Brevet FR3121541A1 — publié le 20221007

Installation de restitution sonore synchronisée temporellement. L’installation de restitution sonore (10) comporte des équipements (12, 14) de restitution sonore, chacun comportant : - une horloge interne (22) ; - des moyens (20) de réception d’informations temporelles de synchronisation ; - des moyens (30) de réception d’un flux audio à restituer comportant des informations temporelles de restitution ; et - des moyens (52) de restitution sonore du flux audio sur la base de l’horloge interne (22). Les moyens (20) de réception d’informations temporelles de synchronisation sont propres à recevoir les signaux TSF d’un même réseau WIFI (16) ayant une même adresse BSSID pour tous les équipements (12, 14), et chaque équipement (12, 14) comporte des moyens (26) d ’ asservissement de l’horloge interne (22) sur le signal TSF reçu. Figure pour l'abrégé : Figure 1 Installation de restitution sonore synchronisée temporellement. La présente invention concerne une installation de restitution sonore, du type comportant au moins deux équipements de restitution sonore, chaque équipement comportant : - une horloge interne ; - des moyens de réception d’informations temporelles de synchronisation ; - des moyens de réception d’un flux audio à restituer comportant des informations temporelles de restitution ; et - des moyens de restitution sonore du flux audio sur la base de l’horloge interne (22). Il est connu de permettre la diffusion d’un même flux sonore depuis plusieurs équipements de restitution sonore recevant le même flux audio. Le flux audio à restituer comporte des informations temporelles de restitution indiquant à chaque équipement à quel instant les échantillons constituant le flux sonore doivent être restitués. A cet effet, chaque équipement comporte une horloge interne définissant une base de temps locale propre à l’équipement. Afin d’assurer une restitution simultanée des échantillons du flux audio identifiés par les mêmes informations temporelles de restitution, il convient que les horloges internes soient synchronisées sur une même base de temps. Les horloges internes des différents équipements sont de fréquences non rigoureusement égales et il convient de tenir compte de leur décalage d’initialisation afin de permettre leur synchronisation. A cet effet, il est connu d’établir un échange d’informations de synchronisation temporelle entre les équipements audio. En particulier, ces équipements échangent leur décalage temporel initial ou déphasage, afin de tenir compte de leur propre décalage par rapport aux informations temporelles de restitution associées au flux audio. Ces solutions sont décrites par exemple dans le document US 10,296,183, US 10,175,930, US 10,185,540, US 10,185,541, US 10,209,953 , et US 10, 303,432. Selon la norme IEEE1394, les horloges locales de chaque équipement sont synchronisées à partir d’évènements communs externes aux équipements et issus du réseau. Ils correspondent aux cycles de 125 µs (8000 cycles par seconde) utilisés pour le multiplexage temporel mis en œuvre. Chaque équipement gère une horloge interne formée du registre CYCLE_TIME servant de base de temps. Ces registres sont mis à jour à chaque cycle de 125 µs et entre deux cycles, ces registres sont incrémentés de manière indépendante dans chaque équipement. Les échantillons de flux audio à reproduire sont adressés de manière isochrone dans les différentes tranches de 125 µs sans ajout d’informations temporelles de restitution. Les informations temporelles de restitution du flux audio sont donc définies par la tranche dans laquelle les échantillons sont transmis . Ce système garantit la bande passante pour les flux vidéo évitant ainsi des effets de saccade et autres pertes de qualité. Toutefois, ce système nécessite une transmission des échantillons de manière isochrone. Or, l’essentiel des réseaux ne prévoit pas une telle transmission isochrone. Il convient pourtant de permettre une reproduction synchronisée des échantillons de flux audio transmis lors de la restitution même s’ils sont transmis de manière asynchrone. L’invention a pour but de proposer une solution permettant la restitution synchronisée d’échantillons audio dans un réseau à transmission asynchrone tout en permettant une restitution synchronisée des échantillons audio. A cet effet, l’invention a pour objet une installation de restitution sonore du type précité, caractérisée en ce que : - les moyens de réception