Brevet FR3078196A1 — publié le 20190823

-1- Procédé et dispositif de synchronisation d'enregistrements comprenant un signal audio provenant de différents dispositifs d'acquisition co-localisés Domaine technique L'invention se situe dans le domaine de la restitution d'enregistre- ments comprenant un signal audio. Plus particulièrement, l'invention peut s'appliquer à une synchronisation d'enregistrements musicaux associés à des enregistrements vidéo en vue de produire une vidéo musicale. Etat de la technique - Description du problème technique Avec l'avènement des téléphones multimédias, incluant des capteurs audio et vidéo d'une qualité sans cesse croissante, les capacités d'enregistrement du grand public ont largement progressé. Les réseaux sociaux per- mettent par ailleurs une publication et une diffusion d'enregistrements pri- vés. Dans ce cadre, différentes études ont été menées pour synchroniser des contenus provenant de différents appareils capturant une même scène ou un même événement afin de produire un contenu agrégé à partir de différentes sources disponibles. Un exemple d'application de la présente invention se trouve dans le domaine du spectacle puisque chaque personne du public est en capacité d'enregistrer et de filmer une même performance ou un même événement. Cependant, le public effectue en général une captation de son de mauvaise qualité. En effet, le microphone du téléphone peut être mal positionné ou soumis au bruit du public. Et surtout, les actuels microphones omnidirec- tionnels des téléphones ne permettent pas d'envisager un retraitement efficace à postériori des signaux enregistrés même par des moyens professionnels. Un autre exemple peut être celui de musiciens jouant sur une même scène. Les musiciens peuvent chacun enregistrer le son de leur propre ins- trument par exemple. La problématique à résoudre dans ce cas est celle de la synchronisation à priori de leurs téléphones afin de pouvoir envisager un traitement ultérieur des enregistrements pour produire un contenu audio de -2- 5 bonne qualité. À cette fin, les musiciens doivent s'équiper d'un matériel par- ticulier qui nécessite des compétences techniques ainsi qu'un temps d'apprentissage et un investissement financier important. Un prérequis à tout traitement audio et vidéo est de travailler sur un 10 ensemble de fichiers présentant des caractéristiques temporelles communes permettant l'application de traitements et la restitution d'un contenu final cohérent. Ceci implique de déterminer un alignement ou un point de départ commun dans le temps et une vitesse de lecture commune. Or, pour des enregistreurs physiquement indépendants il n'est pas possible sur un plan 15 pratique de déclencher un enregistrement exactement au même moment sur deux appareils ou plus. Il convient donc de repositionner les enregistrements sur une échelle de temps commune. De plus, les fréquences d'échantillonnage, dans le domaine audio ou vidéo sont établies par des oscillateurs physiquement indépendants sur les 20 différents enregistreurs. Il est donc à nouveau impossible de garantir l'éga- lité précise de ces fréquences d'échantillonnage. Les écarts entre les fréquences d'échantillonnage doivent donc être corrigés après l'enregistrement, par l'application d'une correction sur la vitesse de lecture des fichiers d'enregistrements audio et vidéo. On va donc chercher à maintenir au cours 25 du temps la synchronisation initiale, c'est-à-dire à partir d'un point de départ temporel commun. Sans cette étape essentielle, après un temps variable de l'ordre de quelques dizaines de minutes de lecture du clip, un décalage perceptible par l'oreille humaine peut se produire. Une telle opération est donc indispensable pour la synchronisation d'enregistrements d'une durée supé- 30 rieure à une dizaine de minutes. Enfin, les dispositifs d'enregistrement à la disposition du plus grand nombre, et notamment les smartphones, présentent, du fait qu'ils ne sont pas uniquement dédiés à l'enregistrement, un risque d'erreur plus important lors d'un enregistrement. Par exemple, on peut constater des phénomènes 35 dits de « buffer underrun » ou de « buffer overrun ». Un « buffer underrun » désigne une incapacité du dispositif d'échantillonnage du smartphone à fournir un signal dans les temps à un dispositif de stockage du smartphone, induisant une discontinuité, comme un blanc ou une répétition dans le signal - 3 - 5 stocké. Un « buffer overrun » désigne une incapacité du matériel de stock- age à écrire suffisamment rapidement le signal déjà échantillonné sur le dispositif de stockage, induisant une discontinuité qui se matérialise par une disparition d'une portion du signal réel, dans le signal stocké. 10 Ces problèmes de synchronisation ne se posent pas dans un studio d'enregistrement musical professionnel. En effet, dans le cas de prises de sons simultanées, un seul appareil, typiquement une console numérique multipiste, réalise l'enregistrement. Ainsi, il n'y a qu'un seul point de départ et qu'une seule fréquence d'horloge. 