FR 3081641 A1 20191129 FR 1855188 A 20180613 Localisation de sources sonores dans un environnement acoustique donné La présente invention se rapporte au domaine du traitement du signal audio ou acoustique. Plus particulièrement, elle a trait à la localisation de sources sonores simultanées en au moins deux dimensions (azimuth/élévation), ou « cartographie sonore » ci-après. Une telle localisation peut être réalisée à partir d'une prise de son multicanale, qui peut se présenter sous une forme de grille plane, ou sphérique. Des applications de la cartographie de scènes acoustiques sont multiples. On peut citer par exemple des assistants vocaux domestiques où la localisation du locuteur est essentielle pour nettoyer le signal de commande vocale en tirant parti des capacités de focalisation de l'antenne. Une localisation simultanée de(s) source(s) de bruit permettrait encore d'améliorer le traitement de suppression des bruits en utilisant des filtres spatiaux-fréquentiels adaptés. Pour des contenus de réalité virtuelle (par exemple de type 360/VR), la prise de son privilégiée pour la création de tels contenus est effectuée selon la technique dite « ambiophonique » ou « ambisonic » en anglais. Elle permet d'avoir une représentation 3D du champ sonore et ainsi de garantir une cohérence audio-visuelle lors des mouvements de l'utilisateur. La création de ces contenus nécessite un travail d'édition, qui se base sur la connaissance de la position des sources dans le contenu afin de renforcer/atténuer ces sources, les déplacer, ou autres. Par ailleurs, des codeurs audio de nouvelle génération doivent supporter des données au format ambiophonique (sphérique 3D), appelé par anglicisme ci-après format « ambisonique ». De même, le futur codec EVS du 3GPP IVAS (pour Immersive Voice and Audio Services) doit être capable de compresser des données au format ambisonique. La cartographie temps-réel peut servir à compresser ces scènes nativement 3D de manière plus efficace ou plus fidèle, par exemple en se focalisant sur les sources d'intérêt. En visioconférence par ailleurs encore, une antenne de microphones est couplée avec une ou plusieurs caméras grand-angle. L' antenne de microphones peut servir à capter spatialement la scène sonore en vue de la restituer sur un site distant par un jeu de haut-parleurs. L' antenne de microphones peut également servir à piloter un zoom vidéo de la caméra sur le locuteur en détectant et localisant la source sonore active. Il est donc recherché une détection quasi-instantanée, 2 robuste aux conditions acoustiques et un suivi du locuteur dans l'espace, ce qui permettrait de le suivre visuellement. D'autre part, la détection de plusieurs sources simultanées permet aussi d'adapter le comportement en fonction de la complexité de la scène sonore, comme activer une vue grand-angle si plusieurs sources sont actives simultanément. Enfin, la localisation de la source 5 permet de calculer des filtres spatiaux (par une technique connue de « beamforming » par exemple) pour nettoyer la source utile en réduisant les bruits environnants. On considère donc, plus généralement, une scène sonore composée de / sources, qui émettent des signaux si (t), 1 i I. La localisation de sources sonores est effectuée à l'aide d'une antenne 10 composée de C capteurs (des microphones typiquement), dont les signaux captés x1 (t), 1 j C sont donnés par : X (t) = au (r).si (t - r) i=11-13 où au (r) est, par définition, la réponse impulsionnelle liant la source i au capteur j, représentative par exemple des réflexions générées par l'acoustique de l'environnement sonore. 15 Si l'on ne s'intéresse pas à la distance d'une source à l'antenne, chaque source peut être repérée par ses coordonnées polaires (azimut, élévation) relativement à l'antenne, ces coordonnées étant notées (Oi, (pi), 1 i / , comme illustré sur la figure 1, sur laquelle l'antenne de microphones est référencée ANT. 20 Les méthodes de localisation se basent sur des prises de son multicanale, sous forme d'antenne composée de plusieurs microphones. Suivant les applications, les antennes peuvent être linéaires (localisation dans un demi-plan uniquement), planes (localisation dans un demi-espace), ou sphériques. 