CA2657450A1 - Procede et dispositif de diagnostic de l'etat de fonctionnement d'un systeme de sonorisation - Google Patents
Procede et dispositif de diagnostic de l'etat de fonctionnement d'un systeme de sonorisation Download PDFInfo
- Publication number
- CA2657450A1 CA2657450A1 CA002657450A CA2657450A CA2657450A1 CA 2657450 A1 CA2657450 A1 CA 2657450A1 CA 002657450 A CA002657450 A CA 002657450A CA 2657450 A CA2657450 A CA 2657450A CA 2657450 A1 CA2657450 A1 CA 2657450A1
- Authority
- CA
- Canada
- Prior art keywords
- loudspeaker
- signal
- response signal
- coefficients
- digital
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Abandoned
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R29/00—Monitoring arrangements; Testing arrangements
- H04R29/007—Monitoring arrangements; Testing arrangements for public address systems
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS
- H04S7/00—Indicating arrangements; Control arrangements, e.g. balance control
- H04S7/30—Control circuits for electronic adaptation of the sound field
- H04S7/301—Automatic calibration of stereophonic sound system, e.g. with test microphone
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R2430/00—Signal processing covered by H04R, not provided for in its groups
- H04R2430/03—Synergistic effects of band splitting and sub-band processing
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R29/00—Monitoring arrangements; Testing arrangements
- H04R29/001—Monitoring arrangements; Testing arrangements for loudspeakers
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS
- H04S2420/00—Techniques used stereophonic systems covered by H04S but not provided for in its groups
- H04S2420/07—Synergistic effects of band splitting and sub-band processing
Abstract
L'invention concerne un procédé de diagnostic de l'état de fonctionnement , in situ, d'un système de sonorisation comprenant au moins un haut-parleur propre à être connecté à un lecteur audio et agencé dans un espace au moins partiellement fermé, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes : - diffusion (32) d'ondes acoustiques représentatives d'un signal de test (S t(t)) par chaque haut-parleur dans ledit espace; - acquisition (34) d'un sig nal (Sr(t)) numérique de réponse représentatif des ondes acoustiques diffusé es; - détermination (52, 53, 54) de coefficients de distribution d'énergie r eprésentatifs de la répartition d'énergie dudit signal numérique de réponse (Sr(t)) par bande de fréquence; et - comparaison (58, 60) desdits coefficien ts de distribution d'énergie à des plages de seuil prédéfinies pour diagnost iquer l'état de fonctionnement de chaque haut-parleur. L'invention concerne également un dispositif de diagnostic propre à réaliser le procédé ci-dessus .
Description
2 PCT/FR2007/001067 Procédé et dispositif de diagnostic de l'état de fonctionnement d'un système de sonorisation.
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de diagnostic, in situ, de l'état de fonctionnement d'un système de sonorisation.
Dans les espaces accueillant le public et notamment dans les locaux des services de transport en commun, il est nécessaire de garantir que les informations courantes (trafic perturbé, annonces de trains, etc) et les messages d'alerte (évacuation des locaux, mise en garde, etc) soient compris par tous les usagers.
A cet effet, il est connu de contrôler le bon fonctionnement des systèmes de sonorisation par la diffusion de messages du type essai de sonorisation . Un agent d'exploitation écoute la réponse donnée par l'ensemble des haut-parleurs du système de sonorisation et détermine si le système de sonorisation fonctionne ou non.
Toutefois, ce type de contrôle ne permet pas de juger quantitativement les performances du système de sonorisation (distorsion, recouvrement sonore, intelligibilité, etc).
Il est également connu de réaliser des mesures de gain, de pression acoustique dans l'axe d'un haut parleur et des mesures d'impédance en sortie des amplificateurs.
Toutefois, ces mesures permettent uniquement de savoir si un amplificateur ou un haut-parleur est dans un état de fonctionnement ou non, sans précision sur le type de panne.
Il est également connu des outils de haute précision en temps réel qui permettent de mesurer la réponse impulsionnelle d'un système haut-parieur/salle et d'analyser les réponses en temps et en fréquence des haut-parleurs. Ces outils fournissent des caractéristiques acoustiques, telles que le temps de réverbération, la définition, la clarté acoustique, la signature spectrale du haut-parleur, la directivité, etc....
Cependant, ces outils sont conçus pour les techniciens en acoustique et les ingénieurs du son. Iis ne sont ni destinés ni utilisables par une personne non spécialisée en acoustique. De plus, ils ne permettent pas de réaliser un diagnostic, in situ, du défaut d'un haut-parleur inclus dans un système de sonorisation, par une mesure acoustique.
L'invention a pour but de proposer un procédé de diagnostic, in situ, de l'état de fonctionnement d'un système de sonorisation permettant de donner un diagnostic clair sur les causes de dysfonctionnement des haut-parleurs, utilisable par des personnes non spécialisées en acoustique.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de diagnostic de l'état de fonctionnement d'un système de sonorisation comprenant au moins un haut-parleur propre à être connecté à un lecteur audio et agencé dans un espace au moins partiellement fermé, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
- excitation du ou de chaque haut-parleur à l'aide d'un signal de test prédéterminé ;
- diffusion d'ondes acoustiques représentatives dudit signal de test par le ou chaque haut-parleur dans ledit espace ;
- acquisition d'un signal numérique de réponse représentatif des ondes acoustiques diffusées par le ou chaque haut-parleur dans ledit espace, par au moins un moyen d'acquisition d'ondes acoustiques ;
- traitement du signal numérique de réponse ;
- détermination de coefficients de distribution d'énergie représentatifs de la répartition d'énergie dudit signal numérique de réponse, par bandes de fréquence ; et - comparaison desdits coefficients de distribution d'énergie à des plages de seuil prédéfinies pour diagnostiquer l'état de fonctionnement de chaque haut-parleur.
Suivant des modes particuliers de réalisation, le procédé comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- le signal de test comprend un nombre défini de séquences d'un signal pseudo aléatoire, et ladite étape de traitement comporte les étapes suivantes :
- partitionnement temporel du signal numérique de réponse en un nombre de séquences égal au nombre défini de séquences du signal de test ;
- détermination d'une séquence moyennée du signal de réponse par calcul de la moyenne point à point desdites séquences du signal numérique de réponse partitionné ; et
La présente invention concerne un procédé et un dispositif de diagnostic, in situ, de l'état de fonctionnement d'un système de sonorisation.
Dans les espaces accueillant le public et notamment dans les locaux des services de transport en commun, il est nécessaire de garantir que les informations courantes (trafic perturbé, annonces de trains, etc) et les messages d'alerte (évacuation des locaux, mise en garde, etc) soient compris par tous les usagers.
A cet effet, il est connu de contrôler le bon fonctionnement des systèmes de sonorisation par la diffusion de messages du type essai de sonorisation . Un agent d'exploitation écoute la réponse donnée par l'ensemble des haut-parleurs du système de sonorisation et détermine si le système de sonorisation fonctionne ou non.
Toutefois, ce type de contrôle ne permet pas de juger quantitativement les performances du système de sonorisation (distorsion, recouvrement sonore, intelligibilité, etc).
Il est également connu de réaliser des mesures de gain, de pression acoustique dans l'axe d'un haut parleur et des mesures d'impédance en sortie des amplificateurs.
Toutefois, ces mesures permettent uniquement de savoir si un amplificateur ou un haut-parleur est dans un état de fonctionnement ou non, sans précision sur le type de panne.
Il est également connu des outils de haute précision en temps réel qui permettent de mesurer la réponse impulsionnelle d'un système haut-parieur/salle et d'analyser les réponses en temps et en fréquence des haut-parleurs. Ces outils fournissent des caractéristiques acoustiques, telles que le temps de réverbération, la définition, la clarté acoustique, la signature spectrale du haut-parleur, la directivité, etc....
Cependant, ces outils sont conçus pour les techniciens en acoustique et les ingénieurs du son. Iis ne sont ni destinés ni utilisables par une personne non spécialisée en acoustique. De plus, ils ne permettent pas de réaliser un diagnostic, in situ, du défaut d'un haut-parleur inclus dans un système de sonorisation, par une mesure acoustique.