15 En revanche, dans le domaine de l'audio-visuel, un tel mode d'enregistrement n'existe pas. En effet, l'enregistrement est réalisé par des caméras qui effectuent directement l'échantillonnage. Une première technique bien connue pour synchroniser des enregistrements est celle du « clap » : 20 un dispositif mécanique produit un son net et bref dont on peut aisément identifier l'instant dans un flux vidéo ou audio. Cet évènement commun à tous les enregistrements permet d'aligner les enregistrements provenant de différentes caméras. L'inconvénient de cette méthode est qu'elle nécessite une maîtrise complète du déroulement de l'enregistrement et se révèle donc 25 inadaptée à des productions d'amateurs. Alternativement, la synchronisation de plusieurs enregistrements peut aussi être réalisée par une production d'un « time code » ou marqueur temporel, avec une horloge maître sur un dispositif centralisé fournissant des signaux de synchronisation de manière cyclique et régulière. Ces infor- 30 mations sont transmises aux appareils par le biais de réseaux filaires, sans fil ou encore par des horloges de haute précision dites esclaves. Les horloges esclaves sont initialement synchronisées avec l'horloge maître et sont programmées pour ne pas présenter de décalage perceptible sur une durée nominale d'utilisation. Cette solution nécessite un matériel spécifique dont 35 la mise en oeuvre est complexe et couteuse et donc, par conséquent, réser- vée à des professionnels du domaine de l'audio-visuel. -4- 5 Par ailleurs, différentes études ont été menées pour synchroniser des contenus capturés par différents appareils grand public dans le but de produire un contenu agrégé à partir des différentes sources disponibles. On peut citer l'exemple d'extraits de concerts filmés par plusieurs personnes dans le public. Plusieurs techniques ont été développées dans ce cadre pour 10 répondre à ce besoin de synchronisation des enregistrements. Ces tech- niques sont basées sur une utilisation du signal audio comme moyen de synchronisation des vidéos. Ces techniques reposent fondamentalement sur deux méthodes d'analyse du signal sonore : une méthode dans le domaine temporel via des fonctions de corrélation et une méthode dans le domaine 15 fréquentiel via le calcul d'empreintes fréquentielles caractéristiques. Ces techniques permettent un calcul d'un décalage temporel constant au cours du temps qui ne tient pas compte des variations de fréquences d'horloge au sein des différents appareils d'enregistrement. Ce type d'analyses est adapté pour une synchronisation et une restitution simultanée d'enregistre- 20 ments courts ou disjoints mais ne permet pas de synchroniser du contenu d'une longueur de l'ordre de plusieurs dizaines de minutes devant être restitués de façon simultanée, tel un mixage audio d'un concert d'une heure par exemple. En effet, le décalage des horloges d'échantillonnage internes des différents appareils rend nécessaire l'application d'un coefficient correc- 25 teur sur la vitesse de lecture de chaque enregistrement. Ensuite des erreurs potentielles de continuité dans le signal peuvent invalider ces synchronisations vu qu'elles calculent un décalage temporel constant qui ne peut donc tenir compte de la variation induite par l'erreur de continuité dans le signal. Ceci rend donc impossible une création d'un 30 contenu agrégé cohérent. La correction de ce type d'erreur nécessite une intervention manuelle d'édition de l'enregistrement pour le corriger. Dans le domaine de la synchronisation de signaux audio, on peut aussi noter l'existence de techniques visant à introduire depuis un système 35 de traitement du signal des éléments caractéristiques dans le signal d'ori- gine qui ne modifient pas pour autant la perception humaine de ces signaux, afin de détecter par la suite ces éléments lors d'un réenregistrement du signal. Ces techniques nécessitent encore que les enregistreurs soient par -5- 5 avance connus et que l'on dispose d'un moyen de contrôle sur ces enregistreurs ce qui n'est pas le cas lors d'un enregistrement par plusieurs smart-phones privés d'un même concert. Résumé de l'invention 10 Un objectif de l'invention est notamment de palier aux inconvénients précités la technique. La présente invention propose à cette fin un procédé de synchronisa- 15 tion d'au moins deux enregistrements. Chaque enregistrement comprend un signal audio. Les enregistrements proviennent de différents dispositifs d'acquisition co-localisés. Ledit procédé comprend au moins les étapes suivantes : a) acquisition et enregistrements de signaux audio par les dispositifs 20 d'acquisition ; b) transmission des enregistrements par les dispositifs d'acquisition à un serveur de calcul ; c) pour chaque paire d'enregistrements, les traitements suivants sont réalisés par le serveur de calcul : 25 - détermination d'un premier décalage temporel entre les deux signaux audio à partir d'une enveloppe de chaque signal audio ; - alignement des enveloppes des signaux audio en fonction du premier décalage temporel ; 30 - segmentation de chaque enveloppe de signal audio par détec- tion de plages de silence sur lesdites enveloppes de chaque signal audio ; - calcul des décalages temporels entre les segments correspondant de chaque signal audio ; 35 - définition d'une échelle temporelle de référence et positionne- ment de l'ensemble des décalages temporels