25 Une première famille de méthodes de localisation exploite la différence de temps d'arrivée inter- capteurs (ou « TDOA » pour Time Difference Of Arrival) pour en déduire la direction d'arrivée (ou « DOA » pour Direction Of Arrival) du front d'onde principal, direction directement reliée à la position de la source dominante sur la fenêtre temporelle d'observation choisie. 30 Ces TDOA sont classiquement estimées par calcul d'intercorrélation inter-capteurs (méthode dite « GCC » pour Generalized Cross-Correlation). 3 Limitée à la localisation d'une seule source, la méthode GCC a été étendue à la localisation simultanée de plusieurs sources en opérant en sous-bandes fréquentielles, exploitant la parcimonie fréquentielle des sources, et en faisant donc l'hypothèse qu'une source est prépondérante dans chaque sous-bande. 5 La technique dite « MUSIC » (pour Multiple Signal Classification) permet, entre autres, d'identifier simultanément la direction d' arrivée de différentes sources, sous réserve que le nombre de sources est inférieur au nombre de capteurs. En faisant l'hypothèse que le nombre de sources peut être estimé a priori, la méthode MUSIC procède à une recherche exhaustive des directions 10 d'arrivée en minimisant un critère de corrélation avec le sous-espace vectoriel du bruit. D'autres approches telles que « SRP-Phat » (pour Steered-Response Power-Phase Transform) exploitent les capacités de formation de voie de l'antenne de captation pour estimer, par une recherche exhaustive dans toutes les directions de l'espace, celles desquelles provient le maximum 15 d'énergie, directions qui correspondent généralement aux positions des sources. Enfin, des méthodes comme « DUET » (pour Degenerate Unmixing Estimation Technique), ou encore DEMIX (Direction Estimation of Mixing matriX), calculent un critère physique de localisation sur des trames court-terme. Ce critère est généralement estimé par sous-bandes après 20 application d'une transformée de Fourier à court-terme ou FFT (Fast Fourier Transform), ce qui permet d'exploiter la parcimonie spectrale des sources sonores et donc de faire l'hypothèse qu'une seule source est présente dans chaque sous-bande. Les indices de plusieurs trames consécutives sont rassemblés, puis quantifiés sur une grille de 25 l'espace pour produire un histogramme représentant une carte d'activation pour chaque direction dans l'espace. Cet histogramme est ensuite traité par une technique de regroupement ou « clustering », par exemple à l'aide d'algorithmes de type K-means, les centres des clusters représentant la position de sources. 30 Les principales limites de l'état de l'art sont liées au compromis entre le coût de calcul et la robustesse à la réverbération, qui les rend difficilement exploitables en temps-réel dans des conditions acoustiques réelles. Par construction même, la méthode GCC est restreinte à l'identification de la DOA (direction 35 d'arrivée du son) d'une seule source à la fois. D'autre part, elle est très sensible aux conditions acoustiques. En effet, la réverbération vient fortement perturber l'estimation du retard entre 4 capteurs. La méthode requiert une taille de fenêtre importante (de l'ordre de la seconde) pour estimer l'inter-corrélation entre les capteurs de l'antenne. L'extension au cas multi-sources simultané par une décomposition en sous-bandes nécessite une résolution spectrale raisonnable pour que l'hypothèse de parcimonie soit vérifiée (en pratique inférieure à 100 Hz). 5 Cela revient en pratique à travailler sur des fenêtres de plusieurs secondes, ce qui n'est pas compatible avec des sources mobiles (même faiblement) d'une part, ni avec les applications qui nécessitent une détection quasi-instantanée de sources intermittentes comme la parole. 10 En théorie, les méthodes de type SRP sont capables d'identifier plusieurs sources simultanées. Si les performances sont acceptables en milieu anéchoïque, il en est tout autrement en milieu réverbérant. En effet, les réflexions et la réverbération sont vues comme autant de sources de bruit quasi-isotropiques. Ainsi, même dans des milieux faiblement réverbérant, la carte d'énergie générée par les méthodes de type SRP est « pleine » et permet difficilement d'identifier les zones 15 correspondant aux sources émettrices. Du fait de la réverbération, la résolution angulaire de ces méthodes est faible et la détection de sources simultanées n'est possible que si l'écart angulaire