de les atténuer afin d'éviter les colorations ou l'instabilité du dispositif du à l'effet Larsen. Un autre dispositif de ce genre est décrit dans le brevet des états d'Amérique US 6 721 428 où il est proposé d'utiliser des mesures qui fournissent une égalisation automatique en utilisant certains algorithmes. L'invention vise un dispositif de ce genre mais avec d'autres algorithmes qui apportent un fonctionnement plus complexe procurant des possibilités supplémentaires pour améliorer les performances. Un dispositif du genre mentionné dans le préambule est remarquable en ce que le dispositif d'égalisation comporte un circuit de nivellement de réponse pour égaliser l'amplitude d'une première réponse fréquentielle correspondant à une réponse cible proche de la réponse désirée et un circuit de suppression de pics résiduels. Selon une caractéristique importante de l'invention, le système est remarquable en ce que le circuit de nivellement de réponse opère en logarithme et le circuit de suppression de pics résiduels, sur la réponse en linéaire. 2967861 -2 Ces traitements correspondent bien à la perception de l'oreille. Le nivellement se faisant sous la forme logarithmique est satisfaisant et la suppression de pics est faite d'une manière plus rapide et plus précise ce qui élimine d'une façon efficace les pics sonores. La description suivante accompagnée des dessins ci-annexés, le tout donné à titre 5 d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Dans les dessins : la figure 1 montre une salle de spectacle dans laquelle est mis en oeuvre le système de l'invention, la figure 2 montre la structure du système électroacoustique lors de l'acquisition 10 des données d'entrée (gain en boucle ouverte), la figure 3 explicite différents traitements effectués pour obtenir les paramètres d'égalisation du gain en boucle ouverte, la figure 4 montre la structure de filtres biquadratiques synthétisés par le système de l'invention. 15 Sur ces figures, les éléments communs portent tous les mêmes références sur toutes les figures. A la figure 1, on a montré une scène de spectacle 1 sur laquelle se produisent des artistes 2. La référence 5 montre une cellule du système électroacoustique conforme à l'invention. Différentes cellules 10, 11, ...peuvent être implémentées dans la salle 1 en 20 vue d'améliorer l'acoustique. Seule la cellule 5 est montrée en détail sur la figure 1. La cellule 5 se compose d'un capteur de sons 20 par exemple un microphone pour capter les sons à traiter, d'un système de restitution 22 formé d'au moins un haut-parleur et d'un organe de traitement 23 (amplification, filtrage, délais et autres traitements) sous la dépendance d'un circuit de calcul 25, par exemple un ordinateur. Cet organe de traitement 25 comporte dispositif d'égalisation 26 et un générateur de bruit blanc 27 et aussi un amplificateur 28. La figure 2 montre la structure du système lors de la phase d'acquisition des données d'entrées (gain en boucle ouverte). Lors de cette phase, on fait intervenir le générateur de bruit blanc 27 qui est utilisé pour fournir la réponse Hlr du montage haut- parleur salle de spectacle. Tout autre système d'acquisition des données d'entrées (gain en boucle ouverte) peut être utilisé dans l'invention. 2967861 -3 La figure 3 montre les phases de l'égalisation effectuées au sein de l'organe de traitement 23 faisant partie de la cellule 5. Cet organe de traitement est formé, notamment, d'une chaîne de circuits. Cette chaîne comporte, tout d'abord, des circuits pour effectuer une phase préparatoire à l'égalisation. Cette phase met en oeuvre un circuit de filtrage 5 passe-bande 51, suivi d'un circuit de réglage de gain 53, un circuit de réglage des fréquences de coupures 55, L'égalisation s'effectue ensuite par un circuit de nivellement de réponse 57. Ce nivellement se fait en considérant le logarithme de la réponse que l'on traite. On a prévu un circuit de réajustement de gain 59. L'égalisation se termine pratiquement par un circuit de suppression de pics 61. Comme les pics on un effet néfaste, 10 la suppression se fait à partir des réponses considérées en linéaire. Ce qui procure une suppression plus précise. Il est bien