entre chaque segment de chaque signal audio sur l'échelle temporelle de référence ; -6- 5 d) calcul de données d'alignement à partir d'un positionnement de l'en- semble des décalages temporels sur l'échelle temporelle de référence, pour chaque enregistrement, par le serveur de calcul ; e) alignement des enregistrements par rapport à un signal audio de référence par le serveur de calcul à partir des données d'alignement ; 10 f) calcul de coefficients de vitesse de lecture pour chaque segment de chaque enregistrement par le serveur de calcul ; g) transmission des enregistrements alignés, avec leurs coefficients de vitesse de lecture, à un dispositif de restitution d'enregistrements ; h) lecture simultanée et synchronisée de l'ensemble des enregistre- 15 ments par un dispositif de restitution d'enregistrements. Une plage de silence peut être définie par une énergie du signal comprise entre une valeur minimum et une valeur maximum prédéfinies. L'enveloppe peut être une enveloppe d'énergie du signal audio. Alternativement l'enveloppe peut être une moyenne mobile calculée 20 sur le signal audio ré-échantillonné. Les enveloppes peuvent être normalisées et alignées en réalisant une corrélation croisée pour déterminer le premier décalage temporel. Ledit procédé peut comprendre en outre une étape de filtrage des plages de silence détectées. 25 Ledit procédé peut également comprendre une étape d'élimination de valeurs aberrantes parmi l'ensemble des décalages temporels calculés entre chaque segment de chacun des deux signaux audio. Le calcul des données d'alignement peut comprendre les étapes suivantes : 30 - construction d'une fonction d'interpolation des décalages temporels d'un signal par rapport aux décalages temporels d'un autre signal ; - modélisation d'un ajustement des décalages par exemple par un système de ressort linéaire ; - construction d'un système d'équations linéaires pour calculer les va- 35 leurs de décalages ajustées constituant les données d'alignements. Ledit procédé peut s'appliquer à des enregistrements comprenant en outre un signal vidéo. -7- 5 Ledit procédé peut comprendre des étapes de mixage et de montage des enregistrements par le dispositif de restitution d'enregistrements avant la lecture desdits enregistrements. La présente invention concerne également un dispositif de synchronisation d'enregistrements, comprenant au moins : 10 - des dispositifs d'acquisition de signaux audio co-localisés réalisant no- tamment les opérations d'acquérir, d'enregistrer et de transmettre des signaux audio et vidéo ; - un serveur de calcul mettant notamment en oeuvre les étapes c), d), e), f), du procédé selon l'invention, ledit serveur de calcul comprenant 15 à cette fin au moins un processeur de calcul, une mémoire, des moyens de réception et de transmission de signaux ; - un dispositif de restitution d'enregistrements comprenant par exemple des moyens de mixage, de montage et de lecture des enregistrements. 20 Les dispositifs d'acquisition peuvent être disposées chacun à proxi- mité d'une parmi des sources sonores. Les dispositifs d'acquisition de signaux audio peuvent être adaptés à une acquisition de signaux vidéo. L'invention concerne également un produit programme d'ordinateur 25 comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par au moins un processeur du serveur de calcul, conduisent celui-ci à mettre en oeuvre les étapes c), d), e), f) du procédé selon l'invention. L'invention se rapporte aussi à un support d'enregistrement lisible par ordinateur comprenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par 30 au moins un processeur d'un serveur de calcul, conduisent celui-ci à mettre en oeuvre les étapes c), d), e), f) du procédé selon l'invention. Avantageusement, l'invention permet une synchronisation continue c'est-à-dire sur la durée totale d'un ensemble d'enregistrements, chacun 35 d'une durée arbitraire, réalisés dans un même lieu, c'est-à-dire co-localisés, et réalisés à un même moment. -8- 5 Description des figures D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée de plusieurs modes de réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés, sur lesquels : 10 - La figure 1 représente un exemple de dispositifs d'enregistre- ments ; - La figure 2 représente un exemple d'une mise en oeuvre d'un dispositif selon l'invention ; - La figure 3 représente plusieurs étapes d'un procédé de synchroni- 15 sation selon l'invention ; - La figure 4a représente un premier signal audio en entrée du procédé de synchronisation selon l'invention ; - La figure 4b représente une enveloppe du premier signal audio ; - La figure 5a représente une enveloppe d'un deuxième signal audio 20 en entrée du procédé de synchronisation selon l'invention ; - La figure 5b représente l'enveloppe du premier signal audio ; - La figure 5c représente une fonction résultat d'une corrélation entre les enveloppes des premier et deuxième signaux audio ; - La figure 6a représente l'enveloppe du deuxième signal audio tron- 25 quée ; - La figure 6b représente l'enveloppe du premier signal audio tronquée ; - La figure 6c représente une combinaison des enveloppes du premier et deuxième signal audio ; 30 - La figure 7 représente un premier