entre les sources est important, et ce même avec des antennes de résolution spatiale élevée. Les méthodes basées sur des histogrammes de critères de localisation en sous-bandes comme 20 DUET ou DEMIX s'avèrent quant à elles relativement complexes du fait du traitement de regroupement ou « clustering », surtout en deux ou trois dimensions. Ce coût de calcul est amplifié par le fait que le nombre de sources est inconnu. En pratique, il est nécessaire d'effectuer le clustering pour différentes hypothèses sur le nombre de sources pour décider a posteriori de la configuration la plus probable, d'où l'augmentation de la complexité de l'algorithme. 25 Il est recherché toutefois une technique rapide et de faible complexité. La présente invention vient améliorer cette situation. 30 Elle propose à cet effet un procédé de traitement de signaux acoustiques pour une détection d'une ou plusieurs sources sonores dans une scène sonore, le procédé comprenant : - obtenir une pluralité de signaux représentatifs de la scène sonore, captés par une pluralité de microphones de positions prédéfinies, 35 - à partir des signaux captés par les microphones et des positions des microphones, appliquer une quantification de mesures directionnelles d'intensité sonore et établir une carte d'activité 5 acoustique correspondante dans un espace de localisation des sources sonores, ledit espace étant de dimension N. En particulier, le procédé comporte en outre : - construire au moins une base vectorielle de dimension inférieure à N, 5 - projeter la carte d'activité acoustique selon au moins un axe de la base vectorielle, et - rechercher au moins un pic local d'activité acoustique dans la projection de la carte, un pic local identifié correspondant à la présence d'une source sonore dans la scène. Ainsi, l'invention permet de réduire, du fait de la projection précitée, la dimension N de la carte 10 d'activité acoustique à un corpus d'étude de dimension réduite N-P, ce qui permet avantageusement de réduire la complexité du traitement et économiser les ressources informatiques nécessaires au traitement. On peut utiliser par exemple les techniques DUET ou DEMIX décrites précédemment pour obtenir 15 les histogrammes permettant de construire la carte d'activité acoustique précitée, moyennant quelques améliorations décrites ci-après pour augmenter la robustesse du traitement pour la détection, voire la localisation de sources. Déjà, typiquement, la recherche de pic local d'activité acoustique dans la projection de la carte peut 20 comporter le traitement de regroupement par une technique de clustering comme décrit précédemment, mais uniquement sur la ou les projection(s) de la carte, et non pas sur l'ensemble de la carte complète, et l'identification ensuite des centres de clusters comme positions possibles de sources. 25 Dans une forme de réalisation, les signaux sont obtenus sur des trames successives de durée correspondant chacune à une période d'observation prédéterminée, et l'établissement de la carte d'activité acoustique comporte : - rassembler des indices de plusieurs trames consécutives, et - quantifier lesdits indices sur un maillage de l'espace de dimension N. 30 Une telle réalisation, sur plusieurs trames successives, permet de détecter une source active, généralement sur plusieurs périodes d'observation (ou durées de trame). On peut choisir par exemple une durée d'observation comprise entre 10 et 50 ms. 35 Outre la détection de source(s), il est possible de déterminer la direction d'arrivée de la source comme suit : 6 - à partir d'au moins une coordonnée du pic local (ou plusieurs coordonnées du pic local si la dimension de la base vectorielle est supérieure à 1), on estime dans la base vectorielle précitée au moins une première direction d'arrivée du son issu de la source sonore correspondant à ce pic local (« première » ici, dans le sens de « grossière »). 