Brevet FR3037706A1 — publié le 20161223

Procédé pour produire un signal multivoie à effet panoramique et dispositif associé L'invention concerne un procédé pour produire un signal multivoie à effet panoramique, destiné à être restitué à une personne par des moyens de restitution bivoie, tels que, à titre d'exemples non limitatifs, des haut-parleurs ou encore des écrans pilotés par ledit procédé. L'invention concerne en outre un appareil de stimulation neurosensorielle pouvant être utilisé dans de nombreuses d'applications, par exemple, de manière non limitative, dans les domaines du bien-être, de relaxation, de la santé et du sport, ledit appareil mettant avantageusement en oeuvre un tel procédé. Des chercheurs étudient le fonctionnement du cerveau et les mécanismes de régulation du système nerveux humain. Ce dernier est une structure biologique qui participe au maintien des fonctions vitales du corps humain assurant notamment les activités cérébrale, cardiaque, respiratoire, digestive et neuromusculaire. Ces recherches ont plus particulièrement permis d'identifier, de mesurer et de caractériser les principaux éléments impliqués dans l'émergence d'une régulation nerveuse anormale. Dans le cadre d'une rééducation, la stimulation neuromusculaire constitue un axe de traitement essentiel. Il a été démontré que la représentation mentale de l'activité physique, appelée aussi imagerie motrice, contribue, à elle seule, à l'amélioration de l'apprentissage sensoriel et de la performance motrice réelle. Une telle représentation mentale permettrait, selon certaines publications (Feltz & Landers - 1983, Driskell & al. - 1994 ; Guillot & Collet - 2008 ; Schuster & al. - 2011) de stimuler la plasticité des 3037706 2 fonctions cérébrales, notamment dans les zones du cerveau dédiées au mouvement. Des techniques récentes visant à contenir une dégénérescence cérébrale proposent également d'utiliser 5 des stimulations cérébrales, mises en oeuvre par exemple en méditation, pour concourir à une restructuration et une amélioration de fonctions cognitives telles que, la verbalisation (Wenk & Sormaz - 2005 ; Heeren & al. 2009 ; Zeidan & al. - 2010), les fonctions exécutives 10 (Heeren et al., 2009) ou encore la mémoire (Chambers & al. - 2008 ; Zeidan & al. - 2010 ; Mrazek & al. - 2013). De nombreuses approches alternatives comme le yoga, la méditation ou la sophrologie permettent d'interagir avec le corps humain. Ces techniques sont basées sur la 15 réalisation d'exercices d'étirements et de respiration qui favorisent la prise de contrôle d'un individu sur les mécanismes, normalement autorégulés, de son corps. Selon cette technique, l'Homme est considéré comme un récepteur sensible recevant des informations ou des stimulations 20 provenant du monde extérieur. Certains, tels que Lazarus, Folkman ou Quick, considèrent qu'un état de stress survient lorsque survient un déséquilibre entre la perception qu'une personne a des contraintes que lui impose son 25 environnement, et la perception dont elle dispose de ses propres ressources pour faire face auxdites contraintes. Les mécanismes d'action reposent notamment sur le système nerveux orthosympathique qui prépare le corps humain à réagir en modifiant fortement des équilibres internes. De 30 nombreuses fonctions sont stimulées, telles que les systèmes cardiaque, respiratoire, musculaire, énergétique, thermorégulateur, visuel alors que d'autres, telles que les fonctions digestives, sont inhibées. 3037706 3 Certains industriels ont tenté de développer des systèmes de stimulation sonore plus ou moins sophistiqués. A titre d'exemples, il existe de supports numériques 5 musicaux pour relaxer un auditeur. Ces produits consistent simplement à diffuser un son agréable, comme la pluie, le flux et le reflux des vagues, le vent, l'écoulement d'une cascade ou encore des chants d'oiseaux. D'autres permettent une écoute 10 d'instrumentations mélodieuses classiques, orientales ou d'inspiration tibétaine. Chacun réagit à un degré différent selon son émotivité et sa sensorialité. Plus élaboré, un casque équipé de capteurs mesurant des ondes cérébrales, comme par exemple en 15 électroencéphalographie, au niveau de la région pariétale a été imaginé. Selon ce produit, lesdites mesures sont communiquées à un dispositif communicant qui les interprète pour estimer un niveau de stress de la personne portant le casque. Un protocole musical est 20 alors proposé afin de délivrer une écoute se voulant relaxante pour réduire le stress. Une telle technologie propose une forme de régulation de l'état de stress d'un utilisateur. Toutefois, un tel équipement ne met pas en oeuvre des procédés neurosensoriels actifs assurant une 25 action directe de régulation neurosensorielle. En variante, il existe des stimulateurs sonores basses fréquences stéréo centré, c'est-à-dire que les voies droite et gauche sont symétriques, pour la stimuler le cerveau. Une telle technique est appliquée à la 30 correction de gestes sportifs ou dans la rééducation neuromotrice, ou encore pour réduire le stress. D'autres techniques s'appuient sur une neurostimulation électrique. Elles visent à réguler certains troubles neurologiques ou neuropsychiatriques tels que l'épilepsie, les troubles de la concentration ou l'hyperactivité. 