spectrogramme d'un intervalle de l'enveloppe d'un troisième signal audio ; - La figure 8a représente un deuxième spectrogramme d'un intervalle de l'enveloppe d'un quatrième signal audio ; - La figure 8b représente un troisième spectrogramme d'un intervalle 35 d'une enveloppe d'un cinquième signal ; - La figure 8c représente un exemple d'une fonction de corrélation spectrale des parties réelles des deuxième et troisième spectrogrammes ; -9- 5 - La figure 9 représente un exemple de partitionnement des valeurs de décalage temporel. Description détaillée 10 La description de la présente invention utilise pour l'exemple une pro- duction de clips vidéo musicaux agrégeant de multiples captures sonores et visuelles, c'est-à-dire provenant de différents enregistreurs. L'invention peut avantageusement être utilisée pour réaliser des captations via différents téléphones multimédia d'évènements comme des présentations, des 15 conférences, des colloques ou encore pour de la captation de spectacles non musicaux tels des pièces de théâtre. D'autres exemples d'applications peuvent être envisagés sans sortir du cadre de l'invention. Notamment, et de manière générale, l'invention peut s'appliquer à une synchronisation de signaux numériques quelconques dès lors qu'ils comprennent un signal audio. 20 La figure 1 représente un événement 1, comme un concert par exemple ou toute autre représentation ou spectacle. L'évènement 1 est caractérisé par au moins une source sonore 6, 7, 8, 9 émettant un signal audio. Le dispositif selon l'invention comprend des dispositifs d'acquisition de 25 signaux audio indépendants 2, 3, 4, 5. Les dispositifs d'acquisition de si- gnaux audio 2, 3, 4, 5 comprennent au moins un micro. Les dispositifs d'acquisition de signaux audio 2, 3, 4, 5 peuvent acquérir soit uniquement des signaux audio, soit des signaux audio et vidéo. Par exemple un microphone 4 peut enregistrer principalement une première source sonore 8 de l'événe- 30 ment 1. Alternativement il est possible d'utiliser d'autres types d'enregis- treurs audio comme des magnétophones, dictaphones. Par exemple les dispositifs d'acquisition de signaux audio peuvent être des téléphones multimédias 2, 3, 5 ou encore des caméras avec une prise de son. Avantageusement chaque dispositif d'acquisition de signaux audio peut être orienté de 35 façon à capter principalement une source sonore en particulier. Par exemple un premier téléphone multimédia 2 peut enregistrer principalement une deuxième source sonore 7 en étant situé à proximité de ladite deuxième - 10 - 5 source sonore 7. Un deuxième téléphone multimédia 3 peut enregistrer prin- cipalement une troisième source sonore 9, un troisième téléphone multimédia 5 peut enregistrer principalement une quatrième source sonore 6. Ceci est particulièrement avantageux pour enregistrer un concert réunissant plusieurs instruments et par exemple un ou plusieurs chanteurs. Ainsi en dis- 10 posant d'enregistrements plus particulièrement centrés sur certaines sources, l'ensemble sera rendu de manière très qualitative. Alternativement il est possible que les enregistreurs soient disposés à des endroits aléatoires par rapport aux sources. Il est également possible d'envisager que les enregistreurs puissent être en mouvement par rapport aux sources sonores. 15 La figure 2 représente un exemple d'un dispositif de synchronisation 20 selon l'invention. Le dispositif de synchronisation 20 peut par exemple comprendre les dispositifs d'acquisition de signaux audio 2, 3, 4, 5 tels que représentés sur la figure 1. Les dispositifs d'acquisition, ou enregistreurs, de 20 signaux audio 2, 3, 4, 5 après enregistrement de l'évènement 1 peuvent transmettre leurs enregistrements par liaison filaire ou non filaire. La transmission peut se faire en passant par exemple par un réseau de télécommunication et plus spécifiquement par l'intermédiaire d'un réseau relié à un système de stockage distant 26 en exploitant les technologies de l'informa- 25 tique en nuage, ou « cloud computing » en langage anglo-saxon. Ces enregistrements sont ensuite récupérés par un serveur de calcul 21 distant des enregistreurs fonctionnant sur un ou plusieurs ordinateurs eux-mêmes reliés au réseau externe et au « cloud » 26 et apte à être connectés aux dispositifs d'acquisition de signaux audio 2, 3, 4, 5. Le serveur distant 21 peut 30 comprendre un ou plusieurs processeurs 22, 23, 24 aptes à mettre en oeuvre différentes étapes d'un procédé de synchronisation selon l'invention. Le serveur distant comprend en outre une ou plusieurs unités de mémoire de stockage 25. Les unités de mémoire de stockage ou mémoire permettent le stockage des données d'enregistrement ainsi que les instructions du pro- 35 gramme informatique exécutant des étapes du procédé selon l'invention et artefact résultat du procédé selon l'invention. Le serveur distant 21 peut également transmettre des informations à destination du « cloud » 26 ou - 11- 5 par liaison filaire pour diffusion d'un clip vidéo résultant de la synchronisa- tion des enregistrements selon l'invention. Le serveur distant 21 peut également transmettre le résultat du procédé selon l'invention à des moyens de lecture et de diffusion audio et éventuellement vidéo. Par exemple le résultat du procédé selon l'invention peut être transmis aux téléphones multimédias 10 2, 3, 5 pour lecture de l'enregistrement final, après traitement par le pro- cédé selon l'invention. Le serveur distant 21 peut également transmettre l'enregistrement synchronisé à des moyens de mixage et de montage. Avantageusement, lesdits moyens de mixage et de montage peuvent s'exécuter sur le serveur distant. Ainsi, le serveur distant peut réaliser les opérations 15 d'alignement, de synchronisation et d'analyse des plages audio de l'en- semble des enregistrements puis la sélection des pistes audio pour le mixage audio et enfin la sélection des pistes vidéo et l'inclusion de l'audio mixé dans le flux vidéo puis le montage final de la vidéo. 