5 Comme on le verra plus loin avec l'exemple d'une représentation ambisonique des signaux initialement captés par les microphones, il est possible d'effectuer plusieurs projections de la carte sur autant de bases vectorielles. Dans l'exemple illustré plus loin, ces bases peuvent être de dimension 1 (angle d'azimut ou angle d'élévation). On explique plus loin aussi pourquoi la 10 projection sur la base des angles d'azimut est plus fiable, dans un environnement acoustique tel qu'une salle, que la projection sur la base des angles d'élévation (du fait des réverbérations acoustiques sur le sol et le plafond). Ainsi, dans ce cas notamment, on peut se fonder sur la recherche de pic local dans la projection de 15 la carte sur une base vectorielle particulière (de dimension N-P), pour une première localisation grossière de la source, puis rechercher plus finement les sources dans la carte acoustique complète (de dimension N) dans une région correspondant à cette première localisation grossière. Ainsi, le procédé peut comporter en outre : 20 - à partir de la coordonnée du pic local dans la base vectorielle, affiner l'estimation de la direction d'arrivée du son en traitant la carte d'activité acoustique dans un secteur seulement de l'espace de dimension N, incluant ladite première direction d'arrivée. Dans une forme de réalisation, le procédé comporte l'application d'une décomposition en sous- 25 bandes de fréquences, aux signaux captés par les microphones. Une telle réalisation permet déjà d'avoir plus de données et en particulier de profiter de la parcimonie des sources pour (espérer) n'avoir qu'une seule source dans chaque bande (avec ainsi une information de direction d'arrivée de son des sources moins bruitée). 30 Dans une forme de réalisation, on applique une pondération à la quantification des mesures directionnelles d'intensité sonore, de façon proportionnelle à une énergie acoustique estimée pour chaque mesure à quantifier. Une telle réalisation permet de privilégier les bandes de fréquences de forte énergie et/ou les durées d'observation successives (donc les trames), qui présentent une forte énergie, ce qui illustre la 35 présence d'une source. 7 Par exemple, on peut estimer une énergie acoustique par trame et appliquer une pondération avec un poids plus élevé à la quantification des mesures directionnelles d'intensité sonore issues des trames ayant le plus d'énergie. On effectue alors dans ce cas une « pondération dans le temps ». 5 En variante ou en complément, on peut estimer une énergie par sous-bande pour identifier des sous-bandes ayant le plus d'énergie acoustique et appliquer une pondération avec un poids plus élevé à la quantification des mesures directionnelles d'intensité sonore ayant une plus grande représentation dans les sous-bandes ayant le plus d'énergie. On effectue alors dans ce cas une « pondération dans les fréquences ». 10 Comme indiqué précédemment, les microphones peuvent être agencés pour capter des signaux sonores définis dans une base d'harmoniques sphériques en représentation ambisonique. On construit alors au moins une base vectorielle de dimension un, parmi : - une première base définissant des valeurs d'angle d'azimut de direction d'arrivée du son, et 15 comportant un axe d'angles d'azimut sur lequel est projetée la carte d'activité acoustique, et - une deuxième base définissant des valeurs d'angle d'élévation de direction d'arrivée du son, et comportant un axe d'angles d'élévation sur lequel est projetée la carte d'activité acoustique. Une telle réalisation permet d'avoir déjà une détection robuste, en particulier en azimut comme 20 présenté dans les exemples plus loin. En particulier, comme présenté dans les exemples de réalisation ci-après, l'ordre de la représentation ambisonique n'a pas besoin d'être élevé pour mettre en oeuvre une telle réalisation. En particulier, la représentation ambisonique peut être d'ordre un (ou plus), et à l'ordre 1 les angles d'azimut et d'élévation sont respectivement définis en fonction des quatre composantes 25 ambisoniques d'ordre 1 : W, X, Y, Z, comme suit : 0 = arctan ( (f(VITY*) f(WX*) 9(WX*)112 + 119(Wr)112) f et g sont ici des fonctions possibles parmi l'identité, l'espérance (statistique), la partie réelle d'une grandeur complexe, ou une combinaison de tout ou partie de ces fonctions. Typiquement, dans le cas de composantes dans le domaine temporel, on a flx) = E{x} : l'espérance E est calculée, par hypothèse d'ergodicité, sur des échantillons temporels de la variable x qui 30 représente alors les échantillons de la trame considérée. Dans le cas de composantes complexes issus d'une transformée de Fourier, on a flx) = Re{x} : les échantillons x, pour une fréquence donnée, sont alors issus de différentes trames et on leur applique = arctan g(WZ*) 8 l'opérateur « partie réelle » afin d'estimer la partie active du vecteur intensité qui porte l'information de propagation du champ sonore à la fréquence considérée. Bien entendu, on peut en outre combiner les deux fonctions d'espérance et partie réelle, au besoin. 