L'invention a pour but de proposer un procédé de diagnostic, in situ, de l'état de fonctionnement d'un système de sonorisation permettant de donner un diagnostic clair sur les causes de dysfonctionnement des haut-parleurs, utilisable par des personnes non spécialisées en acoustique.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de diagnostic de l'état de fonctionnement d'un système de sonorisation comprenant au moins un haut-parleur propre à être connecté à un lecteur audio et agencé dans un espace au moins partiellement fermé, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
- excitation du ou de chaque haut-parleur à l'aide d'un signal de test prédéterminé ;
- diffusion d'ondes acoustiques représentatives dudit signal de test par le ou chaque haut-parleur dans ledit espace ;
- acquisition d'un signal numérique de réponse représentatif des ondes acoustiques diffusées par le ou chaque haut-parleur dans ledit espace, par au moins un moyen d'acquisition d'ondes acoustiques ;
- traitement du signal numérique de réponse ;
- détermination de coefficients de distribution d'énergie représentatifs de la répartition d'énergie dudit signal numérique de réponse, par bandes de fréquence ; et - comparaison desdits coefficients de distribution d'énergie à des plages de seuil prédéfinies pour diagnostiquer l'état de fonctionnement de chaque haut-parleur.
Suivant des modes particuliers de réalisation, le procédé comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes :
- le signal de test comprend un nombre défini de séquences d'un signal pseudo aléatoire, et ladite étape de traitement comporte les étapes suivantes :
- partitionnement temporel du signal numérique de réponse en un nombre de séquences égal au nombre défini de séquences du signal de test ;
- détermination d'une séquence moyennée du signal de réponse par calcul de la moyenne point à point desdites séquences du signal numérique de réponse partitionné ; et
3 - détermination d'une séquence du signal de réponse impulsionnelle à partir de ladite séquence moyennée du signal de réponse ;
- le système de sonorisation comporte plusieurs haut-parleurs, et l'étape de traitement du signal numérique de réponse comporte en outre une étape de détermination des tranches du signal de réponse impulsionnelle, chaque tranche du signal de réponse impulsionnelle étant représentative des ondes acoustiques diffusées par un unique haut-parleur dans ledit espace ;
- l'étape de détermination des coefficients de distribution d'énergie comprend une étape de filtrage de la ou de chaque tranche du signal de réponse impulsionnelle ;
- l'étape de détermination des coefficients de distribution d'énergie comprend une étape de calcul de coefficients de distribution d'énergie par tiers d'octave dans une distribution dite de Wigner - Ville, à partir de la ou de chaque tranche du signal de réponse impuisionnelle ;
- l'étape de détermination des coefficients de distribution d'énergie comprend une étape de calcul de coefficients de distribution d'énergie par unité de fréquence et par unité de temps dans une distribution dite de Friedmann, à
partir de la ou de chaque tranche du signal de réponse impulsionnelle ;
- le procédé de diagnostic comporte, préalablement à l'étape de détermination des coefficients de distribution d'énergie, les étapes suivantes :
- mesure de la distance entre le ou chaque haut-parleur et le ou chaque moyen d'acquisition d'ondes acoustiques ;
- calcul du rendement du système de sonorisation ;
- affichage d'un message d'indication du rendement et arrêt du procédé de diagnostic lorsque le rendement est inférieur à une valeur de seuil prédéfinie ; et - le rendement est calculé à partir de la formule suivante :
R_ NrxD 2 Ne , dans laquelle :
- R représente le rendement ;
- Nr représente le niveau sonore réceptionné par le ou les moyens d'acquisition d'ondes acoustiques ;
- le système de sonorisation comporte plusieurs haut-parleurs, et l'étape de traitement du signal numérique de réponse comporte en outre une étape de détermination des tranches du signal de réponse impulsionnelle, chaque tranche du signal de réponse impulsionnelle étant représentative des ondes acoustiques diffusées par un unique haut-parleur dans ledit espace ;
- l'étape de détermination des coefficients de distribution d'énergie comprend une étape de filtrage de la ou de chaque tranche du signal de réponse impulsionnelle ;
- l'étape de détermination des coefficients de distribution d'énergie comprend une étape de calcul de coefficients de distribution d'énergie par tiers d'octave dans une distribution dite de Wigner - Ville, à partir de la ou de chaque tranche du signal de réponse impuisionnelle ;
- l'étape de détermination des coefficients de distribution d'énergie comprend une étape de calcul de coefficients de distribution d'énergie par unité de fréquence et par unité de temps dans une distribution dite de Friedmann, à
partir de la ou de chaque tranche du signal de réponse impulsionnelle ;
- le procédé de diagnostic comporte, préalablement à l'étape de détermination des coefficients de distribution d'énergie, les étapes suivantes :
- mesure de la distance entre le ou chaque haut-parleur et le ou chaque moyen d'acquisition d'ondes acoustiques ;
- calcul du rendement du système de sonorisation ;
- affichage d'un message d'indication du rendement et arrêt du procédé de diagnostic lorsque le rendement est inférieur à une valeur de seuil prédéfinie ; et - le rendement est calculé à partir de la formule suivante :
R_ NrxD 2 Ne , dans laquelle :
- R représente le rendement ;
- Nr représente le niveau sonore réceptionné par le ou les moyens d'acquisition d'ondes acoustiques ;
4 - Ne représente le niveau sonore émis par le ou les haut-parleurs ; et - D représente la distance ou la distance moyenne entre le ou les moyens d'acquisition d'ondes acoustiques et le ou les haut-parleurs ;
- l'étape de comparaison est précédée par une étape de sélection de coefficients discriminants parmi lesdits coefficients de distribution d'énergie, et l'étape de comparaison est réalisée à l'aide d'au moins un arbre de décision binaire contenant lesdits coefficients discriminants ; et - l'état de fonctionnement du système de sonorisation déterminé par ledit procédé comprend un état de fonctionnement de haut-parleur sain, un état de fonctionnement de haut-parleur avec membrane perforée et un état de fonctionnement de haut-parleur dégradé.
L'invention a également pour objet un dispositif de diagnostic de l'état de fonctionnement d'un système de sonorisation agencé dans un espace au moins partiellement fermé et comprenant au moins un haut-parleur, caractérisé
en ce qu'il comporte :
- un lecteur audio de qualité métrologique propre à être connecté à
chaque haut-parleur et apte à lire un signal de test ;
- au moins, un moyen d'acquisition des ondes acoustiques diffusées par chaque haut-parleur dans ledit espace, chaque moyen d'acquisition étant adapté pour transformer lesdites ondes acoustiques en un signal numérique de réponse ;
- des moyens de mesure de la ou des distances entre chaque haut-parleur et chaque moyen d'acquisition ;
- des moyens de calcul propres à recevoir le signal numérique de réponse et un signal contenant les informations de distance mesurées, lesdits moyens de calcul étant aptes à exécuter les étapes du procédé précitées, à
partir du signal numérique de réponse et d'un signal contenant les informations de distance mesurées.
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 annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est un schéma simplifié du dispositif de diagnostic selon l'invention ;
- la figure 2 est un diagramme illustrant les principales étapes du procédé de diagnostic selon l'invention ;
- l'étape de comparaison est précédée par une étape de sélection de coefficients discriminants parmi lesdits coefficients de distribution d'énergie, et l'étape de comparaison est réalisée à l'aide d'au moins un arbre de décision binaire contenant lesdits coefficients discriminants ; et - l'état de fonctionnement du système de sonorisation déterminé par ledit procédé comprend un état de fonctionnement de haut-parleur sain, un état de fonctionnement de haut-parleur avec membrane perforée et un état de fonctionnement de haut-parleur dégradé.
L'invention a également pour objet un dispositif de diagnostic de l'état de fonctionnement d'un système de sonorisation agencé dans un espace au moins partiellement fermé et comprenant au moins un haut-parleur, caractérisé
en ce qu'il comporte :
- un lecteur audio de qualité métrologique propre à être connecté à
chaque haut-parleur et apte à lire un signal de test ;
- au moins, un moyen d'acquisition des ondes acoustiques diffusées par chaque haut-parleur dans ledit espace, chaque moyen d'acquisition étant adapté pour transformer lesdites ondes acoustiques en un signal numérique de réponse ;
- des moyens de mesure de la ou des distances entre chaque haut-parleur et chaque moyen d'acquisition ;
- des moyens de calcul propres à recevoir le signal numérique de réponse et un signal contenant les informations de distance mesurées, lesdits moyens de calcul étant aptes à exécuter les étapes du procédé précitées, à
partir du signal numérique de réponse et d'un signal contenant les informations de distance mesurées.
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 annexés, sur lesquels :
- la figure 1 est un schéma simplifié du dispositif de diagnostic selon l'invention ;
- la figure 2 est un diagramme illustrant les principales étapes du procédé de diagnostic selon l'invention ;
5 - la figure 3 est un graphe représentant un signal de test St(t) comportant trois séquences d'un signal aléatoire pseudo périodique ;
- la figure 4 est un graphe représentant le signal numérique de réponse Sr(t) ;
- la figure 5 est un graphe représentant le signal numérique de réponse Sr(t) découpé en trois séquences ;
- la figure 6 représente une séquence Ss(t) du signal numérique de réponse obtenue par calcul de la moyenne des trois séquences représentées sur la figure 5 ;
- la figure 7 est un graphe représentant une séquence Si(t) du signal numérique de réponse impulsionnelle ;
- la figure 8 est un schéma représentant trois tranches Ti6(t), Ti8(t), Ti10 (t) de la séquence Si(t) du signal numérique de réponse impulsionnelle ;
et - la figure 9 est un schéma simplifié représentant un arbre binaire de décision.