20 La figure 3 représente plusieurs étapes du procédé de synchronisation 30 selon l'invention mis en oeuvre par le dispositif 20 de synchronisation selon l'invention. Une première étape 31 du procédé selon l'invention est une étape d'acquisition de données par les dispositifs d'acquisition de signaux audio et 25 vidéo 2, 3, 4, 5. Les données acquises sont ensuite traitées sous la forme de signaux audio et vidéo. Les données acquises peuvent être enregistrées par exemple dans une mémoire du dispositif d'acquisition de signaux audio et vidéo 2, 3, 4, 5. Ces données sont par la suite nommées enregistrements. Les enregistrements sont transmis au cours d'une deuxième étape 32 30 au serveur distant 21 par l'intermédiaire d'un réseau internet par exemple. Avantageusement, les enregistrements peuvent être collectés via un espace de stockage distant 26. Le serveur distant 21 réalise ensuite différents traitements sur ces enregistrements. Les enregistrements sont, dans un premier temps syn- 35 chronisés en utilisant les informations audio contenues dans chaque enre- gistrement. Tout d'abord les étapes suivantes sont réalisées pour chaque paire d'enregistrements possible parmi l'ensemble des enregistrements. Il est - 12 - 5 procédé, dans un premier temps, à un premier alignement préliminaire peu précis des enregistrements. L'alignement préliminaire comprend notamment une troisième étape 33 de détermination d'un premier décalage temporel sur des enveloppes des signaux audio et une quatrième étape 34 d'alignement des enveloppes des signaux audio deux à deux. 10 Pour chaque signal audio Si, SI de chaque enregistrement et pour chaque paire de signaux audio d'enregistrements (S1,51), la troisième étape 33 de détermination d'un premier décalage temporel comprend tout d'abord une étape de calcul d'une enveloppe du signal audio Si, S. Si l'on définit N comme le nombre total d'enregistrements à traiter alors i = 1,..,N et j = 15 1, , N. Les paires (S1,51) de signaux d'enregistrements sont constituées telles que i j. Une enveloppe d'un signal peut être définie comme un signal descriptif du signal initial en ce qu'il en conserve les caractéristiques principales ou tendances. Réaliser les calculs sur une enveloppe de signal plutôt que sur le signal lui-même permet de réduire le volume des calculs réalisés. 20 Une première méthode de calcul d'une enveloppe E(r) peut être un calcul d'une enveloppe d'énergie du signal, r étant une variable temporelle : E(r) = EFks_01 (k + T - Fs)2 (1000) 25 avec Fs une fréquence d'échantillonnage du signal Si. On réalise ainsi un sous-échantillonnage, ou downsampling en langage anglo-saxon, afin d'obtenir un signal de travail dans lequel n'apparaissent que les variations les plus importantes, par exemple. Cette première méthode de calcul est très rapide et donne de bons résultats par exemple 30 pour réaliser un alignement de pistes comprenant des enregistrements d'un concert de musique amplifiée de type rock, pour lesquels les débuts et fins de morceaux sont bien marqués et de fait, facilement identifiables. Une deuxième méthode de calcul possible d'une enveloppe d'un signal 35 peut être une utilisation d'une moyenne mobile calculée sur une version ré- échantillonnée du signal. Ensuite, la moyenne mobile est ré-échantillonnée. Un avantage de cette méthode est l'augmentation de la précision des calculs d'alignement des enveloppes des signaux à venir pour gagner par la suite - 13 - 5 en rapidité de calcul notamment pour les calculs de corrélation des signaux proprement dit. En effet, cette deuxième méthode permet d'augmenter le facteur de « downsampling » et donc d'accélérer le calcul à venir de corrélation des signaux tout en maintenant une bonne précision. De plus, la deuxième méthode donne de bons résultats pour des cap- 10 tations de signaux audio dans lesquels les frontières entre silence et infor- mation sont moins marquées. Soit S'1 (r) = resample1(S1,q1) (1001) 15 avec la fonction resampiel() étant une fonction réduisant l'échantillonnage d'un signal S d'un premier facteur d'échantillonnage ou de « downsampling » ch. Cette fonction préserve avantageusement les caractéristiques principales du signal S en utilisant un filtre passe bas afin de limiter 20 l'effet de repliement du spectre, ou « aliasing ». Par exemple il est possible d'utiliser un filtre de Chebyshev d'ordre n. On peut choisir ch tel que 50 200 et par exemple ch de l'ordre de la centaine et n de l'ordre de la dizaine. Il s'agit de trouver un compromis entre la précision de l'alignement et le temps de calcul. 