5 En outre les fonctions f et g pour les représentations respectivement dans les bases d'angle d'azimut et d'angle d'élévation ci-dessus peuvent être identiques ou différentes. Par exemple, la fonction f peut être la partie réelle Re{ } sur des échantillons complexes issus d'une transformée de Fourier, tandis que la fonction g pourra être la combinaison E{Re{ } }, où l'espérance est prise sur différentes trames pour réduire la variance des observations qui peuvent s'avérer bruitées, 10 notamment du fait des réflexions sur le sol et le plafond. Pour éviter d'accorder trop d'importance aux réverbérations et aux champs diffus correspondant, on peut en outre estimer un critère de planéarité de l'onde sonore issue d'une source en fonction des composantes ambisoniques X, Y, Z et W, comme suit : f(11X112) + f(11ll112) + M1Z112) 3 f (11W112) 15 Où f est une fonction du type défini précédemment. On peut alors appliquer, en outre, une pondération à la quantification des mesures directionnelles d'intensité sonore, de façon proportionnelle au critère de planéarité col, pour chaque mesure à quantifier. 20 On peut prévoir en outre l'application d'un filtre fréquentiel passe-bas à la projection de la carte d'activité acoustique. En effet, comme les projections de la carte sont généralement bruitées en présence de réverbération, on évite ainsi une détection erronée de multiples sources par exemple. 25 Comme les exemples de réalisation ont pu montrer que la détection suivant l'angle d'azimut était plus robuste que suivant l'angle d'élévation, dans une forme de réalisation, l'estimation de la direction d'arrivée du son peut être affinée à partir de la coordonnée du pic local relevé dans la première base définissant des valeurs d'angle d'azimut (et on recherche ensuite une position fine de la source dans un secteur autour de la coordonnée d'azimut où la projection de la carte présente un 30 pic local). C = op La présente invention vise aussi un programme informatique comportant des instructions pour la mise en oeuvre du procédé ci-avant, lorsque ces instructions sont exécutées par un processeur. 9 Elle vise aussi un dispositif comportant : - une interface d'entrée pour recevoir des signaux captés par des microphones de positions prédéterminées, - une unité de traitement pour la mise en oeuvre du procédé ci-avant, et une interface de sortie pour 5 délivrer au moins un signal de détection de source. D'autres avantages et caractéristiques apparaitront à la lecture de la description détaillée ci-après d'exemples de réalisation non limitatifs, et à l'examen des dessins annexés sur lesquels : La figure 1 illustre les positions relatives d'une source et d'une antenne de microphones, et 10 la notation des coordonnées associés (en particulier d'azimut et d'élévation) ; La figure 2 illustre les fonctions harmoniques sphériques d'ordre 0 (première ligne en haut : la boule) jusqu'à l'ordre 3 ici (dernière ligne en bas), avec en clair les valeurs positives et en sombre les valeurs négatives ; La figure 3 représente la carte d'activité acoustique illustrant les directions d'arrivées 15 (0(n,f), (p(n,f)) dans le cas ici de deux sources aux positions (0,0) et (90,10) pour deux acoustiques différentes (taux de réverbération TR60 de durée 0,375 et 0,7 s) ; La figure 4 illustre : o En haut à gauche : la carte projetée en 2D dans la base vectorielle h(01,9_p ), (azimut en abscisses - élévation en ordonnées) ; 20 o en bas : un histogramme correspondant à une projection 1D de la carte sur la base des angles d'azimut h_O ; o à droite : un histogramme correspondant à une projection 1D de la carte sur la base des angles d'élévation h_cp ; La figure 5 illustre un exemple de récapitulatif d'un traitement au sens de l'invention ; 25 La figure 6 illustre une unité de traitement UT d'un dispositif au sens de l'invention. Dans ce qui suit, on s'intéresse à la localisation dans un espace de dimension M > 2, en utilisant le 30 même principe que les méthodes basées sur des histogrammes, telles que DUET ou DEMIX