Le dispositif de diagnostic 2 d'un système de sonorisation 4 selon l'invention, est illustré sur la figure 1.
Le système de sonorisation 4 comporte de façon classique un ensemble de plusieurs haut-parleurs 6, 8, 10, montés dans un espace 12.
Le dispositif de diagnostic 2 est propre à différencier différents types de défauts du système de sonorisation 4 et notamment à classer chaque haut-parleur soit dans un état de fonctionnement dit sain S , soit dans les états de fonctionnement dit déphasé DEPH ou OFF (à l'arrêt), soit dans un état dit de membrane perforée MP dans lequel tout ou partie de la suspension de la membrane est désolidarisée du reste de la bobine, soit dans un état dit dégradé
DE révélant des dégradations environnementales telles qu'un excès de poussière de particules dans l'enceinte du haut-parleur.
L'espace 12 est un espace public généralement de grande dimension, semi-fermé, tel que par exemple une station de métro ou un hall de gare.
- la figure 4 est un graphe représentant le signal numérique de réponse Sr(t) ;
- la figure 5 est un graphe représentant le signal numérique de réponse Sr(t) découpé en trois séquences ;
- la figure 6 représente une séquence Ss(t) du signal numérique de réponse obtenue par calcul de la moyenne des trois séquences représentées sur la figure 5 ;
- la figure 7 est un graphe représentant une séquence Si(t) du signal numérique de réponse impulsionnelle ;
- la figure 8 est un schéma représentant trois tranches Ti6(t), Ti8(t), Ti10 (t) de la séquence Si(t) du signal numérique de réponse impulsionnelle ;
et - la figure 9 est un schéma simplifié représentant un arbre binaire de décision.
Le dispositif de diagnostic 2 d'un système de sonorisation 4 selon l'invention, est illustré sur la figure 1.
Le système de sonorisation 4 comporte de façon classique un ensemble de plusieurs haut-parleurs 6, 8, 10, montés dans un espace 12.
Le dispositif de diagnostic 2 est propre à différencier différents types de défauts du système de sonorisation 4 et notamment à classer chaque haut-parleur soit dans un état de fonctionnement dit sain S , soit dans les états de fonctionnement dit déphasé DEPH ou OFF (à l'arrêt), soit dans un état dit de membrane perforée MP dans lequel tout ou partie de la suspension de la membrane est désolidarisée du reste de la bobine, soit dans un état dit dégradé
DE révélant des dégradations environnementales telles qu'un excès de poussière de particules dans l'enceinte du haut-parleur.
L'espace 12 est un espace public généralement de grande dimension, semi-fermé, tel que par exemple une station de métro ou un hall de gare.
6 Le dispositif de diagnostic 2 selon l'invention comprend un lecteur audio 13, un micro-ordinateur 20, une carte son 18, un conditionneur 16 connecté à
un ou plusieurs appareils de transformation d'ondes acoustiques en un signal numérique de réponse Sr(t), connectés au conditionneur 16 pour amplifier le signal numérique de réponse résultant.
Le lecteur audio 13 est un lecteur de qualité métrologique de haute précision, par exemple de type DAT (en anglais : Digital Audio Tape). Ce lecteur 13 est apte à lire un signal de test St(t) enregistré sur un support d'enregistrement de qualité métrologique sans décalage ou distorsion temporelle de ce signal de test St(t).
Dans l'exemple de réalisation de l'invention représenté sur la figure 1, l'appareil de transformation d'ondes acoustiques en un signal numérique est un microphone 14.
La carte son 18 présente une entrée connectée au conditionneur 16 et une sortie connectée au micro-ordinateur 20.
Pour garantir la qualité du dispositif de diagnostic 2, il est nécessaire d'utiliser la même carte son 18 pour numériser le signal numérique de réponse Sr(t) réceptionné par le microphone 14 que la carte son 18 utilisée lors de l'enregistrement du signal de test St(t) afin de se prémunir contre les disparités de fréquence d'horloge des différents systèmes.
De façon classique, le micro-ordinateur 20 comprend une mémoire de stockage 22, une unité centrale 24 et un écran d'affichage 26.
Le dispositif 2 comprend également un appareil 28 de mesure de distance, de haute précision, par exemple de type à infrarouge. Cet appareil est connecté au micro-ordinateur 20 ou est utilisé en unité libre et doit être apte à
mesurer les distances dl, d2, d3 entre les haut-parleurs 6, 8 et 10 et le microphone 14.
Le procédé de diagnostic de l'état de fonctionnement du système de sonorisation 4, est illustré sur la figure 2.
Le procédé débute par une étape préalable de calibrage 30 du microphone 14, à l'aide d'un calibreur.
un ou plusieurs appareils de transformation d'ondes acoustiques en un signal numérique de réponse Sr(t), connectés au conditionneur 16 pour amplifier le signal numérique de réponse résultant.
Le lecteur audio 13 est un lecteur de qualité métrologique de haute précision, par exemple de type DAT (en anglais : Digital Audio Tape). Ce lecteur 13 est apte à lire un signal de test St(t) enregistré sur un support d'enregistrement de qualité métrologique sans décalage ou distorsion temporelle de ce signal de test St(t).
Dans l'exemple de réalisation de l'invention représenté sur la figure 1, l'appareil de transformation d'ondes acoustiques en un signal numérique est un microphone 14.
La carte son 18 présente une entrée connectée au conditionneur 16 et une sortie connectée au micro-ordinateur 20.
Pour garantir la qualité du dispositif de diagnostic 2, il est nécessaire d'utiliser la même carte son 18 pour numériser le signal numérique de réponse Sr(t) réceptionné par le microphone 14 que la carte son 18 utilisée lors de l'enregistrement du signal de test St(t) afin de se prémunir contre les disparités de fréquence d'horloge des différents systèmes.
De façon classique, le micro-ordinateur 20 comprend une mémoire de stockage 22, une unité centrale 24 et un écran d'affichage 26.
Le dispositif 2 comprend également un appareil 28 de mesure de distance, de haute précision, par exemple de type à infrarouge. Cet appareil est connecté au micro-ordinateur 20 ou est utilisé en unité libre et doit être apte à
mesurer les distances dl, d2, d3 entre les haut-parleurs 6, 8 et 10 et le microphone 14.
Le procédé de diagnostic de l'état de fonctionnement du système de sonorisation 4, est illustré sur la figure 2.
Le procédé débute par une étape préalable de calibrage 30 du microphone 14, à l'aide d'un calibreur.
7 Au cours d'une étape 31, le lecteur audio 13 transmet aux haut-parleurs 6, 8, 10 un signal de test St(t) préalablement enregistré sur le support d'enregistrement de qualité métrologique.
Le signal de test St(t) est un signal pseudo aléatoire périodique composé de n séquences Ss(t) dites de longueur maximum (en anglais MLS :
Maximum Length Sequence). Chaque séquence est composée d'une série d'impulsions binaires. Le nombre n est un nombre entier quelconque. Dans l'exemple représenté sur la figure 3, le nombre n est égal à trois.
Au cours d'une étape 32, les haut-parleurs 6, 8, 10 diffusent dans l'espace 12 des ondes acoustiques représentatives du signal de test St(t) transmis par le lecteur 13.
Au cours d'une étape 34, le microphone 14 acquiert des ondes acoustiques représentatives des ondes diffusées par les haut-parleurs dans l'espace 12.
Le microphone 14 transforme les ondes réceptionnées en un signal numérique de réponse Sr (t), tel que représenté sur la figure 4.
Au cours d'une étape 36 de traitement du signal numérique de réponse Sr(t), celui-ci est amplifié par le conditionneur 16, numérisé par un convertisseur analogique/numérique contenu dans la carte son 18 et transmis à l'unité
centrale 24.
Au cours d'une étape 38, l'appareil 28 mesure les distances dl, d2, d3 entre chaque haut-parleur 6, 8, 10 et le microphone 14 et transmet un signal contenant une information sur ces distances dl, d2, d3 à l'unité centrale 24.