25 Ensuite, on calcule une moyenne mobile quadratique sur le signal ré- échantillonné : S(T) = + k) x W (co,rc,k))2 (1002) dans laquelle W (co,rc,k) est une fonction de fenêtrage variant entre 0 et 1, de largeur (xi, et de temps de montée caractéristique rc. On peut choisir 30 co entre 0.01s et 0.5s, avec par exemple une valeur de l'ordre du dixième de seconde. On peut choisir rc entre 0.1ms et 10ms avec par exemple une valeur de l'ordre de 5ms. On peut ensuite à nouveau ré-échantillonner ce signal Ç pour obtenir une enveloppe du signal s'exprimant ainsi : 35 = resamp1e2(S',,q2) (1003) avec q2 un deuxième facteur d'échantillonnage, ou de « downsampling » qui peut être choisi tel que 50 q2 200, avantageusement q2 = ch et q2ch est de l'ordre de 10000. On peut choisir à titre d'exemple q2 de - 14 - 5 l'ordre de la centaine. La fonction resamp/e2 est une autre fonction d'échan- tillonnage réduisant le signal Ç d'un facteur de ré-échantillonnage q2. Après le calcul de la moyenne mobile quadratique (1002) les informations fréquentielles disparaissent du signal et l'utilisation d'un filtre passe bas pour l'anti-aliasing n'est donc pas nécessaire. 10 D'autres méthodes de sous-échantillonnage peuvent également être utilisées. Une quatrième étape 34 du procédé de synchronisation 30 selon l'in-15 vention est une étape d'alignement des enveloppes des signaux deux à deux. Les niveaux des signaux enregistrés sont fortement dépendants des conditions d'enregistrement du signal ainsi que des caractéristiques de la source sonore. Par exemple, la distance entre un microphone et la source 20 sonore est l'un des facteurs déterminants dans la puissance reçue par un transducteur sonore et par conséquent dans sa traduction en un signal numérique. La disparité dans les niveaux sonores reçus doit tout d'abord être réduite avant de pouvoir effectuer une comparaison des signaux entre eux. À cette fin, une normalisation des deux enveloppes est réalisée permettant 25 ainsi de comparer des signaux avec des amplitudes similaires. Un objectif de cette normalisation est de permettre de distinguer des phases dites de silence, des phases d'émission de la source. Par définition une plage de silence représente les moments pendant laquelle la source que l'on souhaite enregistrer n'émet pas. Par contre pendant ces plages de silence, il n'est 30 pas garanti qu'il n'y ait pas de signal, c'est-à-dire que le niveau de puissance du signal enregistré soit nul. Le signal contient alors uniquement les sons issus de l'environnement de la source sonore dont il convient de quantifier le niveau en définissant deux paramètres Smin, un niveau de puissance minimum, et Sm', un niveau de puissance maximum. Lorsque le niveau 35 d'énergie du signal est détecté entre Smin et Sm' alors on considère que l'on est en présence d'une plage de silence de la source. Par la suite on utilise simplement l'expression « plage de silence ». - 15 - 5 Afin de détecter les plages de silence on réalise alors un partitionne- ment des niveaux du signal en deux sous-ensembles par la méthode dite des K-moyennes. On choisit ensuite la partition Pi' dont le barycentre y a la valeur la plus faible. Pour cette partition on calcule une nouvelle enveloppe i(e) tel que : 10 V r' E Pm. i(e) = K. Ei(e)1,u (1004) avec K une constante d'ajustement de la normalisation. Par exemple on peut utiliser K = 4/30. Cette opération (1004) permet de recentrer les points de l'enveloppe faisant partie de périodes de silence, autour d'une valeur commune. 15 Les figures 4a et 4b donnent un exemple de l'application des précé- dentes étapes du procédé selon l'invention. La figure 4a représente un premier signal audio 40 en entrée du procédé selon l'invention. Le niveau du premier signal 40 évolue entre -0.002 et +0.002 sur une échelle de temps échantillonnée. La figure 4b représente une première enveloppe 41 du pre- 20 mier signal 40 représenté sur la figure 4a. La première enveloppe 41 obte- nue par moyenne mobile normalisée est comprise entre 0 et 1 sur la même échelle de temps que celle de la figure 4a. Sur la figure 4b, on peut par exemple déterminer des périodes de silence entre Smin = 0 et Sm' = 0,2. Il est ainsi possible de calculer une corrélation croisée entre deux vec25 teurs comprenant chacun une enveloppe du signal Si, SI telle que précédem- ment calculée. À cette fin le procédé selon l'invention réalise une recherche du maximum de corrélation T'il m' tel que vT,Fil(e) Fil(T'ilm') (1005) Les figures 5a, 5b, 5c illustrent la détection du maximum de corrélation entre deux enveloppes 50, 51 de deux signaux audio, respectivement 30 représentées sur les figures 5a et 5b. La figure 5c représente sous la forme d'une courbe 52 le résultat de la corrélation entre les deux enveloppes 50, 51. Le maximum de corrélation est visible sous la forme d'un pic 53 sur la courbe 52. Pour exemple une deuxième enveloppe 50 d'un deuxième signal est représentée sur la figure 5a. La figure 5b représente quant à elle la 35 première enveloppe 51 du premier signal 40 avec un niveau de zoom diffé- rent de la première enveloppe 41 