Brevet FR3119723A1 — publié le 20220812

L’invention concerne un procédé pour le réglage automatisé de paramètres de traitements numériques destinés à être appliqués à des signaux numériques avant diffusion par au moins un haut-parleur placé dans un environnement. Selon l’invention, le procédé comporte : - une étape de détermination d’un ensemble de réponses fréquentielles (110) de l’environnement ; - une étape d’égalisation (120) appliquée pour chaque sous-ensemble d’au moins un haut-parleur ; - une étape de seconde égalisation (150) appliquée à au moins un sous-ensemble d’au moins un haut-parleur. L’invention concerne également un dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon l’invention. Figure pour l’abrégé : figure 2 Procédé pour le réglage automatisé de paramètres de traitements numériques appliqués à des signaux avant diffusion par des haut-parleurs et dispositif pour la mise en œuvre d’un tel procédé La présente invention se rapporte au domaine du traitement du signal sonore. Plus particulièrement, la présente invention concerne un procédé pour le réglage automatisé de paramètres de traitements du signal appliqués à des signaux diffusés au moyen de haut-parleurs situés dans un environnement donné et un dispositif pour la mise en œuvre d’un tel procédé. L’invention trouve une application particulière dans le domaine de l’automobile, et en particulier dans la définition d’une ambiance sonore dans un habitacle d’un véhicule. Généralement, des paramètres de filtres à appliquer aux haut-parleurs d’un véhicule pour obtenir une ambiance sonore donnée dans une voiture sont ajustés manuellement par un opérateur, l’ambiance sonore étant évaluée « à l’oreille » par l’opérateur qui ajuste les paramètres en fonction de ce qu’il perçoit. Il est connu de l’art antérieur un procédé et un système d’égalisation acoustique automatisé. Le brevet européen EP 3 111 667 divulgue un procédé permettant de fournir une égalisation d’un signal en déterminant des paramètres de filtres à appliquer en entrée des haut-parleurs permettant de réduire l’écart entre l’amplitude d’une réponse fréquentielle de l’environnement des haut-parleurs et une réponse fréquentielle cible. La présente invention concerne un procédé pour le réglage automatisé de paramètres de traitements numériques destinés à être appliqués à des signaux numériques avant diffusion par au moins un haut-parleur placé dans un environnement. Un avantage de la présente invention est qu’elle permet un réglage plus complet et plus précis des paramètres de traitements numériques par rapport à l’art antérieur. La présente invention concerne un procédé pour le réglage automatisé de paramètres de traitements numériques destinés à être appliqués à des signaux numériques avant diffusion par au moins un haut-parleur placé dans un environnement. Selon l’invention, le procédé comporte les étapes suivantes : - une étape de détermination d’un ensemble de réponses fréquentielles de l’environnement, chacune des réponses fréquentielles étant déterminée en activant un sous-ensemble d’au moins un haut-parleur ; - une étape d’égalisation appliquée pour chaque sous-ensemble d’au moins un haut-parleur, au cours de laquelle des paramètres de filtres à appliquer à l’au moins un haut-parleur de chaque sous-ensemble sont déterminés de sorte à minimiser un écart entre une réponse fréquentielle cible prédéterminée et la réponse fréquentielle associée au sous-ensemble d’au moins un haut-parleur déterminée lors de l’étape de détermination d’un ensemble de réponses fréquentielles ; - une étape de seconde égalisation appliquée à au moins un sous-ensemble d’au moins un haut-parleur, pour déterminer des paramètres de filtres à appliquer auxdits haut-parleurs de sorte à atténuer sur un ensemble de fréquences à corriger la réponse fréquentielle de l’environnement obtenue lorsque tous les haut-parleurs sont actifs. Dans un mode de mise en œuvre, l’étape d’égalisation, appliquée à un sous-ensemble d’au moins un haut-parleur, comporte les sous-étapes suivantes : - une sous-étape d’application d’un filtre shelf au cours de laquelle il est déterminé un filtre shelf à appliquer à l’au moins un haut-parleur pour minimiser un écart entre la courbe de réponse fréquentielle déterminée lors de l’étape de détermination d’un ensemble de réponses fréquentielles et la réponse fréquentielle cible ; - une sous-étape d’ajustement de courbe au cours de laquelle des paramètres de filtres réjecteurs de bande sont déterminés pour minimiser un écart entre la courbe de réponse fréquentielle déterminée lors de la sous-étape d’application d’un filtre shelf et la réponse fréquentielle cible ; - une sous-étape d’optimisation au cours de laquelle les filtres réjecteurs sont triés au moyen de critères appliqués aux paramètres desdits filtres ; - une sous-étape de vérification au cours de laquelle la réponse fréquentielle de l’environnement est mesurée en appliquant au sous-ensemble de l’au moins un haut-parleur les filtres shelf, réjecteurs de bande déterminés au cours des sous-étapes précédentes, et au cours de laquelle la réponse fréquentielle mesurée est comparée à