3037706 4 Il n'existe que très peu de systèmes de lutte active contre les manifestations physiologiques. Ils sont pour la plupart spécifiques, onéreux et/ou peu efficaces. 5 L'invention permet de répondre à tout ou partie des inconvénients soulevés par les solutions connues. S'appuyant sur des techniques telles que la notion de panoramique polyphonique ou plus généralement de spatialisation sonore, elle propose un dispositif 10 numérique, accessible à tous, de stimulation et de régulation du système nerveux parfaitement adapté à un champ d'application très large. Nous pouvons citer de manière non exhaustive : - le domaine du bien-être, c'est-à-dire la 15 relaxation, la détente, la sophrologie, la méditation, le yoga, la lutte contre le stress au travail, etc. ; - le domaine de l'apprentissage, notamment l'amélioration de sa capacité mémorielle 20 et/ou de la concentration ; le domaine sportif, en particulier le contrôle neuromusculaire, l'apprentissage gestuel, la concentration, l'imagerie mentale ou plus généralement l'optimisation de la performance 25 sportive ; - le domaine paramédical, notamment la rééducation, la kinésithérapie, la rééducation neurosensorielle, le contrôle neuro-moteur, la biomécanique, l'appréhension 30 d'un membre fantôme, de lésions nerveuses, osseuses, articulaires ou musculaires ; - le domaine médical, en particulier l'accompagnement des protocoles d'anesthésie préopératoire et post-opératoire, la lutte 35 contre l'anxiété, la dépression, l'angoisse, 3037706 5 la douleur, la dégénérescence et le vieillissement cérébral ; - le domaine spatial, en simplifiant l'entraînement pour résister aux 5 perturbations neurosensorielles et au mal de l'espace en impesanteur par exemple. L'invention sera décrite de manière détaillée au travers d'une application préférée de type sonore mais 10 peut parfaitement être applicable pour proposer un appareil de restitution bivoie lumineux ou encore kinesthésique. A titre d'exemple préféré, l'invention s'appuie donc sur le principe de la « panoramique polyphonique » 15 consistant à restituer, lors d'une écoute, une sensation d'espace sonore, c'est-à-dire la production de variations d'intensité et de contenu sonore selon certaines directions. Une telle technique est très utilisée en studio ou en concert pour, par exemple, répartir certains 20 instruments de musique selon les voies de restitution sonores disponibles. La panoramique sonore, ou « panning » selon une terminologie anglo-saxonne, est, dans ce contexte, une technique de répartition de sons entre les différentes voies de diffusion d'un contenu 25 sonore. Parmi les nombreux avantages apportés par l'invention, nous pouvons mentionner que celle-ci permet : 30 d'offrir une régulation automatisée et standardisée de paramètres neurophysiologiques ; de permettre à l'utilisateur de devenir l'acteur du contrôle de ses activités neuro- 35 sensori-motrices ; 3037706 6 - de réguler l'activité nerveuse en induisant un état de détente et de relaxation offrant ainsi un très large champ d'application, notamment dans le domaine du bien-être, de la santé et du 5 sport ; de lutter simplement et rapidement contre les effets délétères du stress aigu ; couplé à un système de suivi et/ou d'enregistrement de paramètres psycho- 10 physiologiques, notamment cardiaque(s) et respiratoire(s), d'offrir un suivi de l'état psycho-physiologique chronique d'un utilisateur afin de lui donner des moyens objectifs pour améliorer sa gestion du stress au quotidien 15 (travail, sport) ; de procurer un appareil paramétrable et personnalisable au profil de chacun. A cet effet, l'invention concerne un procédé pour 20 produire un signal multivoie à effet panoramique restitué à un utilisateur par des moyens de restitution bivoie, ledit procédé étant mis en oeuvre par une unité de traitement d'un dispositif électronique, ledit dispositif électronique comportant outre ladite unité de traitement, 25 une mémoire de données, une première interface assurant une coopération entre l'unité de traitement et les moyens de restitution. Pour procurer une stimulation neurosensorielle des voies cérébrales par la restitution d'un signal actif à effet de distorsion spatio-temporelle 30 induisant des effets tels qu'à titre non exhaustif, la persistance d'ondes alpha, la modification du niveau de vigilance, une concentration accrue, une relaxation, une détente, ledit procédé comporte : - une étape pour lire un premier signal associé 35 à une première voie préalablement inscrit dans la mémoire de données ; 3037706 7 une étape pour moduler, selon une première fonction