Au cours d'une étape 40, l'unité centrale 24 calcule le rendement R du système de sonorisation 4 à partir de la formule suivante :
R _ Nr xD2 Ne dans laquelle :
- D représente la distance moyenne entre le microphone 14 et les haut-parieurs 6, 8, 10, calculée à partir des distances mesurées dl, d2 et d3 ;
N
Id;
D=
N
Le signal de test St(t) est un signal pseudo aléatoire périodique composé de n séquences Ss(t) dites de longueur maximum (en anglais MLS :
Maximum Length Sequence). Chaque séquence est composée d'une série d'impulsions binaires. Le nombre n est un nombre entier quelconque. Dans l'exemple représenté sur la figure 3, le nombre n est égal à trois.
Au cours d'une étape 32, les haut-parleurs 6, 8, 10 diffusent dans l'espace 12 des ondes acoustiques représentatives du signal de test St(t) transmis par le lecteur 13.
Au cours d'une étape 34, le microphone 14 acquiert des ondes acoustiques représentatives des ondes diffusées par les haut-parleurs dans l'espace 12.
Le microphone 14 transforme les ondes réceptionnées en un signal numérique de réponse Sr (t), tel que représenté sur la figure 4.
Au cours d'une étape 36 de traitement du signal numérique de réponse Sr(t), celui-ci est amplifié par le conditionneur 16, numérisé par un convertisseur analogique/numérique contenu dans la carte son 18 et transmis à l'unité
centrale 24.
Au cours d'une étape 38, l'appareil 28 mesure les distances dl, d2, d3 entre chaque haut-parleur 6, 8, 10 et le microphone 14 et transmet un signal contenant une information sur ces distances dl, d2, d3 à l'unité centrale 24.
Au cours d'une étape 40, l'unité centrale 24 calcule le rendement R du système de sonorisation 4 à partir de la formule suivante :
R _ Nr xD2 Ne dans laquelle :
- D représente la distance moyenne entre le microphone 14 et les haut-parieurs 6, 8, 10, calculée à partir des distances mesurées dl, d2 et d3 ;
N
Id;
D=
N
8 où N= nombre de haut-parleurs retenus et di = distances mesurées ; et - Nr représente le niveau sonore émis par l'ensemble des haut-parleurs 6, 8, 10 et Ne représente le niveau sonore réceptionné par le microphone 14.
De façon classique, le niveau sonore représente le niveau d'une échelle logarithmique de mesure des intensités ou des puissances sonores.
Au cours d'une étape 42, l'unité centrale 24 compare la valeur du rendement R calculée au cours de l'étape 40, à une valeur de seuil prédéfinie préenregistrée dans la mémoire 22 et modifiable par l'utilisateur en fonction du niveau de rendement exigé pour le procédé de diagnostic.
Si cette valeur de rendement R est inférieure à la valeur de seuil prédéfinie, la valeur de rendement R est affichée sur l'écran 26 au cours d'une étape 43 et le procédé de diagnostic s'arrête au cours d'une étape 44.
Si, par contre, la valeur de rendement R est supérieure à la valeur prédéfinie, le signal numérique de réponse Sr(t) est analysé de manière plus fine pour définir si un ou plusieurs des haut-parleurs présentent une défaillance au cours d'une étape 45.
Dans ce cas, le signal de réponse Sr(t) traité au cours de l'étape 36, est d'abord moyenné au cours d'une étape 46.
A cet effet, le signal de réponse Sr(t) acquis en réponse à la diffusion des trois séquences du signal de test St(t), est découpé ou partitionné
temporellement en trois séquences Ss(t).
En conséquence, chaque séquence Ss(t) du signal de réponse présente une longueur temporelle égale à la longueur temporelle d'une séquence du signal de test St(t).
Puis, l'unité centrale 24 détermine la valeur moyenne de ces trois séquences Ss(t) du signal de réponse par addition point à point de chaque amplitude numérisée d'une séquence Ss(t) du signal de réponse et par division de ces amplitudes par le nombre de séquences additionnées, à savoir trois dans l'exemple décrit ci-dessus.
Au cours d'une étape 48, l'unité centrale 24 calcule la séquence Si(t) du signal de réponse impulsionnelle à partir de la séquence Sm(t) du signal de réponse moyenné en utilisant, par exemple, une transformée d'Hadamard.
De façon classique, le niveau sonore représente le niveau d'une échelle logarithmique de mesure des intensités ou des puissances sonores.
Au cours d'une étape 42, l'unité centrale 24 compare la valeur du rendement R calculée au cours de l'étape 40, à une valeur de seuil prédéfinie préenregistrée dans la mémoire 22 et modifiable par l'utilisateur en fonction du niveau de rendement exigé pour le procédé de diagnostic.
Si cette valeur de rendement R est inférieure à la valeur de seuil prédéfinie, la valeur de rendement R est affichée sur l'écran 26 au cours d'une étape 43 et le procédé de diagnostic s'arrête au cours d'une étape 44.
Si, par contre, la valeur de rendement R est supérieure à la valeur prédéfinie, le signal numérique de réponse Sr(t) est analysé de manière plus fine pour définir si un ou plusieurs des haut-parleurs présentent une défaillance au cours d'une étape 45.
Dans ce cas, le signal de réponse Sr(t) traité au cours de l'étape 36, est d'abord moyenné au cours d'une étape 46.
A cet effet, le signal de réponse Sr(t) acquis en réponse à la diffusion des trois séquences du signal de test St(t), est découpé ou partitionné
temporellement en trois séquences Ss(t).
En conséquence, chaque séquence Ss(t) du signal de réponse présente une longueur temporelle égale à la longueur temporelle d'une séquence du signal de test St(t).
Puis, l'unité centrale 24 détermine la valeur moyenne de ces trois séquences Ss(t) du signal de réponse par addition point à point de chaque amplitude numérisée d'une séquence Ss(t) du signal de réponse et par division de ces amplitudes par le nombre de séquences additionnées, à savoir trois dans l'exemple décrit ci-dessus.
Au cours d'une étape 48, l'unité centrale 24 calcule la séquence Si(t) du signal de réponse impulsionnelle à partir de la séquence Sm(t) du signal de réponse moyenné en utilisant, par exemple, une transformée d'Hadamard.
9 La transformée d'Hadamard est connue en soi. Elle est obtenue par multiplication de la séquence Sm(t) du signal de réponse moyenné par une matrice carrée d'ordre N x N, dont les éléments valent +1 ou -1 et dont les lignes, respectivement les colonnes, sont mutuellement orthogonales.
Le logiciel de marque déposée MATLAB propose une fonction de calcul de la transformée d'Hadamard d'un signal numérique. Il peut être utilisé pour réaliser les étapes du procédé selon l'invention. Un exemple d'une séquence Si(t) du signal de réponse impulsionnelle obtenue par cette transformée, est représenté
sur la figure 7.
Au cours d'une étape 50, la séquence Si(t) du signal de réponse impulsionnelle est séparée ou découpée en tranches Ti6(t), Ti8(t), TilO(t), de manière à ce que chaque tranche Ti6(t), Ti8(t), TilO(t) soit représentative des ondes acoustiques diffusées par un unique haut-parleur 6, 8, 12.
Cette séparation est réalisée, par exemple, par un bistouri spatio-temporel à partir des distances dl, d2, d3 mesurées par l'appareil 28. Le bistouri spatio-temporel est une méthode qui comprend les étapes décrites ci-dessous :
Pour séparer les tranches de la séquence du signal de réponse impulsionnelle provenant de chaque haut-parleur, la méthode du bistouri spatio-temporet, comprend une étape de recherche du temps tO correspondant à la première impulsion de la séquence du signal Si(t) de réponse impulsionnelle, puis une étape de réalisation d'une première séparation en trois tranches Ti6(t), Ti8(t), TilO(t) à partir du temps to et des distances dl, d2, d3.
Puis, la méthode du bistouri-spatio-temporel comprend une étape de recherche des pics de la séquence Si (t) du signal de réponse impulsionnelle, par exemple par calcul des dérivés seconde.
Enfin, il utilise les pics ainsi calculés pour confirmer la séparation en tranches Ti6(t), Ti8(t), TilO(t) du signal de réponse impulsionnelle préalablement réalisée.
La figure 8 représente trois tranches Ti6(t), Ti8(t), TilO(t) du signal Si (t) de réponse impulsionnelle correspondant aux trois haut-parleurs 6, 8 et 10.
Au cours d'une étape 52, des coefficients de distribution d'énergie des ondes acoustiques générées par chaque haut-parleur 6, 8, 10 sont calculés à
partir des tranches Ti6(t), Ti8(t), Ti10(t) du signal de réponse impuisionnelle de chaque haut-parleur.