la réponse fréquentielle attendue théoriquement après la sous-étape d’optimisation. Dans un mode de mise en œuvre, le nombre de filtres réjecteurs de bande utilisés lors de la sous-étape d’ajustement de courbe est au moins égal au nombre de maxima locaux de la courbe de réponse fréquentielle obtenue à l’issue de la sous-étape d’application d’un filtre shelf. Dans un mode de mise en œuvre, les filtres réjecteurs de bande sont supprimés au cours de la sous-étape d’optimisation s’ils présentent un gain supérieur à un gain maximal seuil G_th_max et un facteur de qualité inférieur à un facteur de qualité minimal seuil Q_th_min. Dans un mode de mise en œuvre, le procédé selon l’invention comporte par ailleurs : - une étape de déphasage au cours de laquelle au moins un retard τ est appliqué à au moins un sous-ensemble d’au moins un haut-parleur ; - une étape d’application d’un gain à au moins un sous-ensemble d’au moins un haut-parleur. Dans un mode de mise en œuvre, l’au moins un retard est déterminé au moyen de M mesures réalisées en un point de référence ou dans un voisinage dudit point de référence comme étant la fraction entière (k x τmax)/M permettant de maximiser l’énergie sur une bande de fréquences donnée au préalable, avec k entier compris entre 1 et M, et τmax désignant un retard maximal. Dans un mode de mise en œuvre, la bande de fréquences considérée comprend la bande de fréquences [70Hz ;120Hz]. Dans une mode de mise en œuvre, au cours de l’étape de seconde égalisation, une courbe de réponse fréquentielle cible secondaire RF,c’ est déterminée comme suit : [Math 1] où f désigne la fréquence, RF la réponse fréquentielle mesurée avec tous les haut-parleurs actifs, les paramètres de filtres déterminés à l’étape d’égalisation, ainsi que l’au moins un retard et le gain déterminés aux étapes de déphasage et d’application d’un gain étant appliqués aux signaux de type sinus glissant diffusés par les haut-parleurs, et S désignant une valeur seuil positive. Dans un mode de mise en œuvre, lors de l’étape de détermination d’un ensemble de réponses fréquentielles, lesdites réponses fréquentielles sont déterminées au moyen d’au moins un ensemble d’au moins un microphone, lesdites réponses étant moyennées sur chacun des ensembles de microphones. L’invention concerne également un dispositif pour le réglage automatisé de paramètres de traitements numériques destinés à être appliqués à des signaux numériques avant diffusion par au moins un haut-parleur placé dans un environnement. Selon l’invention, le dispositif comporte : - des moyens pour déterminer un ensemble de réponses fréquentielles de l’environnement, chacune des réponses fréquentielles étant déterminée en activant un sous-ensemble d’au moins un haut-parleur ; - des moyens pour déterminer, pour chaque sous-ensemble d’au moins un haut-parleur considéré, des paramètres de filtres à appliquer à l’au moins un haut-parleur de sorte à minimiser un écart entre une réponse fréquentielle cible prédéterminée et la réponse fréquentielle associée au sous-ensemble d’au moins un haut-parleur. représente un habitacle de véhicule comprenant des haut-parleurs et dans lequel des microphones sont positionnés au niveau du siège conducteur et au niveau du siège arrière pour réaliser un ensemble de mesures de réponses fréquentielles. représente un diagramme schématique du procédé selon l’invention. représente les spectres fréquentiels d’une réponse fréquentielle cible et de deux réponses fréquentielles mesurées dans le véhicule. représente les spectres fréquentiels d’une réponse fréquentielle mesurée et de cette même réponse fréquentielle à laquelle est appliqué un filtre de type « shelf ». représente les spectres fréquentiels d’une réponse fréquentielle mesurée à laquelle est appliqué un filtre de type « shelf » et de cette même réponse fréquentielle après application des filtres de type réjecteur de bande. représente les spectres fréquentiels d’une réponse fréquentielle théorique obtenue après application des filtres de type « shelf » et réjecteur de bande et une réponse fréquentielle mesurée dans l’habitacle du véhicule avec application des filtres déterminés au moyen du procédé selon l’invention. représente la réponse fréquentielle cible et la réponse fréquentielle cible secondaire. Procédé pour le réglage automatisé de paramètres de traitements numériques destinés à être appliqués à des signaux numériques avant diffusion par au moins un haut-parleur (HP1, HP2, HP3, HP4) placé dans un environnement, ledit procédé étant caractérisé en ce qu’il comporte les étapes suivantes : - une étape de détermination d’un ensemble de réponses fréquentielles (110) de l’environnement, chacune des réponses fréquentielles (RF1, RF2) étant déterminée en activant un sous-ensemble d’au moins un haut-parleur ; - une étape d’égalisation (120) appliquée pour chaque sous-ensemble d’au moins un haut-parleur, au cours de laquelle des paramètres de filtres à appliquer à l’au moins un haut-parleur de chaque sous-ensemble sont déterminés de sorte à minimiser un écart entre une réponse fréquentielle cible (RF,c) prédéterminée et la réponse fréquentielle (RF1, RF2) associée au sous-ensemble d’au moins un haut-parleur déterminée lors de l’étape de détermination d’un ensemble de réponses fréquentielles (110) ; - une étape de seconde égalisation (150) appliquée à au moins un sous-ensemble d’au moins un haut-parleur, pour déterminer des paramètres de filtres à appliquer auxdits haut-parleurs de sorte à atténuer sur un ensemble de fréquences à corriger la réponse fréquentielle de l’environnement obtenue lorsque tous les haut-parleurs sont actifs. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que l’étape d’égalisation (120), appliquée à un sous-ensemble d’au moins un haut-parleur, comporte les sous-étapes suivantes : - une sous-étape d’application d’un filtre shelf (121) au cours de laquelle il est déterminé un filtre shelf à appliquer à l’au moins un haut-parleur pour minimiser un écart entre la courbe de réponse fréquentielle déterminée lors de l’étape de détermination d’un ensemble de réponses fréquentielles (110) et la réponse fréquentielle cible (RF,c) ; - une sous-étape d’ajustement de courbe (122) au cours de laquelle des paramètres de filtres réjecteurs de bande sont déterminés pour minimiser un écart entre la courbe de réponse fréquentielle déterminée lors de la sous-étape d’application d’un filtre shelf (121) et la réponse fréquentielle cible (RF,c) ; - une sous-étape d’optimisation (123) au cours de laquelle les filtres réjecteurs sont triés au moyen de critères appliqués aux paramètres desdits filtres ; - une sous-étape de vérification (124) au cours de laquelle la réponse fréquentielle de l’environnement est mesurée en appliquant au sous-ensemble de l’au moins un haut-parleur les filtres shelf, réjecteurs de bande déterminés au cours des sous-étapes précédentes, et au cours de laquelle la réponse fréquentielle mesurée est comparée à la réponse fréquentielle attendue théoriquement après la sous-étape d’optimisation (123). Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que le nombre de filtres réjecteurs de bande utilisés lors de la sous-étape d’ajustement de courbe (122) est au moins égal au nombre de maxima locaux de la courbe de réponse fréquentielle obtenue à l’issue de la sous-étape d’application d’un filtre shelf (121). Procédé selon la revendication 2 ou la revendication 3 caractérisé en ce que les filtres réjecteurs de bande sont supprimés au cours de la sous-étape d’optimisation (123) s’ils présentent un gain supérieur à un gain maximal seuil G_th_max et un facteur de qualité inférieur à un facteur de qualité minimal seuil Q_th_min. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu’il comporte par ailleurs : - une étape de déphasage (130) au cours de laquelle au moins un retard τ est appliqué à au moins un sous-ensemble d’au moins un haut-parleur ; - une étape d’application d’un gain (140) à au moins un sous-ensemble d’au moins un haut-parleur. Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que l’au moins un retard est déterminé au moyen de M mesures réalisées en un point de référence ou dans un voisinage dudit point de référence comme étant la fraction entière (k x τmax)/M permettant de maximiser l’énergie sur une bande de fréquences donnée au préalable, avec k entier compris entre 1 et M, et τmax désignant un retard maximal. Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce que la bande de fréquences considérée comprend la bande de fréquences [70Hz ;120Hz]. Procédé selon l’une quelconque des revendications 5 à 7 caractérisé en ce que, au cours de l’étape de seconde égalisation (150), une courbe de réponse fréquentielle cible secondaire RF,c’ est déterminée comme suit : [Math 4] où f désigne la fréquence, RF la réponse fréquentielle mesurée avec tous les haut-parleurs actifs, les paramètres de filtres déterminés à l’étape d’égalisation (120), ainsi que l’au moins un retard τ et le gain déterminés aux étapes de déphasage (130) et d’application d’un gain (140) étant appliqués aux signaux de type sinus glissant diffusés par les haut-parleurs, et S désignant une valeur seuil positive. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que, lors de l’étape de détermination d’un ensemble de réponses fréquentielles (110), lesdites réponses fréquentielles sont déterminées au moyen d’au moins un ensemble d’au moins un microphone, lesdites réponses étant moyennées sur chacun des ensembles de microphones. Dispositif pour le réglage automatisé de paramètres de traitements numériques destinés à être appliqués à des signaux numériques avant diffusion par au moins un haut-parleur placé dans un environnement, ledit dispositif étant caractérisé en ce qu’il comporte : - des moyens pour déterminer un ensemble de réponses fréquentielles de l’environnement, chacune des réponses fréquentielles étant déterminée en activant un sous-ensemble d’au moins un haut-parleur ; - des moyens pour déterminer, pour chaque sous-ensemble d’au moins un haut-parleur considéré, des paramètres de filtres à appliquer à l’au moins un haut-parleur de sorte à minimiser un écart entre une réponse fréquentielle cible prédéterminée et la réponse fréquentielle associée au sous-ensemble d’au moins un haut-parleur.