EP0692923B1 - Système de prise de son sélective pour environnement réverbérant et bruyant - Google Patents

Système de prise de son sélective pour environnement réverbérant et bruyant Download PDF

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EP0692923B1
EP0692923B1 EP95401673A EP95401673A EP0692923B1 EP 0692923 B1 EP0692923 B1 EP 0692923B1 EP 95401673 A EP95401673 A EP 95401673A EP 95401673 A EP95401673 A EP 95401673A EP 0692923 B1 EP0692923 B1 EP 0692923B1
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EP
European Patent Office
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electro
acoustic
transducers
acoustic transducers
antenna
Prior art date
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Application number
EP95401673A
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German (de)
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EP0692923A1 (fr
Inventor
Yannick Mahieux
Grégoire Le Tourneur
Alain Saliou
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Orange SA
Original Assignee
France Telecom SA
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Filing date
Publication date
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/32—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
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    • H04R1/406—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by combining a number of identical transducers microphones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04R3/00—Circuits for transducers
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    • H04R2201/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/40—Details of arrangements for obtaining desired directional characteristic by combining a number of identical transducers covered by H04R1/40 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/405—Non-uniform arrays of transducers or a plurality of uniform arrays with different transducer spacing

Definitions

  • the invention relates to a sound recording system. selective for reverberant and noisy environment.
  • a more effective technique for solving aforementioned problems, posed by the taking of its distant, consists in making an acoustic antenna, which is made up of a network of microphones whose output signals are summed. These microphones are advantageously arranged so that the signals useful sounds reach all of them at the same time are therefore summed in phase. Useful speech or signal is thus privileged compared to the parasitic signals due to the reverberation and noise sources.
  • the antenna technique acoustic resembles known training techniques radio antenna tracks.
  • this technique poses problems specific due, on the one hand, to sound signals belonging to a broadband frequency spectrum, occupying several octaves for example from 100 Hz to 7500 Hz and, on the other hand, the presence of sound sources in the field close, for which the wave propagation hypothesis sound, by plane waves, is not checked.
  • one solution consists in breaking it down into sub-antennas, each characterized by a specific spacing between sensors or microphones and dedicated to a part of the overall frequency band. .
  • the output signals of the sub-antennas are obtained by summing the signals delivered by the sensors.
  • the limitation of each sub-antenna to its frequency band is then carried out by a bank of band-pass filters.
  • Such a device has been described in particular in the article published by Y. MAHIEUX, G. LE TOURNEUR, A. GILLOIRE, A. SA-LIOU, JP.
  • the acoustic antenna must, to allow a easy industrialization and marketing, be easy to install on any type of terminal in the absence of significant modification of it.
  • the selective sound recording system for the environment reverberant and noisy, object of the present invention includes a plurality of electro-acoustic transducers intended to receive useful sound signals in phase coming from the same useful speech area, these sound signals useful being summed in phase and the sound signals coming from of zones other than the useful zone being summed in phase inconsistency to select sound signals from the useful speech area.
  • each transducer electro-acoustic is oriented towards the useful area of locution and delivers an analog sound signal, the whole air and electro-acoustic transducers forming an acoustic antenna.
  • Partial summation circuits of a plurality of analog sound signals delivered by each of the electro-acoustic transducers are provided, according to a determined arrangement, to form from transducers electro-acoustic, a plurality of acoustic antennas elementary, each delivering an analog signal resulting elementary sound and summation circuits resulting elementary analog sound signals allow to generate a representative sound signal of the sound signal coming from the useful speech area.
  • the selective sound recording system for the environment reverberant and noisy, object of the invention finds application in new telecommunication services such as teleconferencing, hands-free calling as well as multimedia computing and tele-computing.