représentée sur la figure 4b. - 16 - 5 Le maximum de corrélation 53 permet de déterminer à quel instant les deux enveloppes des signaux sont les plus similaires. L'instant du maximum de corrélation 53 signifie qu'en première approximation les première et deuxième enveloppes 51, 50 coïncident. Ainsi il est possible d'en déduire que les deux signaux correspondant aux première et deuxième enveloppes 10 51, 50 représentent des sources sonores ayant émis approximativement durant les mêmes périodes. Ainsi on peut obtenir un premier décalage temporel avec une pré- cision correspondant à la fréquence d'échantillonnage Fs et au produit des premier et deuxième coefficients de « downsampling » tel que : 15 = max - max(lEil (1006) avec .5i; = ch. q2. (5' (1007) La précision obtenue, de l'ordre de la seconde, n'est pas encore suf- 20 fisante pour déclencher des traitements par exemple de mixage sur les signaux audio. Ce premier alignement permet néanmoins d'effectuer ultérieurement un deuxième alignement plus précis avec des données pré-alignées ce qui diminue de manière importante le temps de calcul nécessaire pour l'alignement précis. 25 Les méthodes de détermination d'enveloppes du signal ainsi que la méthode de normalisation précédemment décrites, sont données uniquement à titre d'exemple. D'autres méthodes peuvent également être utilisées dans le cadre de l'invention sans en remettre en cause le principe. 30 Une cinquième étape 35 du procédé selon l'invention est une étape de segmentation de chacune des enveloppes des signaux précédemment calculées. L'étape de segmentation emploie une méthode de détection des plages de silence dans l'enveloppe de chaque signal. Les enveloppes des deux signaux sont combinées en un vecteur de 35 même dimension afin de rechercher les périodes de silence relatives des deux signaux. Par exemple il est possible d'utiliser une fonction donnant un maximum comme fonction de combinaison des enveloppes telle que : = max(Ej(r+ (5' il) , Ei(r)) (1008) - 17 - 5 sur un intervalle pour lequel les deux signaux sont définis. Ainsi à partir du vecteur combinaison des deux enveloppes, sont obtenues les intervalles où le signal évolue entre les deux seuils Smin et Sm'. Ces intervalles représentent des périodes au cours desquelles aucune des sources sonores que l'on cherche à capter ne produit de son significatif. En 10 d'autres termes, ces intervalles reflètent simultanément l'environnement sonore ambient. Alternativement, il est possible d'utiliser de la même manière une fonction donnant le minimum comme fonction de combinaison des enveloppes sur chaque intervalle pour lequel les deux signaux sont définis. Ainsi 15 entre deux seuils Smin et Sm' on peut détecter des périodes pendant lesquelles au moins une source n'émet pas. Ainsi les périodes de silence seront relatives à l'au moins une source n'émettant pas. L'ensemble A de ces intervalles / est déterminé de la manière suivante : 20 A = (1,VT E I,Smjn E( y) s} (1009) Par exemple, on peut utiliser Smin proche de 0 et sm' de l'ordre de 1.10-1. Les figures 6a, 6b et 6c illustrent les traitements réalisés pour la cinquième étape 35. La figure 6a représente la deuxième enveloppe 60 du 25 deuxième signal audio et la figure 6b représente la première enveloppe 61 du premier signal 40. Les première et deuxième enveloppes 61, 60 telles que représentées sur les figures 6a et 6b sont tronquées en début et fin, par rapport aux première et deuxième enveloppes 51, 50 représentées sur les figures 5a et 5b. La troncature des première et deuxième enveloppes 51, 30 50 résulte de l'alignement initial réalisé au cours de la quatrième étape 34. L'objectif de cette troncature est de pouvoir travailler sur des enveloppes de même longueur, sur la base de l'alignement initial afin de pouvoir calculer une troisième enveloppe combinée 62 telle que représentée sur la figure 6C. C'est sur cette troisième enveloppe combinée 62 que les plages de silence 35 sont recherchées. La figure 6C représente donc la troisième enveloppe 62 résultant de la combinaison des première et deuxième enveloppes 61, 60 des premier et deuxième signaux. Sur la figure 6c la valeur sm' est représentée par la ligne - 18 - 5 horizontale 63. On peut donc identifier l'ensemble S des intervalles / 64, 65, 66, 67, 68, 69 pour lesquels la troisième enveloppe 62 reste sous le seuil smax = 1.10-1 par exemple. Dans l'exemple représenté sur la figure 6c, on obtient six intervalles 64, 65, 66, 67, 68, 69 de silence. L'ensemble des intervalles ou plages de silence A peut ensuite être 10 filtré afin d'en extraire les plages de silence permettant un calcul d'aligne- ment précis. Pour filtrer les intervalles, il est possible d'utiliser par exemple les règles suivantes : - en déterminant un écart minimal entre deux plages de silence 15 consécutives, lorsque deux des plages de silence / se suivent avec un écart temporel assez faible, on peut réaliser une concaténation desdites plages de silence. Par exemple : si / = [a; h] e A et J = [c; d] e A, avec b REVENDICATIONS1. Procédé de synchronisation (30) d'au moins deux enregistrements, chaque enregistrement comprenant un signal audio, lesdits enregistrements 10 provenant de différents dispositifs