de modulation positive IM1(t), t étant un entier compris entre 0 et A, l'intensité dudit premier signal sur une 5 durée déterminée A et produire ainsi un premier signal d'intensité modulée d'une durée A associé à ladite première voie ; une étape pour produire un deuxième signal d'intensité modulée de durée A associé à une 10 deuxième voie, à partir dudit premier signal, dont l'intensité est modulée selon une deuxième fonction de modulation positive IM2(t) telle que IM2(t) est proportionnelle à IM1(ÀA-W, À et 13 étant des décimaux 15 strictement positifs ; une étape pour produire un signal multivoie d'intensité modulée consistant à synchroniser et associer les signaux d'intensité modulée respectifs des première et deuxième voies sur 20 la durée A ; une étape pour produire un signal multivoie à effet panoramique résultant d'une concaténation itérative d'instances du signal multivoie (IM) précédemment produit, dont les 25 durées respectives A sont toutes d'une même valeur déterminée ou sont variables. Pour personnaliser la bande sonore de laquelle peut être extrait le premier signal associé à la première 30 voie, le procédé peut comporter une étape préalable pour extraire d'un signal source un premier signal associé à la première voie et pour inscrire dans la mémoire de données ledit premier signal extrait. Pour procurer un effet de distorsion de type rotation 35 de la source virtuelle restituant ou délivrant le signal multivoie à effet panoramique, la fonction de modulation 3037706 8 de l'intensité du premier signal IM1(t) d'un procédé selon l'invention peut être avantageusement prédéterminée pour présenter une valeur remarquable IM1m=IM1(t=5), 0 REVENDICATIONS1. Procédé (100) pour produire un signal multivoie (CM) à effet panoramique restitué à un utilisateur (U) par des moyens de restitution bivoie (22), ledit procédé (100) étant mis en oeuvre par une unité de traitement (11) d'un dispositif électronique (10), ledit dispositif électronique (10) comportant outre ladite unité de traitement (11), une mémoire de données (12), une première interface (14) assurant une coopération entre l'unité de traitement (11) et les moyens de restitution, ledit procédé (100) étant caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape (101) pour lire un premier signal (CV1) associé à une première voie (V1) préalablement inscrit dans la mémoire de données (12) ; - une étape (102) pour moduler, selon une première fonction de modulation positive IM1 (t) , t étant un entier compris entre 0 et A, l'intensité (IV1) dudit premier signal (CV1) sur une durée déterminée A et produire ainsi un premier signal d'intensité modulée (IMV1) d'une durée A associé à ladite première voie (V1) ; - une étape (103) pour produire un deuxième signal d'intensité modulée (IMV2) de durée A associé à une deuxième voie (V2), à partir dudit premier signal (CV1), dont l'intensité est modulée selon une deuxième fonction de modulation positive IM2(t) telle que IM2(t) 3037706 29 est proportionnelle à IM1(ÀA-W, À et 13 étant des décimaux strictement positifs ; - une étape (104) pour produire un signal multivoie d'intensité modulée (IM) consistant 5 à synchroniser et associer les signaux d'intensité modulée respectifs (IMV1, IMV2) des première et deuxième voies sur la durée A ; - une étape (105) pour produire un signal 10 multivoie à effet panoramique (CM) résultant d'une concaténation itérative d'instances du signal multivoie (IM) précédemment produit dont les durées respectives A sont toutes d'une même valeur déterminée ou sont 15 variables. 2. Procédé (100) selon la revendication précédente, comportant une étape préalable pour extraire d'un signal source (C) le premier signal (CV1) associé 20 à la première voie (V1) et pour inscrire dans la mémoire de données (12) ledit premier signal (CV1) extrait. 3. Procédé (100) selon la revendication précédente, 25 pour lequel la première fonction de modulation de l'intensité du premier signal IM1(t) est prédéterminée pour présenter une valeur remarquable IM1m=IM1(t=5), 0 4. Procédé (100) selon la revendication précédente, pour lequel : - À=1 et P= 3 pour tout t 5. Procédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour lequel l'étape (105) pour produire un signal multivoie à effet panoramique (CM) intercale un délai G constant ou 10 variable entre deux instances du signal multivoie (IM) concaténées. 6. Procédé (100) selon la revendication précédente, comportant une étape (107) pour déclencher la 15 restitution du signal multivoie à effet panoramique par les moyens de restitution (22). 7. Procédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant une étape 20 (106) pour commander un encodage du signal multivoie à effet panoramique par l'interface (14) selon des caractéristiques fonctionnelles des moyens de restitution (22). 