A cet effet, un graphe de distribution de Wigner Ville est réalisé à partir de la formule décrite ci-dessous et connue en soi 5 Wx(t,v)= I~x(t+z/2)x*(t-z/2)é , j2"VZdz Dans laquelle v est la fréquence, z est la période d'échantillonnage du signal et x* est le conjugué complexe du signal x.
La distribution de Wigner Ville permet de représenter dans un espace à
trois dimensions la répartition en énergie d'une tranche Ti6(t), Ti8(t), Ti10(t) du
Le logiciel de marque déposée MATLAB propose une fonction de calcul de la transformée d'Hadamard d'un signal numérique. Il peut être utilisé pour réaliser les étapes du procédé selon l'invention. Un exemple d'une séquence Si(t) du signal de réponse impulsionnelle obtenue par cette transformée, est représenté
sur la figure 7.
Au cours d'une étape 50, la séquence Si(t) du signal de réponse impulsionnelle est séparée ou découpée en tranches Ti6(t), Ti8(t), TilO(t), de manière à ce que chaque tranche Ti6(t), Ti8(t), TilO(t) soit représentative des ondes acoustiques diffusées par un unique haut-parleur 6, 8, 12.
Cette séparation est réalisée, par exemple, par un bistouri spatio-temporel à partir des distances dl, d2, d3 mesurées par l'appareil 28. Le bistouri spatio-temporel est une méthode qui comprend les étapes décrites ci-dessous :
Pour séparer les tranches de la séquence du signal de réponse impulsionnelle provenant de chaque haut-parleur, la méthode du bistouri spatio-temporet, comprend une étape de recherche du temps tO correspondant à la première impulsion de la séquence du signal Si(t) de réponse impulsionnelle, puis une étape de réalisation d'une première séparation en trois tranches Ti6(t), Ti8(t), TilO(t) à partir du temps to et des distances dl, d2, d3.
Puis, la méthode du bistouri-spatio-temporel comprend une étape de recherche des pics de la séquence Si (t) du signal de réponse impulsionnelle, par exemple par calcul des dérivés seconde.
Enfin, il utilise les pics ainsi calculés pour confirmer la séparation en tranches Ti6(t), Ti8(t), TilO(t) du signal de réponse impulsionnelle préalablement réalisée.
La figure 8 représente trois tranches Ti6(t), Ti8(t), TilO(t) du signal Si (t) de réponse impulsionnelle correspondant aux trois haut-parleurs 6, 8 et 10.
Au cours d'une étape 52, des coefficients de distribution d'énergie des ondes acoustiques générées par chaque haut-parleur 6, 8, 10 sont calculés à
partir des tranches Ti6(t), Ti8(t), Ti10(t) du signal de réponse impuisionnelle de chaque haut-parleur.
A cet effet, un graphe de distribution de Wigner Ville est réalisé à partir de la formule décrite ci-dessous et connue en soi 5 Wx(t,v)= I~x(t+z/2)x*(t-z/2)é , j2"VZdz Dans laquelle v est la fréquence, z est la période d'échantillonnage du signal et x* est le conjugué complexe du signal x.
La distribution de Wigner Ville permet de représenter dans un espace à
trois dimensions la répartition en énergie d'une tranche Ti6(t), Ti8(t), Ti10(t) du
10 signal de réponse impulsionnelle en fonction du temps et de la fréquence.
Le logiciel MATLAB peut, par exemple, être utilisé pour réaliser la représentation de cette distribution.
A partir de cette distribution, l'unité centrale 24 calcule un coefficient de distribution d'énergie par sommation sur une bande de fréquence d'une largeur correspondant à un tiers d'octave, de l'énergie d'une tranche Ti6(t) du signal de réponse impulsionnelle.
Cette sommation de l'énergie d'une tranche Ti6(t) du signal de réponse impulsionnelle est réalisée pour chaque bande de fréquence 52A, 52B, 52C d'une largeur d'un tiers d'octave dans l'espace de distribution de Wigner Ville.
Ainsi, ce calcul permet d'obtenir une série A6 de coefficients de répartition de l'énergie par bandes de fréquence, d'une largeur d'un tiers d'octave, dénommé ci-après :
A6 =(a1/36, a2/36, a3/36, a4/36, etc) L'unité centrale 24 calcule également la somme de l'énergie par unité
de temps et par unité de fréquence dans l'espace de distribution de Wigner Ville.
A cette fin, l'espace de Wigner Ville est divisé d'une part en bande de fréquence d'égale largeur et, d'autre part en bande de temps d'égale largeur.
Ce calcul permet d'obtenir une série B6 de coefficients de distribution de l'énergie b61, b26, b36, b46, etc par unité de fréquence et par unité de temps, dénommée ci-après : B6 =(b16, b26, b36, b46, etc..).
Puis, au cours d'une étape 53, l'unité centrale 24 calcule une distribution de probabilité de Friedman à partir d'une formule connue en soi et décrite dans le document : D.H. Friedman, Instantaneous Frenquency vs Time :
Le logiciel MATLAB peut, par exemple, être utilisé pour réaliser la représentation de cette distribution.
A partir de cette distribution, l'unité centrale 24 calcule un coefficient de distribution d'énergie par sommation sur une bande de fréquence d'une largeur correspondant à un tiers d'octave, de l'énergie d'une tranche Ti6(t) du signal de réponse impulsionnelle.
Cette sommation de l'énergie d'une tranche Ti6(t) du signal de réponse impulsionnelle est réalisée pour chaque bande de fréquence 52A, 52B, 52C d'une largeur d'un tiers d'octave dans l'espace de distribution de Wigner Ville.
Ainsi, ce calcul permet d'obtenir une série A6 de coefficients de répartition de l'énergie par bandes de fréquence, d'une largeur d'un tiers d'octave, dénommé ci-après :
A6 =(a1/36, a2/36, a3/36, a4/36, etc) L'unité centrale 24 calcule également la somme de l'énergie par unité
de temps et par unité de fréquence dans l'espace de distribution de Wigner Ville.
A cette fin, l'espace de Wigner Ville est divisé d'une part en bande de fréquence d'égale largeur et, d'autre part en bande de temps d'égale largeur.
Ce calcul permet d'obtenir une série B6 de coefficients de distribution de l'énergie b61, b26, b36, b46, etc par unité de fréquence et par unité de temps, dénommée ci-après : B6 =(b16, b26, b36, b46, etc..).
Puis, au cours d'une étape 53, l'unité centrale 24 calcule une distribution de probabilité de Friedman à partir d'une formule connue en soi et décrite dans le document : D.H. Friedman, Instantaneous Frenquency vs Time :
11 An Interpretation of the Phase Structure of Speech , Proc. IEEE ICASSP, pp.
29.10 1-4, Tampa, 1985.
A partir de cette distribution de Friedman, l'unité centrale 24 calcule les coefficients de répartition de l'énergie par bandes de fréquence d'une largeur d'un tiers d'octave : C6= (c1/36, c2/36, c3/36, c4/36, etc) et les coefficients de distribution de l'énergie par unité de fréquence et par unité de temps : d6 =(d16, d26, d36, d46, etc..).
Les séries A8, B8, C8, D8 et A10, B10, C10, D10 de coefficients de distribution d'énergie des tranches Ti8(t) et TilO(t) du signal de réponse impulsionnelle correspondant aux haut-parleurs 8 et 10 sont également calculées à partir de leur graphe de distribution de Wigner Ville.
A8 =(a1 /38, a2/38, a3/38, a4/38, etc) ; A10 = (a1/310, a2/310, a3/310, a4/310, etc) B8 =(b18, b28, b38, b48, etc ); B10 =(b110, b210, b310, b410, etc) C8= (c1/38, c2/38, c3/38, c4/38, etc) ; C10= (c1/310, c2/310, c3/310, c4/310, etc) D8 =(d18, d28, d38, d48, etc) ; D10 =(d110, d210, d310, d410, etc) Au cours d'une étape 54, les tranches Ti6(t), Ti8(t), Ti10(t) du signal de réponse sont filtrées.
Les filtres sont des filtres passe-bande spécifiés explicitement pour chaque fonctionnement à savoir un fonctionnement sain S, OFF ou DEPH, à
membrane perforée MP et un fonctionnement dégradé DE dans le but de révéler les différences entre ces fonctionnements.
En particulier, les filtres utilisés ont été conçus pour mettre en évidence l'énergie caractéristique du défaut et pour éliminer l'énergie liée au type de haut-parleur utilisé.
Les filtres ont été conçus de façon empirique en essayant d'augmenter le plus possible les différences visuelles'entre les signaux défectueux et sains.
Généralement, ces filtres mettent en évidence principalement les basses et les hautes bandes de fréquence. Ces filtres peuvent être réalisés par l'utilitaire de marque déposée MATLAB, SP TOOL .