évident que tous ces traitements s'effectuent de manière numérique et c'est pour cela, que l'on a prévu un convertisseur analogique-numérique 63 et un convertisseur numérique-analogique 65 placés respectivement en entrée et en sortie dudit 15 organe 23. La structure des circuits de l'organe de traitement 23 peut se présenter sous la forme montrée à la figure 4. Cette structure est connue sous le nom de filtre biquadratique. Elle est formée de dispositifs de retard 71, 72, 73 et 74, amenant, chacun, un retard égal à une période d'échantillonnage définie par les convertisseurs analogique-numérique 63 et 20 numérique-analogique 65. Cette structure comporte une partie transversale 80 et une partie récursive 82. Dans la partie transversale 80 les différents échantillons avant d'être retardés par les dispositifs de retard 71 et 72 sont multipliés par un premier coefficient de pondération « al » et les échantillons retardés par des coefficients de pondérations a2 et a3. Ceci est obtenu par les multiplicateurs 90, 91, 92 respectivement. Les échantillons 25 pondérés sont additionnés par les additionneurs 93 et 94. La partie récursive 82 est composée des dispositifs de retard 73 et 74 retardant les échantillons à la sortie de cette partie récursive pour être appliqués à son entrée après pondérations par les coefficients -al et -a2, obtenus par les multiplicateurs 95 et 96. Les échantillons ainsi pondérés sont ensuite additionnés à l'échantillon d'entrée de la partie 30 récursive au moyen d'additionneurs 97 et 98. La fonction de transfert Hst(z) de cette structure peut s'écrire : -4 Hst(z) = m 1= ai.zi j =l où N et M sont respectivement le nombre de dispositifs de retard montés en cascade dans respectivement les partie transversale 80 et récursive 81. C'est en jouant sur la valeur des coefficients ai et bi que l'on peut obtenir des 5 filtrages appropriés. Les traitements numériques synthétisent ces filtrages. REVENDICATIONS. 1- Système électroacoustique pour une salle (1) composé d'au moins une cellule (5, 10, 11..) comportant un microphone (20), un haut-parleur (22), un organe de traitement (23) comprenant un dispositif d'égalisation (26) muni d'une commande d'égalisation, un générateur de signal de mesure (27) pour déterminer la réponse haut-parleur-salle observée au niveau du microphone (20) tenant compte de l'influence de la salle (1), et un circuit de calcul (25) pour agir sur la commande d'égalisation pour modifier la réponse fréquentielle mesurée pour s'approcher d'une réponse fréquentielle désirée caractérisé en ce que le dispositif d'égalisation comporte un circuit de nivellement de réponse (57) pour égaliser l'amplitude d'une première réponse fréquentielle correspondant à une réponse cible proche de la réponse désirée et un circuit de suppression de pics résiduels (61). 2- Système électroacoustique pour une salle selon la revendication 1 caractérisé en ce que le circuit de nivellement de réponse (57) opère en logarithme et le circuit de suppression de pics résiduels (61), sur la réponse en linéaire. 3- Système électroacoustique selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que le circuit d'égalisation comporte des circuits (51, 53, 55,..) pour effectuer une phase de traitement préparatoire. 4- Système électroacoustique selon la revendication 1 ou 2 ou 3 caractérisé en ce que la phase préparatoire comporte, entre autres, un circuit de filtrage passe-bande (51) et un circuit de réglage de gain (53). 5- Système électroacoustique selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les circuits présentent une structure dite en filtres biquadratiques. 6- Système électroacoustique selon la revendication 5 caractérisé en lesdits filtrages par filtres biquadratiques sont réalisés par calculs. 7- Système électroacoustique selon l'une des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que l'organe de traitement (23) comporte successivement un circuit de filtrage passe-bande (51), un circuit de réglage de gain (53), un circuit de réglage des fréquences de coupures (55), un circuit de nivellement de réponse (57), un circuit de réajustement de gain (59) et un circuit de suppression de pics résiduels (61). -5