25 8. Procédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, pour lequel les étapes (103, 104, 105) pour respectivement produire un deuxième signal d'intensité modulée (IMV2) de durée A, produire un signal multivoie d'intensité 30 modulée (IM) et/ou pour produire un signal multivoie à effet panoramique (CM) inscrivent le signal produit dans la mémoire de données (12). 3037706 31 9. Procédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, le dispositif (10) comportant en outre une deuxième interface (16) assurant une coopération entre l'unité de 5 traitement (11) et un capteur (30) délivrant des données caractérisant une constante physiologique de l'utilisateur (U), pour lequel : l'étape (102) pour moduler l'intensité (IV1) dudit premier signal (CV1) sur une durée 10 déterminée adapte la première fonction de modulation IM1(t) du premier signal d'intensité modulée selon la teneur des données délivrées par ledit capteur (30) et/ou ; 15 l'étape une étape (105) pour produire le signal multivoie à effet panoramique (CM) adapte les durées respectives A des instances du signal multivoie (IM) concaténées selon la teneur desdites données délivrées par ledit 20 capteur (30). 10. Procédé (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, le dispositif électronique (10) comportant en outre une 25 troisième interface (17) assurant une coopération entre l'unité de traitement (11) et des moyens (21) de paramétrage du fonctionnement dudit dispositif électronique (10) délivrant des données caractérisant des préférences et/ou profil de 30 l'utilisateur (U), pour lequel : - l'étape (102) pour moduler l'intensité (IV1) dudit premier signal (CV1) sur une durée déterminée adapte la première fonction de 3037706 32 modulation IM1(t) du premier signal d'intensité modulée selon la teneur des 5 données délivrées par les moyens de paramétrage (21), et/ou l'étape (105) pour produire le signal multivoie à effet panoramique (CM) adapte les durées respectives A des instances du signal multivoie (IM) concaténées selon la teneur desdites données délivrées par lesdits moyens 10 de paramétrage (21). 11. Produit programme d'ordinateur (P) comportant des instructions de programme qui, lorsqu'elles sont : 15 - préalablement enregistrées dans une mémoire de programmes (13) d'un dispositif électronique (10), ce dernier comportant en outre une unité de traitement (11), une mémoire de données (12), une interface (14, 20 16, 17) assurant une coopération entre l'unité de traitement (11) et des moyens de restitution, un capteur délivrant des données caractérisant une constante physiologique d'un utilisateur (U) et/ou des moyens (21) de 25 paramétrage du fonctionnement dudit dispositif (10), ladite mémoire de données (12), l'interface (14, 16, 17) et ladite mémoire de programme (13) coopérant respectivement avec ladite unité de 30 traitement (11) ; - exécutées ou interprétées par ladite unité de traitement (11), 3037706 33 provoquent la mise en oeuvre d'un procédé (100) de production et/ou de restitution d'un signal multivoie à effet panoramique (CM) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10. 5 12. Dispositif électronique (10) comportant une unité de traitement (11), une mémoire de données (12), une interface (14, 16, 17) assurant une coopération entre l'unité de traitement (11) des 10 moyens de restitution bivoie (22), un capteur délivrant des données caractérisant une constante physiologique d'un utilisateur (U) et/ou des moyens (21) de paramétrage du fonctionnement dudit dispositif (10), une mémoire de programmes 15 (14), lesdites mémoires (12, 14) et ladite interface (14, 16, 17) coopérant avec ladite unité de traitement (11), ledit dispositif électronique communicant (10) étant caractérisé en ce qu'il comporte dans la mémoire de 20 programmes (14), les instructions d'un produit programme d'ordinateur (P) selon la revendication précédente. 13. Dispositif (10) selon la revendication 25 précédente, pour lequel l'interface (14) est agencée pour coopérer avec des moyens de restitution bivoie (22) sous la forme de deux haut-parleurs ou de deux sources lumineuses restituant respectivement les premières et 30 deuxièmes voies. 14. Appareil de restitution comportant un dispositif électronique (10) selon la revendication 3037706 34 précédente, ou coopérant avec ce dernier, pour lequel l'interface (14) dudit dispositif électronique (10) coopère avec des moyens de restitution bivoie (22), le signal multivoie à 5 effet panoramique (CM) délivré par ledit dispositif électronique (10) étant ainsi restitué à l'utilisateur (U) de l'appareil par les moyens de restitution bivoie (22) de ce dernier 10 15. Casque d'écoute stéréophonique comportant un dispositif électronique (10) selon la revendication 13, ou coopérant avec ce dernier, pour lequel l'interface (14) dudit dispositif électronique (10) coopère avec les écouteurs 15 dudit casque, le signal multivoie à effet panoramique (CM) délivré par ledit dispositif électronique (10) étant ainsi restitué à l'utilisateur (U) du casque par les écouteurs de ce dernier. 20