d’informations temporelles de synchronisation sont propres à recevoir les signaux TSF d’un même réseau WIFI ayant une même adresse BSSID pour tous les équipements, et - chaque équipement comporte des moyens d’asservissement de l’horloge interne sur le signal TSF reçu. Suivant des modes de réalisation, l’installation comporte l’une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - chaque équipement comporte des moyens de vérification de connexion à un même réseau WIFI avec une même adresse BSSID ; - les moyens de réception du flux audio et les moyens de réception d’informations temporelles de synchronisation sont propres à recevoir depuis des réseaux différents ; - les moyens de réception du flux audio sont propres à recevoir des données d’un réseau asynchrone ; - les informations temporelles de restitution contenues dans le flux audio sont exprimées dans la base de temps TSF ; - l’installation comporte des moyens d’ajout, dans le flux audio, d’informations temporelles de restitution exprimées dans la base de temps du signal TSF ; - les moyens d’asservissement de l’horloge interne comportent une boucle de verrouillage de phase pour obtenir en sortie de l’horloge un signal synchronisé sur le signal TSF ; - l’installation est dépourvue de moyen d’échange d’information de synchronisation temporelles entre les équipements ; et - les horloges de chaque équipement sont non asservies entre elles. L’invention a également pour objet un procédé de restitution sonore dans une installation comportant au moins deux équipements de restitution sonore, le procédé comportant pour chaque équipement : - la génération de signaux d’horloge depuis une horloge interne ; - la réception d’informations temporelles de synchronisation ; - la réception d’un flux audio à restituer comportant des informations temporelles de restitution ; - la restitution sonore du flux audio sur la base de l’horloge interne, caractérisé en ce que - la réception d’informations de synchronisation comprend la réception de signaux TSF d’un même réseau WIFI ayant une même adresse BSSID pour tous les équipements, et - l’asservissement de l’horloge interne sur les signaux TSF reçus. L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple et faite en se référant aux dessins sur lesquels : - la est une vue schématique d’une installation de restitution sonore selon l’invention. L’installation de restitution sonore 10 illustrée sur la comporte deux équipements de restitution sonore 12, 14, l’équipement 12 étant un équipement maître et l’équipement 14 étant un équipement esclave. Ces deux équipements sont reliés à un réseau Wifi 16 comportant un point d’accès sans fil 18 désigné par WAP ou plus simplement par AP en anglais pour [Wireless] Access Point). Le point d’accès Wifi est identique pour les deux équipements 12, 14 et est caractérisé par une même adresse BSSID. Chaque équipement 12, 14 comporte une interface d’entrée 20 au travers de laquelle elle est reliée au réseau Wifi 16 et plus précisément au point d’accès commun 18. Ces interfaces comportent des moyens pour assurer une connexion sur un même point d’accès WIFI 18 à partir de la détection et vérification de son adresse BSSID unique. La sélection de l’adresse BSSID unique est faite à l’initialisation des équipements, lors de leur association avec le réseau WiFi. Ces interfaces d’entrée 20 sont propres à recevoir des informations temporelles de synchronisation et plus précisément les signaux TSF transmis régulièrement sur le réseau WIFI. Ces informations temporelles de synchronisation sont transmises dans des balises depuis le point d’accès 18 vers l’ensemble des équipements du réseau conformément à la norme IEEE Std 802.11-2007, section 5.4.6. Suivant cette norme, chaque nœud maintient une horloge interne de synchronisation, nécessaire pour: - le mode PCF (début de la super trame) et - les synchro des sauts de fréquences (si FHSS). Pour synchroniser ces horloges la norme IEEE 802.11 spécifie une fonction de synchronisation du temps (TSF). Cette synchronisation des stations s’effectue grâce à des transmissions périodiques (si canal libre, sinon différées) de trame de balise (beacon) contenant : - une estampille, - le BSSID, … - le signal TSF, ce qui permet au nœud de réajuster leur enveloppe interne. Ainsi, environ toutes les vingt-cinq microsecondes, chaque équipement reçoit une information de synchronisation commune constituée d’un instant défini dans un référentiel commun propre au point d’accès 