Au cours d'une étape 52, d'autres coefficients de distribution sont calculés à partir des trois tranches Ti6(t), Ti8(t), Ti10(t) du signal de réponse
29.10 1-4, Tampa, 1985.
A partir de cette distribution de Friedman, l'unité centrale 24 calcule les coefficients de répartition de l'énergie par bandes de fréquence d'une largeur d'un tiers d'octave : C6= (c1/36, c2/36, c3/36, c4/36, etc) et les coefficients de distribution de l'énergie par unité de fréquence et par unité de temps : d6 =(d16, d26, d36, d46, etc..).
Les séries A8, B8, C8, D8 et A10, B10, C10, D10 de coefficients de distribution d'énergie des tranches Ti8(t) et TilO(t) du signal de réponse impulsionnelle correspondant aux haut-parleurs 8 et 10 sont également calculées à partir de leur graphe de distribution de Wigner Ville.
A8 =(a1 /38, a2/38, a3/38, a4/38, etc) ; A10 = (a1/310, a2/310, a3/310, a4/310, etc) B8 =(b18, b28, b38, b48, etc ); B10 =(b110, b210, b310, b410, etc) C8= (c1/38, c2/38, c3/38, c4/38, etc) ; C10= (c1/310, c2/310, c3/310, c4/310, etc) D8 =(d18, d28, d38, d48, etc) ; D10 =(d110, d210, d310, d410, etc) Au cours d'une étape 54, les tranches Ti6(t), Ti8(t), Ti10(t) du signal de réponse sont filtrées.
Les filtres sont des filtres passe-bande spécifiés explicitement pour chaque fonctionnement à savoir un fonctionnement sain S, OFF ou DEPH, à
membrane perforée MP et un fonctionnement dégradé DE dans le but de révéler les différences entre ces fonctionnements.
En particulier, les filtres utilisés ont été conçus pour mettre en évidence l'énergie caractéristique du défaut et pour éliminer l'énergie liée au type de haut-parleur utilisé.
Les filtres ont été conçus de façon empirique en essayant d'augmenter le plus possible les différences visuelles'entre les signaux défectueux et sains.
Généralement, ces filtres mettent en évidence principalement les basses et les hautes bandes de fréquence. Ces filtres peuvent être réalisés par l'utilitaire de marque déposée MATLAB, SP TOOL .
Au cours d'une étape 52, d'autres coefficients de distribution sont calculés à partir des trois tranches Ti6(t), Ti8(t), Ti10(t) du signal de réponse
12 impulsionnelle filtrées par un ou plusieurs filtres prédéfinis selon la méthode explicitée ci-dessus.
Les séries de coefficients obtenues sont référencées AF6, BF6, CF6, DF6.
Au cours d'une étape 56, des coefficients de distribution d'énergie dits discriminants, sont sélectionnés parmi l'ensemble des coefficients de distribution contenus dans les séries Ax, Bx, Cx, Dx, AFx, BFx, CFx, DFx, pour x= 6, 8, 10;
en fonction de critères prédéterminés de façon empirique sur un ensemble de haut-parleurs défectueux et sains.
Ces coefficients discriminants sont comparés à des plages de seuil prédéterminées de façon empirique en fonction d'études et d'analyses statistiques réalisées à partir de signaux acquis en chambre sourde, en laboratoire et dans un local réel , tel qu'une station, une rame de métro, etc.
II est à souligner que tous les défauts ne sont pas identifiés par les mêmes méthodes :
- la différenciation du défaut OFF sur les haut-parleurs est réalisée au moyen d'une simple comparaison d'une des métriques à un seuil fixé, - les haut-parleurs non diagnostiqués OFF sont classés selon le processus d'arbres de décision, - les haut-parleurs dits déphasés sont identifiés à partir du signe de la réponse impulsionnelle Ti(t).
A cette fin, les coefficients discriminants sont introduits dans trois arbres de décision 57 contenant des plages de seuil prédéterminées.
Un arbre de décision est une suite de décisions binaires qui amène l'affection du haut-parleur testé à un état déterminé parmi les états de fonctionnement prédéfinis à savoir un état sain S, un état de membrane perforée MP et un état dégradé DE. Un exemple d'arbre de décision 57 est représenté sur la figure 9.
En conséquence, au cours d'une étape 58, les trois arbres de décision affectent chacun un état de fonctionnement à chaque haut-parleur 6, 8, 10.
Au cours d'une étape 60, ces trois affectations sont introduites dans un dernier arbre de décision qui fournit par le même processus de cheminement
Les séries de coefficients obtenues sont référencées AF6, BF6, CF6, DF6.
Au cours d'une étape 56, des coefficients de distribution d'énergie dits discriminants, sont sélectionnés parmi l'ensemble des coefficients de distribution contenus dans les séries Ax, Bx, Cx, Dx, AFx, BFx, CFx, DFx, pour x= 6, 8, 10;
en fonction de critères prédéterminés de façon empirique sur un ensemble de haut-parleurs défectueux et sains.
Ces coefficients discriminants sont comparés à des plages de seuil prédéterminées de façon empirique en fonction d'études et d'analyses statistiques réalisées à partir de signaux acquis en chambre sourde, en laboratoire et dans un local réel , tel qu'une station, une rame de métro, etc.
II est à souligner que tous les défauts ne sont pas identifiés par les mêmes méthodes :
- la différenciation du défaut OFF sur les haut-parleurs est réalisée au moyen d'une simple comparaison d'une des métriques à un seuil fixé, - les haut-parleurs non diagnostiqués OFF sont classés selon le processus d'arbres de décision, - les haut-parleurs dits déphasés sont identifiés à partir du signe de la réponse impulsionnelle Ti(t).
A cette fin, les coefficients discriminants sont introduits dans trois arbres de décision 57 contenant des plages de seuil prédéterminées.
Un arbre de décision est une suite de décisions binaires qui amène l'affection du haut-parleur testé à un état déterminé parmi les états de fonctionnement prédéfinis à savoir un état sain S, un état de membrane perforée MP et un état dégradé DE. Un exemple d'arbre de décision 57 est représenté sur la figure 9.
En conséquence, au cours d'une étape 58, les trois arbres de décision affectent chacun un état de fonctionnement à chaque haut-parleur 6, 8, 10.
Au cours d'une étape 60, ces trois affectations sont introduites dans un dernier arbre de décision qui fournit par le même processus de cheminement
13 binaire, un diagnostic définitif décrivant pour chaque haut-parleur 6, 8, 10 du système de sonorisation son état de fonctionnement.
Au cours d'une étape 62, l'unité centrale 24 affiche un diagnostic sur l'écran 26 et le procédé s'arrête au cours d'une étape 64.
Avantageusement, le procédé selon l'invention fournit un diagnostic relatif au fonctionnement de chaque haut-parleur en une seule mesure. Il évite l'intervention d'un opérateur sur chaque haut-parleur.
Au cours d'une étape 62, l'unité centrale 24 affiche un diagnostic sur l'écran 26 et le procédé s'arrête au cours d'une étape 64.
Avantageusement, le procédé selon l'invention fournit un diagnostic relatif au fonctionnement de chaque haut-parleur en une seule mesure. Il évite l'intervention d'un opérateur sur chaque haut-parleur.
Claims (10)
1. Procédé de diagnostic de l'état de fonctionnement d'un système de sonorisation (4) comprenant au moins un haut-parleur (6, 8, 10) propre à être connecté à un lecteur audio (13) et agencé dans un espace (12) au moins partiellement fermé, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
- excitation (31) du ou de chaque haut-parleur (6, 8,10) à l'aide d'un signal de test (St(t)) prédéterminé ;
- diffusion (32) d'ondes acoustiques représentatives dudit signal de test (St(t)) par le ou chaque haut-parleur (6, 8, 10) dans ledit espace (12) ;
- acquisition (34) d'un signal numérique de réponse (Sr(t)) représentatif des ondes acoustiques diffusées par le ou chaque haut-parleur (6, 8, 10) dans ledit espace (12), par au moins un moyen d'acquisition d'ondes acoustiques (14);
- traitement (46, 48, 50) du signal numérique de réponse (Sr(t)) ;
- détermination (52, 53, 54) de coefficients de distribution d'énergie (ayx, byx, cyx, afyx, bfyx, cfyx, dyx, dfyx) représentatifs de la répartition d'énergie dudit signal numérique de réponse (Sr(t)), par bandes de fréquence ; et - comparaison (58, 60) desdits coefficients de distribution d'énergie (ayx, byx, cyx, afyx, bfyx, cfyx, dyx, dfyx) à des plages de seuil prédéfinies pour diagnostiquer l'état de fonctionnement (S, MP, DE, OFF, DEPH) de chaque haut-parleur (6, 8, 10).