d'acquisition (2, 3, 4, 5) co-localisés, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes : a) acquisition et enregistrements (31) de signaux audio par les dispositifs d'acquisition ; 15 b) transmission (32) des enregistrements par les dispositifs d'acquisition à un serveur de calcul ; c) pour chaque paire d'enregistrements, les traitements suivants sont réalisés par le serveur de calcul : - détermination (33) d'un premier décalage temporel entre les 20 deux signaux audio à partir d'une enveloppe de chaque signal audio ; - alignement (34) des enveloppes des signaux audio en fonction du premier décalage temporel ; - segmentation (35) de chaque enveloppe de signal audio par 25 détection de plages de silence sur lesdites enveloppes de chaque signal audio ; - calcul (36) des décalages temporels entre les segments correspondant de chaque signal audio ; - définition d'une échelle temporelle de référence et positionne- 30 ment (37) de l'ensemble des décalages temporels entre chaque segment de chaque signal audio sur l'échelle temporelle de référence ; d) calcul de données d'alignement (38) à partir d'un positionnement de l'ensemble des décalages temporels sur l'échelle temporelle de réfé- 35 rence, pour chaque enregistrement, par le serveur de calcul ; e) alignement (39) des enregistrements par rapport à un signal audio de référence par le serveur de calcul à partir des données d'alignement ; - 28 - f) calcul (300) de coefficients de vitesse de lecture pour chaque segment de chaque enregistrement par le serveur de calcul ; g) transmission (301) des enregistrements alignés, avec leurs coefficients de vitesse de lecture, à un dispositif de restitution d'enregistrements ; h) lecture simultanée et synchronisée (302) de l'ensemble des enregis- trements par un dispositif de restitution d'enregistrements. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une plage de silence est définie par une énergie du signal comprise entre une valeur minimum et une valeur maximum prédéfinies. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'enveloppe est une enveloppe d'énergie du signal audio. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'enveloppe est une moyenne mobile calculée sur le signal audio ré-échantillonné. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les enveloppes sont normalisées et alignées en réalisant une corré- lation croisée pour déterminer le premier décalage temporel. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de filtrage des plages de silence détec30 tées. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend une étape d'élimination de valeurs aberrantes parmi l'ensemble des décalages temporels calculés entre chaque segment 35 de chacun des deux signaux audio. - 29 - 5 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracté- risé en ce que le calcul des données d'alignement comprend les étapes suivantes : - construction d'une fonction d'interpolation des décalages temporels d'un signal par rapport aux décalages temporels d'un autre signal ; 10 - modélisation d'un ajustement des décalages par un système de res- sort linéaire ; - construction d'un système d'équations linéaires pour calculer les valeurs de décalages ajustées constituant les données d'alignements. 15 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caracté- risé en ce qu'il s'applique à des enregistrements comprenant en outre un signal vidéo. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, carac20 térisé en ce qu'il comprend des étapes de mixage et de montage des enregistrements par le dispositif de restitution d'enregistrements avant la lecture desdits enregistrements. 11. Dispositif de synchronisation d'enregistrements, caractérisé en ce qu'il 25 comprend : - des dispositifs d'acquisition (2, 3, 4, 5) de signaux audio co-localisés réalisant les opérations d'acquérir, d'enregistrer et de transmettre des signaux audio et vidéo ; - un serveur de calcul (20) mettant en oeuvre les étapes c), d), e), f), du procédé selon la revendication 1, ledit serveur de calcul compre- nant à cette fin au moins un processeur de calcul (22, 23, 24), une mémoire (25), des moyens de réception et de transmission de signaux ; - un dispositif de restitution d'enregistrements comprenant des moyens de mixage, de montage et de lecture des enregistrements. - 30 - 5 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les dispositifs d'acquisition sont disposées chacun à proximité d'une parmi des sources sonores (6, 7, 8, 9). 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 et 12, caracté- 10 risé en ce que les dispositifs d'acquisition (2, 3, 5) de signaux audio sont adaptés à une acquisition de signaux vidéo. 14. Produit programme d'ordinateur comprenant des instructions qui, lorsque le programme est exécuté par au moins un processeur (22, 23, 24) du 15 serveur de calcul (20), conduisent celui-ci à mettre en oeuvre les étapes c), d), e), f) du procédé selon la revendication 1. 15. Support d'enregistrement lisible par ordinateur comprenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par au moins un processeur d'un ser- 20 veur de calcul, conduisent celui-ci à mettre en oeuvre les étapes c), d), e), f) du procédé selon la revendication 1.