18. La base de temps ainsi définie est appelée base de temps TSF dans la suite. L’interface d’entrée 20 est reliée à une horloge interne 22 de chaque équipement pour recevoir les informations TSF. Cette horloge interne comporte une base de temps locale propre 24 générée par exemple par un cristal. Les horloges internes 22 de chaque équipement sont non asservies entre elles. Cette base de temps 24 est asservie par une boucle de régulation 26 sur les échantillons TSF reçus issus de l’interface 20. La boucle de régulation, formée par exemple d’une boucle à verrouillage de phase PLL assure une synchronisation des instants de la base de temps locale 24 avec les informations TSP reçues. L’horloge 22 comprend une boucle de régulation numérique de préférence. Par ailleurs, chaque équipement 12, 14 comporte une interface 30 de réception d’un flux audio à restituer. Cette interface 30 est reliée à un réseau de transmission d’informations 32, lequel est formé suivant un premier mode de réalisation du réseau Wifi 16. En variante, le réseau 32 est un réseau de transmission d’informations asynchrone distinct du réseau Wifi 16 et les interfaces d’entrée 30 sont adaptés en conséquence. Ce réseau de transmission est par exemple un réseau Ethernet ou un réseau 5G. Le flux audio est constitué d’échantillons ou blocs audio associés à des informations de structuration de flux audio permettant de reconstituer le flux audio à partir des échantillons. Dans l’équipement maître 12, l’interface d’entrée 30 est reliée à un module 40 de mise en forme du flux audio dans la base de temps TSF. Ce module 40 comporte un lecteur de flux audio numérique 41, désigné par streamer audio en anglais propre à assurer une reconstitution du flux audio à restituer à partir des échantillons reçus au travers le réseau 32. La sortie du lecteur de flux audio numérique est reliée à un échantillonneur 42 propre à segmenter le flux audio à restituer en échantillons audio chacun associé à une information temporelle de restitution exprimée dans la base de temps de l’horloge locale 22 et correspondant à la base de temps TSF. La sortie de l’échantillonneur 42 formant la sortie du module 10 dans l’équipement maître 12 est reliée à une interface de sortie 50 d’une part, et, d’autre part, à un module de restitution sonore 52. L’interface de sortie 50 est propre à émettre sur le réseau asynchrone 32, les échantillons sonores et leurs informations temporelles de restitution exprimées dans la base de temps TSF. Le module de restitution 52 propre à chaque équipement 12, 14 est relié à l’interface d’entrée 30, soit directement pour un équipement de restitution 14, soit au travers des moyens de mise en forme du signal pour un équipement 12. Les moyens de restitution 52 comportent d’abord un module de reconstitution 60 du flux audio recevant en entrée les échantillons sonores et les informations temporelles de restitution dans la base de temps TSF. Ce module 60 est relié également à l’horloge interne 22 pour recevoir les instants d’horloge. Il est propre à reconstituer un flux audio reproductible en positionnant temporellement les échantillons conformément aux informations temporelles de restitution contenues dans les échantillons entrant. Le flux audio ainsi reconstitué est envoyé à des moyens 62 d’excitation d’un haut-parleur 64. Les moyens 62 comportent un convertisseur numérique analogique et des moyens d’amplification. Ces moyens 62 sont reliés à un sélecteur 66 définissant dans le flux audio les composantes devant être reproduites. En particulier, si le flux audio est stéréophonique, les moyens 62 définissent la ou les voix qui doivent être reproduites par les moyens 62. L’installation fonctionne de la manière suivante. Le point d’accès 18 diffuse de manière régulière des balises sur les réseaux Wifi, lesquelles balises contiennent des informations de synchronisation temporelle TSP. Ces informations sont reçues par les différents équipements au travers de leur interface d’entrée 20. La boucle de régulation 26 de chaque horloge assure l’asservissement de l’horloge interne 22 à partir des informations temporelles de synchronisation TSP reçues. Le module de mise en forme 40 reçoit depuis le réseau 32 des échantillons d’un flux audio au travers de l’interface 30 et en assure la reconstitution dans les moyens 41. Dans la base de temps propre à l’horloge locale 22, laquelle est synchronisée avec la base de temps TSF, le module de découpage 42 assure la segmentation du