- excitation (31) du ou de chaque haut-parleur (6, 8,10) à l'aide d'un signal de test (St(t)) prédéterminé ;
- diffusion (32) d'ondes acoustiques représentatives dudit signal de test (St(t)) par le ou chaque haut-parleur (6, 8, 10) dans ledit espace (12) ;
- acquisition (34) d'un signal numérique de réponse (Sr(t)) représentatif des ondes acoustiques diffusées par le ou chaque haut-parleur (6, 8, 10) dans ledit espace (12), par au moins un moyen d'acquisition d'ondes acoustiques (14);
- traitement (46, 48, 50) du signal numérique de réponse (Sr(t)) ;
- détermination (52, 53, 54) de coefficients de distribution d'énergie (ayx, byx, cyx, afyx, bfyx, cfyx, dyx, dfyx) représentatifs de la répartition d'énergie dudit signal numérique de réponse (Sr(t)), par bandes de fréquence ; et - comparaison (58, 60) desdits coefficients de distribution d'énergie (ayx, byx, cyx, afyx, bfyx, cfyx, dyx, dfyx) à des plages de seuil prédéfinies pour diagnostiquer l'état de fonctionnement (S, MP, DE, OFF, DEPH) de chaque haut-parleur (6, 8, 10).
2. Procédé de diagnostic selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal de test (St(t)) comprend un nombre défini (n) de séquences d'un signal pseudo aléatoire, et en ce que ladite étape de traitement (46, 48, 50) comporte les étapes suivantes :
- partitionnement temporel (46) du signal numérique de réponse (Sr(t)) en un nombre de séquences (Ss(t)) égal au nombre défini (n) de séquences du signal de test (St(t)) ;
- détermination (46) d'une séquence moyennée (Sm(t)) du signal de réponse par calcul de la moyenne point à point desdites séquences (Ss(t)) du signal numérique de réponse partitionné ; et - détermination (48) d'une séquence (Si(t)) du signal de réponse impulsionnelle à partir de ladite séquence moyennée (Sm(t)) du signal de réponse.
- partitionnement temporel (46) du signal numérique de réponse (Sr(t)) en un nombre de séquences (Ss(t)) égal au nombre défini (n) de séquences du signal de test (St(t)) ;
- détermination (46) d'une séquence moyennée (Sm(t)) du signal de réponse par calcul de la moyenne point à point desdites séquences (Ss(t)) du signal numérique de réponse partitionné ; et - détermination (48) d'une séquence (Si(t)) du signal de réponse impulsionnelle à partir de ladite séquence moyennée (Sm(t)) du signal de réponse.
3. Procédé de diagnostic selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit système de sonorisation (4) comporte plusieurs haut-parleurs (6, 8,10), et en ce que l'étape de traitement (46, 48, 50) du signal numérique de réponse (Sr(t)) comporte en outre une étape de détermination (50) des tranches (T6(t), T8(t), T10(t)) du signal (Si(t)) de réponse impulsionnelle, chaque tranche (T6(t), T8(t), T10(t)) du signal de réponse impulsionnelle étant représentative des ondes acoustiques diffusées par un unique haut-parleur (6, 8, 10) dans ledit espace (12).
4. Procédé de diagnostic selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'étape de détermination (52, 53, 54) des coefficients de distribution d'énergie (ayx, byx, cyx, afyx, bfyx, cfyx, dyx, dfyx) comprend une étape de filtrage (54) de la ou de chaque tranche (T6(t), T8(t), T10(t)) du signal de réponse impulsionnelle.
5. Procédé de diagnostic selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'étape de détermination (52, 53, 54) des coefficients de distribution d'énergie (ayx, byx, cyx, afyx, bfyx, cfyx, dyx, dfyx) comprend une étape de calcul (52) de coefficients de distribution d'énergie par tiers d'octave dans une distribution dite de Wigner - Ville, à partir de la ou de chaque tranche (T6(t), T8(t), T10(t)) du signal de réponse impulsionnelle.
6. Procédé de diagnostic selon l'une quelconque des revendications 3 à
5, caractérisé en ce que l'étape de détermination (52, 53, 54) des coefficients de distribution d'énergie (ayx, byx, cyx, afyx, bfyx, cfyx, dyx, dfyx) comprend une étape de calcul (53) de coefficients de distribution d'énergie par unité de fréquence et par unité de temps dans une distribution dite de Friedmann, à
partir de la ou de chaque tranche (T6(t), T8(t), T10(t)) du signal de réponse impulsionnelle.
5, caractérisé en ce que l'étape de détermination (52, 53, 54) des coefficients de distribution d'énergie (ayx, byx, cyx, afyx, bfyx, cfyx, dyx, dfyx) comprend une étape de calcul (53) de coefficients de distribution d'énergie par unité de fréquence et par unité de temps dans une distribution dite de Friedmann, à
partir de la ou de chaque tranche (T6(t), T8(t), T10(t)) du signal de réponse impulsionnelle.
7. Procédé de diagnostic selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte préalablement à l'étape de détermination (52, 53, 54) des coefficients de distribution d'énergie (ayx, byx, cyx, afyx, bfyx, cfyx, dyx, dfyx), les:étapes suivantes :
- mesure (38) de la distance (d1, d2, d3) entre le ou chaque haut-parleur (6, 8, 10) et le ou chaque moyen d'acquisition d'ondes acoustiques (14) ;
- calcul (40) du rendement du système de sonorisation (4) ;
- affichage (43) d'un message d'indication dudit rendement (R) et arrêt (44) du procédé de diagnostic lorsque ledit rendement (R) est inférieur à une valeur de seuil prédéfinie ; et - en ce que ledit rendement (R) est calculé à partir de la formule suivante : dans laquelle :
- R représente le rendement ;
- Nr représente le niveau sonore réceptionné par le ou les moyens d'acquisition d'ondes acoustiques (14) ;
- Ne représente le niveau sonore émis par le ou les haut-parleurs (6, 8, 10) ; et - D représente la distance ou la distance moyenne entre le ou les moyens d'acquisition d'ondes acoustiques (14) et le ou les haut-parleurs (6, 8, 10).
- mesure (38) de la distance (d1, d2, d3) entre le ou chaque haut-parleur (6, 8, 10) et le ou chaque moyen d'acquisition d'ondes acoustiques (14) ;
- calcul (40) du rendement du système de sonorisation (4) ;
- affichage (43) d'un message d'indication dudit rendement (R) et arrêt (44) du procédé de diagnostic lorsque ledit rendement (R) est inférieur à une valeur de seuil prédéfinie ; et - en ce que ledit rendement (R) est calculé à partir de la formule suivante : dans laquelle :
- R représente le rendement ;
- Nr représente le niveau sonore réceptionné par le ou les moyens d'acquisition d'ondes acoustiques (14) ;
- Ne représente le niveau sonore émis par le ou les haut-parleurs (6, 8, 10) ; et - D représente la distance ou la distance moyenne entre le ou les moyens d'acquisition d'ondes acoustiques (14) et le ou les haut-parleurs (6, 8, 10).
8. Procédé de diagnostic selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de comparaison (58, 60) est précédée par une étape de sélection (56) de coefficients discriminants parmi lesdits coefficients de distribution d'énergie (ayx, byx, cyx, afyx, bfyx, cfyx, dyx, dfyx), et en ce que l'étape de comparaison (58, 60) est réalisée à l'aide d'au moins un arbre de décision binaire (57) contenant lesdits coefficients discriminants.
9. Procédé de diagnostic selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'état de fonctionnement du système de sonorisation (4) déterminé par ledit procédé comprend un état de fonctionnement de haut-parleur (6, 8, 10) sain (S), un état de fonctionnement de haut-parleur (6, 8, 10) avec membrane perforée (MP) et un état de fonctionnement de haut-parleur (6, 8, 10) dégradé (DE).
10. Dispositif de diagnostic (2) de l'état de fonctionnement d'un système de sonorisation (4) agencé dans un espace (12) au moins partiellement fermé et comprenant au moins un haut-parleur (6, 8, 10), caractérisé en ce qu'il comporte :
- un lecteur audio (13) de qualité métrologique propre à être connecté à
chaque haut-parleur (6, 8, 10) et apte à lire un signal de test (St(t)) ;
- au moins, un moyen d'acquisition des ondes acoustiques (14) diffusées par chaque haut-parleur (6, 8, 10) dans ledit espace (12), chaque moyen d'acquisition (14) étant adapté pour transformer lesdites ondes acoustiques en un signal numérique de réponse (Sr(t));
- des moyens de mesure (28) de la ou des distances (d1, d2, d3) entre chaque haut-parleur (6, 8, 10) et chaque moyen d'acquisition (14);
- des moyens de calcul (24) propres à recevoir le signal numérique de réponse (Sr(t)) et un signal contenant les informations de distance mesurées (d1, d2, d3), lesdits moyens de calcul (24,) étant aptes à exécuter les étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, à partir du signal numérique de réponse (Sr(t)) et d'un signal contenant les informations de distance mesurées (d1, d2, d3).