présentées ci-après, mais en réduisant fortement leur complexité. Pour une fenêtre temporelle d'observation de durée T donnée, on calcule un ensemble de D descripteurs. Préférentiellement, ces descripteurs sont calculés sur des trames court-terme à partir 35 d'une décomposition en sous-bandes après application d'une transformation temps-fréquence - 10 généralement une FFT - pour mettre à profit la parcimonie fréquentielle des signaux (comme les signaux de parole par exemple). Ces descripteurs, corrélés avec la localisation des sources sonores présentes dans le champ sonore, 5 permettent d'obtenir une série d'estimées, généralement bruitées, des directions d'arrivée (DOA) des sources si, 1 1 OÙ Pmn (cos (p) est une fonction pôlaire impliquant le polynome de Legendre : 25 /Inn (x) = \le.' (n-n)1( 1)72(1 - COS2 X) -ddxnn Pn ( X ) avec 6.0 = 1 et 6.0 = 2 pour n > 1 - (m+n)! et Pm(x) = -dm (x2 - 1)m 2m. m! dxm En théorie, la captation ambisonique (par exemple au format normalisé SID/N3D), notée y(t), d'une source s(t) d'incidence (O, (p), se propageant en champ libre est donnée par le produit 30 matriciel suivant : 5 10 12 W 1 X(0, (p) V7 cos 0 cos (p y(t) = [Yrirm (O, (p)im,n - s (t) = Il (0 , (P) = V7 sin 0 cos (f) s(t) (1) Z (0 , (p) V7 sin (f) Dans cette équation, les quatre premières composantes (W,X,Y,Z), appelées « ambisonie d'ordre 1 » ou «B-format », sont directement liées au champ acoustique : - W est la composante omnidirectionnelle et mesure le champ acoustique p(t), et - les composantes X, Y et Z mesurent les gradients de pression orientés suivant les trois dimensions 5 de l'espace (correspondant aux deux premières lignes de la figure 2), et mesurent donc les composantes de la vitesse particulaire fi(t). Le champ acoustique p(t) et la vitesse particulaire «0 sont deux grandeurs qui permettent de qualifier le champ acoustique. Notamment, leur produit représente le flux instantané d'énergie 10 acoustique à travers une surface élémentaire, également appelé intensité acoustique 1(0 : i>(0= p(t). «0 (2) On peut montrer que, pour une onde plane se déplaçant en champ libre, ce vecteur d'intensité acoustique i(t) est orthogonal au front d'onde et pointe dans la direction de la source émettrice de l'onde sonore. Ainsi, la mesure de ce vecteur permet d'estimer directement la « position » de la 15 source à l'origine du champ acoustique (plus précisément, en réalité, la direction d'arrivée de l'onde sonore liée à la source émettrice). Par définition même, l'ordre 1 ambisonique permet d'estimer directement l'intensité acoustique en multipliant le canal omnidirectionnel W par chacun des gradients de pression (X,Y,Z) : X(t)I (3) i>(0= W(t) [Y(t) Z(t) 20 Dans le cas théorique d'une onde sonore seule se propageant en champ libre (sans obstacle) dans l'air, ce vecteur intensité acoustique se déduit directement des équations (1) et (3) comme suit : V7 cos 0 cos (p 1(0= \I7 sin 0 cos (f) s2 (t) (4) [ V7 sin (f) De l'équation (4), on dérive aisément les angles d'incidence de l'onde sonore (0, (p) à partir des simples relations trigonométriques suivantes : 13 arctan (WY) Vin( WZ V(wx)2 + (WY)2) Généralement, les signaux s(t) étant aléatoires, le vecteur intensité instantané défini par l'équation (4) est particulièrement bruité du fait de la grande variabilité de s2 (t), ce qui a pour conséquence de bruiter également l'estimation de la direction d'arrivée par l'équation (5). Aussi, on peut 5 préférer dans ce cas baser les estimations de la direction d'arrivée sur un vecteur intensité « moyen » qui présente une plus grande stabilité spatiale : 0 = arctan (EtWYI EtWXI) EtWZ1 VE(WX)2 + E(WY)2) où Et I est l'opérateur « espérance ». En pratique, cette espérance est calculée, sous hypothèse d'ergodicité, par moyennage sur différents échantillons temporels sur une fenêtre dont la taille est un compromis entre la réactivité souhaitée du système et la variance de l'estimation. 10 Dans le cas d'un champ généré par plusieurs sources simultanées, le théorème de superposition (les champs associés à chaque source se sommant pour former le champ total) implique que l'intensité acoustique est un mélange pondéré d'équations (4). 