flux audio reconstitué en échantillons associés chacun à une information de restitution temporelle exprimée dans la base de temps TSF. Les échantillons dans la base de temps TSF sont adressés, soit directement pour l’équipement 12, soit au travers du réseau 32 pour l’équipement 14, au moyens de restitution 52 qui assurent la reconstitution du flux audio à partir des informations temporelles produites par les horloges locales, lesquelles sont toutes représentatives des instants dans la base de temps TSF. Le flux audio reconstitué est alors restitué par les haut-parleurs 64 sous la sollicitation des moyens d’amplification 62. On comprend que chaque équipement audio ayant une horloge locale 22 asservie sur un même signal TSF issu du réseau Wifi, l’heure locale de reproduction des échantillons est identique dans chaque équipement 12, 14 assurant ainsi une synchronisation parfaite et permanente de la reproduction du flux audio. En variante, plus d’un équipement esclave 14 est mis en œuvre. Suivant encore une autre variante, les moyens de mise en forme du signal 40 sont prévus à l’extérieur d’un des équipements audio et tous les équipements audio sont des équipements esclaves du type de l’équipement 14. Installation de restitution sonore (10) comportant au moins deux équipements (12, 14) de restitution sonore, chaque équipement (12, 14) comportant : - une horloge interne (22) ; - des moyens (20) de réception d’informations temporelles de synchronisation ; - des moyens (30) de réception d’un flux audio à restituer comportant des informations temporelles de restitution ; et - des moyens (52) de restitution sonore du flux audio sur la base de l’horloge interne (22) ; caractérisée en ce que - les moyens (20) de réception d’informations temporelles de synchronisation sont propres à recevoir les signaux TSF d’un même réseau WIFI (16) ayant une même adresse BSSID pour tous les équipements (12, 14), et - chaque équipement (12, 14) comporte des moyens (26) d ’ asservissement de l’horloge interne (22) sur le signal TSF reçu. Installation selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque équipement (12, 14) comporte des moyens de vérification (20) de connexion à un même réseau WIFI (16) avec une même adresse BSSID. Installation selon une quelconque revendication précédente, caractérisée en ce que les moyens (30) de réception du flux audio et les moyens (20) de réception d’informations temporelles de synchronisation sont propres à recevoir depuis des réseaux différents. Installation selon une quelconque revendication précédente, caractérisée en ce que les moyens (30) de réception du flux audio sont propres à recevoir des données d’un réseau asynchrone. Installation selon une quelconque revendication précédente, caractérisée en ce que les informations temporelles de restitution contenues dans le flux audio sont exprimées dans la base de temps TSF. Installation selon la revendication 5, caractérisée en ce que l’installation comporte des moyens (42) d’ajout, dans le flux audio, d’informations temporelles de restitution exprimées dans la base de temps du signal TSF. Installation selon une quelconque revendication précédente, caractérisée en ce que les moyens (26) d’asservissement de l’horloge interne comportent une boucle de verrouillage de phase (PLL) pour obtenir en sortie de l’horloge (22) un signal synchronisé sur le signal TSF. Installation selon une quelconque revendication précédente, caractérisée en ce que l’installation est dépourvue de moyen d’échange d’information de synchronisation temporelles entre les équipements (12, 14). Installation selon une quelconque revendication précédente, caractérisée en ce que les horloges (22) de chaque équipement sont non asservies entre elles. Procédé de restitution sonore dans une installation (10) comportant au moins deux équipements (12, 14) de restitution sonore, le procédé comportant pour chaque équipement : - la génération de signaux d’horloge depuis une horloge interne (22) - la réception d’informations temporelles de synchronisation ; - la réception d’un flux audio à restituer comportant des informations temporelles de restitution ; - la restitution sonore du flux audio sur la base de l’horloge interne (22), caractérisé en ce que - la réception d’informations de synchronisation comprend la réception de signaux TSF d’un même réseau WIFI ayant une même adresse BSSID pour tous les équipements, et - l’asservissement de l’horloge interne (22) sur les signaux TSF reçus.