- un lecteur audio (13) de qualité métrologique propre à être connecté à
chaque haut-parleur (6, 8, 10) et apte à lire un signal de test (St(t)) ;
- au moins, un moyen d'acquisition des ondes acoustiques (14) diffusées par chaque haut-parleur (6, 8, 10) dans ledit espace (12), chaque moyen d'acquisition (14) étant adapté pour transformer lesdites ondes acoustiques en un signal numérique de réponse (Sr(t));
- des moyens de mesure (28) de la ou des distances (d1, d2, d3) entre chaque haut-parleur (6, 8, 10) et chaque moyen d'acquisition (14);
- des moyens de calcul (24) propres à recevoir le signal numérique de réponse (Sr(t)) et un signal contenant les informations de distance mesurées (d1, d2, d3), lesdits moyens de calcul (24,) étant aptes à exécuter les étapes du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, à partir du signal numérique de réponse (Sr(t)) et d'un signal contenant les informations de distance mesurées (d1, d2, d3).
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0606431A FR2903853B1 (fr) | 2006-07-13 | 2006-07-13 | Procede et dispositif de diagnostic de l'etat de fonctionnement d'un systeme de sonorisation |
| FR0606431 | 2006-07-13 | ||
| PCT/FR2007/001067 WO2008006952A2 (fr) | 2006-07-13 | 2007-06-26 | Procede et dispositif de diagnostic de l'etat de fonctionnement d'un systeme de sonorisation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA2657450A1 true CA2657450A1 (fr) | 2008-01-12 |
Family
ID=37671353
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA002657450A Abandoned CA2657450A1 (fr) | 2006-07-13 | 2007-06-26 | Procede et dispositif de diagnostic de l'etat de fonctionnement d'un systeme de sonorisation |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20090304195A1 (fr) |
| EP (1) | EP2042000B1 (fr) |
| CA (1) | CA2657450A1 (fr) |
| FR (1) | FR2903853B1 (fr) |
| WO (1) | WO2008006952A2 (fr) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009033614B4 (de) * | 2009-07-17 | 2020-01-23 | Wolfgang Klippel | Anordnung und Verfahren zur Erkennung, Ortung und Klassifikation von Defekten |
| JP5197853B2 (ja) * | 2009-09-28 | 2013-05-15 | 株式会社東芝 | モニタリング装置 |
| EP2375779A3 (fr) | 2010-03-31 | 2012-01-18 | Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der Angewandten Forschung e.V. | Appareil et procédé de mesure d'une pluralité de haut-parleurs et réseau de microphones |
| CN103636236B (zh) * | 2011-07-01 | 2016-11-09 | 杜比实验室特许公司 | 音频回放系统监视 |
| CN103512650A (zh) * | 2012-06-21 | 2014-01-15 | 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 | 蜂鸣器测试电路 |
| JP6428976B2 (ja) * | 2016-10-14 | 2018-11-28 | ヤマハ株式会社 | 故障検出装置、音声入出力モジュール、緊急通報モジュール及び故障検出方法 |
| US10547940B1 (en) * | 2018-10-23 | 2020-01-28 | Unlimiter Mfa Co., Ltd. | Sound collection equipment and method for detecting the operation status of the sound collection equipment |
| US11153043B2 (en) * | 2019-10-24 | 2021-10-19 | Roku, Inc. | Measuring and evaluating a test signal generated by a device under test (DUT) |
| US11115766B1 (en) * | 2020-05-28 | 2021-09-07 | Zebra Technologies Corporation | Automated audio assembly performance assessment |
| US11202146B1 (en) * | 2020-09-03 | 2021-12-14 | Algo Communication Products Ltd. | IP speaker system |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3437303A1 (de) * | 1984-10-11 | 1986-04-24 | Licentia Gmbh | Verfahren zur messtechnischen erfassung von klirreffekten an einem elektroakustischen wandler, insbesondere lautsprecher, kopfhoerer oder dergleichen |
| IL134979A (en) * | 2000-03-09 | 2004-02-19 | Be4 Ltd | A system and method for optimizing three-dimensional hearing |
| DE10214407C1 (de) * | 2002-03-30 | 2003-06-18 | Klippel Gmbh | Anordnung und Verfahren zur Messung, Bewertung und Störungserkennung von Systemen |
-
2006
- 2006-07-13 FR FR0606431A patent/FR2903853B1/fr active Active
-
2007
- 2007-06-26 CA CA002657450A patent/CA2657450A1/fr not_active Abandoned
- 2007-06-26 US US12/373,371 patent/US20090304195A1/en not_active Abandoned
- 2007-06-26 EP EP07803779.3A patent/EP2042000B1/fr active Active
- 2007-06-26 WO PCT/FR2007/001067 patent/WO2008006952A2/fr active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2008006952A3 (fr) | 2008-02-28 |
| EP2042000A2 (fr) | 2009-04-01 |
| US20090304195A1 (en) | 2009-12-10 |
| WO2008006952A2 (fr) | 2008-01-17 |
| EP2042000B1 (fr) | 2016-08-10 |
| FR2903853B1 (fr) | 2008-10-17 |
| FR2903853A1 (fr) | 2008-01-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2042000B1 (fr) | Procede et dispositif de diagnostic de l'etat de fonctionnement d'un systeme de sonorisation | |
| CA2197166C (fr) | Systeme de spatialisation sonore, et procede de personnalisation pour sa mise en oeuvre | |
| Rempel et al. | Comparison of audio recording system performance for detecting and monitoring songbirds | |
| EP3807669B1 (fr) | Localisation de sources sonores dans un environnement acoustique donné | |
| FR2995754A1 (fr) | Calibration optimisee d'un systeme de restitution sonore multi haut-parleurs | |
| CN103165136A (zh) | 音频处理方法及音频处理设备 | |
| FR2997257A1 (fr) | Systeme et procede de test d'un equipement audio | |
| CA3123970A1 (fr) | Mesure temporelle a haute precision d'evenements vibro-acoustiques en synchronisation avec un signal sonore sur dispositif a ecran tactile | |
| FR2932920A1 (fr) | Procede et appareil de mesure de l'intelligibilite d'un dispositif de diffusion sonore | |
| EP3635718A1 (fr) | Traitement de donnees sonores pour une separation de sources sonores dans un signal multicanal | |
| JP4267463B2 (ja) | 音声コンテンツを特定する方法、音声信号の記録の一部分を特定する特徴を形成する方法およびシステム、音声ストリームが音声信号の既知の記録の少なくとも一部分を含んでいるか否かを判断する方法、コンピュータ・プログラム、音声信号の記録を特定するシステム | |
| Ollivier et al. | Noise robust bird call localisation using the generalised cross-correlation with phase transform in the wavelet domain | |
| FR2858403A1 (fr) | Systeme et procede de determination d'une representation d'un champ acoustique | |
| FR3090179A1 (fr) | Procédé d’interpolation d’un champ sonore, produit programme d’ordinateur et dispositif correspondants. | |
| CN113287169A (zh) | 用于盲源分离和再混音的装置、方法和计算机程序 | |
| EP3232212B1 (fr) | Système et procédé de détection d'un arc électrique | |
| FR3112017A1 (fr) | Equipement électronique comprenant un simulateur de distorsion | |
| FR3003114A1 (fr) | Procede et systeme de test d'un appareil audio | |
| JP4513796B2 (ja) | 異常監視装置 | |
| CN111314536B (zh) | 一种用于检测终端设备的收听模块的方法及设备 | |
| JP6370725B2 (ja) | 漏水判定のための波形データ収集装置、漏水判定装置、漏水判定システム、およびプログラム | |
| FR3087076A1 (fr) | Procede et dispositif de controle de la distorsion d’un systeme de haut-parleurs embarque dans un vehicule | |
| FR3039026A1 (fr) | Methode pour transmettre une information a enregistrer | |
| WO2011048036A1 (fr) | Procédé de détection de la position d'un front d'onde correspondant à un évènement dans un signal reçu par un détecteur | |
| JP5480842B2 (ja) | クリップノイズ検出装置、クリップノイズ検出方法、プログラム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EEER | Examination request | ||
| FZDE | Dead |
Effective date: 20160627 |