15 Néanmoins, ce mélange ne correspond jamais en principe à l'encodage d'une onde plane (sauf cas très particulier où toutes les sources viennent de la même direction, ou encore où une source a beaucoup plus d'énergie que les autres). Aussi, pour essayer d'estimer au mieux la direction d'arrivée des différentes ondes sonores, on profite de la parcimonie fréquentielle des sources sonores qui suppose qu'à court-terme, les sources ont des supports fréquentiels disjoints. 20 Tant que le nombre de sources n'est pas trop important, cette hypothèse est valide et dans un grand nombre de bandes de fréquences, il existe une source prépondérante qui « impose » sa direction d' arrivée. 25 En pratique, on peut alors décomposer le signal ambisonique en une succession de trames sur lesquelles on applique une transformation temps-fréquence, généralement une Transformée de Fourier Rapide (notée « FFT » ci-après) telle que: 0= arctan ( = arctan ( 14 7win(t).W (n, T-1 win(t). X (n, Y (n, f) =win(t). Y (n, e -2 inft t=0 win(t). Z (n, t) où n est le numéro de la trame et t est l'indice de l'échantillon dans la trame n, T est la taille en échantillons de la trame et win(t) une fenêtre d' apodisation (typiquement une fenêtre de Hanning ou de Hamming) 5 Le choix de la taille de trame dépend de la durée de stationnarité des signaux analysés : on choisira des trames d'une durée de l'ordre de quelques dizaines de milliseconde (typiquement de 10 à 50ms pour des signaux de parole). On suppose ici que les variables p(t) et fi(t) suivent un modèle à bandes de fréquences étroites 10 (narrow-band), du type : p(t) = p cos(2nf t + ap) et fi(t) = i1 cos(2nf t + an). Sous ce formalisme, on montre que la partie réelle de l'intensité acoustique (également appelée « intensité active »), dans le domaine fréquentiel donc, porte l'information de propagation du champ sonore, et s'exprime en fonction des composantes ambisoniques selon l'équation suivante : 1 1 X* (n, f)I} I(n, f) = -29'ilpf9>*1 = -. W(n, f) Y* (n, f) Z* (n, f) 15 où 9'd. I désigne la partie réelle d'un nombre complexe. Si l'on suppose une parcimonie parfaite (les supports fréquentiels des signaux étant alors disjoints), une seule source est active dans chaque bande de fréquences, source dont l'intensité acoustique est représentative de son encodage spatial. On peut alors déterminer dans chaque bande de fréquences 20 la direction d'arrivée de la source prépondérante à partir des équations (5) et (8) : O (n, f) = arctan 9'ilW*X1 (n, f) (p(n, f) = arctan V9'0/*X12 + 9îtW*Y12 (n, f )) 9îtV1/*ZI Ainsi, pour une série donnée de n trames, on obtient une collection de couples d'angles 1(0 (n, f), (n, f))}no REVENDICATIONS: 1. Procédé de traitement de signaux acoustiques pour une détection d'une ou plusieurs sources sonores dans une scène sonore, le procédé comprenant : - obtenir une pluralité (D) de signaux représentatifs de la scène sonore, captés par une pluralité de microphones de positions prédéfinies, - à partir des signaux captés par les microphones et des positions des microphones, appliquer une quantification de mesures directionnelles d'intensité sonore et établir une carte d'activité acoustique correspondante dans un espace de localisation des sources sonores, ledit espace étant de dimension N, Caractérisé en ce que le procédé comporte en outre : - construire au moins une base vectorielle de dimension inférieure à N, - projeter la carte d'activité acoustique selon au moins un axe de la base vectorielle, et - rechercher au moins un pic local d'activité acoustique dans la projection de la carte, un pic local identifié correspondant à la présence d'une source sonore dans la scène. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les signaux sont obtenus sur des trames successives de durée correspondant chacune à une période d'observation prédéterminée, et en ce que l'établissement de la carte d'activité acoustique comporte : - rassembler des indices de plusieurs trames consécutives, et - quantifier lesdits indices sur un maillage de l'espace de dimension N. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la durée d'observation est comprise entre 10 et 50 ms. 4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la recherche de pic local d'activité acoustique dans la projection de la carte comporte : - traiter la projection de la carte par une technique de clustering, et - identifier des centres de clusters comme positions de sources. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre : - à partir d'au moins une coordonnée du pic local, estimer dans la base vectorielle au moins une première direction d'arrivée du son issu de la source sonore correspondant au pic local. 30 35 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte en outre : 24 - à partir de la coordonnée du pic local dans la base vectorielle, affiner l'estimation de la direction d'arrivée du son en traitant la carte d'activité acoustique dans un secteur seulement de l'espace de dimension N, incluant ladite première direction d'arrivée. 5 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte l'application d'une décomposition en sous-bandes de fréquences aux signaux captés par les microphones. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le procédé comporte en 10 outre l'application d'une pondération à la quantification des mesures directionnelles d'intensité sonore, de façon proportionnelle à une énergie acoustique estimée pour chaque mesure à quantifier. 9. Procédé selon la revendication 8, prise en combinaison avec la revendication 2, caractérisé en ce qu'on estime une énergie acoustique par trame et en ce qu'on applique une pondération avec un 15 poids plus élevé à la quantification des mesures directionnelles d'intensité sonore issues des trames ayant le plus d'énergie. 10. Procédé selon la revendication 8, prise en combinaison avec la revendication 7, caractérisé en ce qu'on estime une énergie par sous-bande pour identifier des sous-bandes ayant le plus d'énergie 20 acoustique et en ce qu'on applique une pondération avec un poids plus élevé à la quantification des mesures directionnelles d'intensité sonore ayant une plus grande représentation dans lesdites sous-bandes ayant le plus d'énergie. 11. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les microphones sont 25 agencés pour capter des signaux sonores définis dans une base d'harmoniques sphériques en représentation ambisonique, et en ce qu'il est construit au moins une base vectorielle de dimension un, parmi : - une première base définissant des valeurs d'angle d'azimut de direction d'arrivée du son, et comportant un axe d'angles d'azimut sur lequel est projetée la carte d'activité acoustique, et - une deuxième base définissant des valeurs d'angle d'élévation de direction d'arrivée du son, et comportant un axe d'angles d'élévation sur lequel est projetée la carte d'activité acoustique. 12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la représentation ambisonique comporte au moins l'ordre un, et en ce que les angles d'azimut et d'élévation sont respectivement définis en fonction des quatre composantes ambisoniques d'ordre 1, notées W, X, Y, Z, comme suit : 25 = arctan ( f (VITY*) f (W X*)) ( g(WZ*) V 119 (W X*)112 + 119 (Wr)112) f et g étant des fonctions possibles parmi l'identité, l'espérance statistique, la partie réelle d'une grandeur complexe, ou une combinaison de tout ou partie de ces fonctions. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il est estimé un critère de planéarité 5 d'une onde sonore issue d'une source en fonction des composantes ambisoniques X, Y, Z et W: f(11X112) + f(11112) + M1Z112) 31. (11W 112) et en ce que le procédé comporte en outre l'application d'une pondération à la quantification des mesures directionnelles d'intensité sonore, de façon proportionnelle au critère de planéarité c07, pour chaque mesure à quantifier. 10 14. Procédé selon l'une des revendications 11 à 13, prise en combinaison avec la revendication 5, caractérisé en ce que l'estimation de la direction d'arrivée du son est affinée à partir de la coordonnée du pic local relevé dans la première base définissant des valeurs d'angle d'azimut. 15. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre 15 l'application d'un filtre fréquentiel passe-bas à la projection de la carte d'activité acoustique. 16. Programme informatique comportant des instructions pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 15, lorsque lesdites instructions sont exécutées par un processeur. 20 17. Dispositif comportant une interface d'entrée pour recevoir des signaux captés par des microphones de positions prédéterminées, une unité de traitement pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 15, et une interface de sortie pour délivrer au moins un signal de détection de source. 25 = arctan C = op