  • FIG. 1a A more detailed description of the plug system of its selective for reverberant and noisy environment, in accordance with the object of the present invention, will now be given in connection with FIG. 1a.
  • the system which is the subject of the present invention comprises a plurality of electro-acoustic transducers, denoted M 0 to M 10 , intended to receive useful sound signals in phase originating from the same useful speech area, denoted L in the above figure.
  • the electro-acoustic transducers M 0 to M 10 are constituted for example by microphones and are intended to receive the useful signals summed in phase, the sound signals coming from zones other than the useful zone L being summed in phase inconsistency to select the audio signals from the aforementioned useful speech area.
  • the electro-acoustic transducers M 0 to M 10 are of the substantially unidirectional type, these microphones having a spatial sensitivity diagram of the cardioid type for example.
  • the system which is the subject of the present invention, it comprises in combination an aerial, denoted 1, formed by a part of concave cylindrical surface, this surface being denoted S in FIG. 1a.
  • the concavity of the cylindrical surface S is oriented towards the useful locution area L and the plurality of electro-acoustic transducers M 0 to M 10 is distributed over and in the vicinity of the above-mentioned cylindrical surface S.
  • Each transducer M 0 to M 10 is oriented towards the useful locution area L and delivers an analog sound signal, all of the aerial and electro-acoustic transducers M 0 to M 10 forming an acoustic antenna.
  • the analog sound signals delivered by each electro-acoustic transducer are noted respectively s0 to s10.
  • each electro-acoustic transducer is connected to a preamplifier, denoted A 0 to A 10 , which delivers an amplified sound analog signal, denoted S 0 to S 10 .
  • Partial summation circuits of a plurality of the aforementioned analog sound signals are provided, these circuits bearing the reference 2 1 , 2 2 , 2 3 and 2 4 in the figure 1.
  • the partial summation of the plurality of amplified analog sound signals S 0 to S 10 is carried out according to a determined arrangement of these signals, which makes it possible to form, from the aforementioned electro-acoustic transducers, a plurality of elementary acoustic antennas , more commonly referred to as sub-antennas, each sub-antenna delivering a resulting elementary analog sound signal.
  • These signals being noted SA 1 , SA 2 , SA 3 and SA 4 in FIG. 1a.
  • the resulting analog signals SA 1 to SA 4 delivered by the aforementioned summing circuits 2 1 to 2 4 in the form of analog signals can be kept in this form.
  • a circuit 5 of summation of these resulting elementary analog sound signals is provided to generate an analog sound signal resulting representative of the sound signal coming from the useful speech area L previously. mentioned. This signal is noted SUL in FIG. 1a.
  • each of the resulting elementary signals SA 1 to SA 4 is successively subjected to an analog to digital conversion process by means of analog digital converters 3 1 to 3 4 , then to filtering by means of digital filters, denoted 4 1 to 4 4 .
  • analog to digital conversion and digital filtering processes can be carried out by conventional type processes but nevertheless make it possible to improve the overall performance of the antenna, as will be described later in the description.
  • the summing circuit 5 can be produced in digital form.
  • the selective sound pickup system object of the present invention, is designed so that the spacings between electro-acoustic transducers M 0 to M 10 are chosen so that the total number of transducers electro-acoustic aforementioned is minimized, thereby creating a so-called logarithmic spacing antenna.
  • the electro-acoustic transducers can be distributed so as to present a central transducer, the transducer M 0 , as well as transducers adjacent to this central transducer, arranged on the aerial 1 symmetrically with respect to the transducer central M 0 .
  • the transducer M 1 is distant from the central transducer M 0 by a distance of 2.5 cm
  • the transducer M 3 is distant from the transducer M 1 by the same distance of 2.5 cm
  • the transducer M 5 is distant from the transducer M 3 by a distance of 5 cm
  • the transducer M 7 is distant from the transducer M 5 by a distance of 10 cm, these transducers being placed on a guideline of the surface S previously cited.
  • the transducers of even index M 2 to M 8 are symmetrical with respect to the central transducer M 0 with respect to the corresponding transducers M 1 to M 7 .
  • At least two of the electro-acoustic transducers are located in the vicinity of the surface S but are mechanically decoupled from the aerial 1.
  • the most extreme electro-acoustic transducers such as the transducers M 9 and M 10
  • the most extreme electro-acoustic transducers are placed at a distance of approximately 30 cm from the extreme transducers located on the aerial 1, that is to say the transducers M 7 and M 8 .
  • the most extreme transducers M 9 and M 10 can be placed on a generating line from the surface S, close to the generating lines of this same surface S supporting the extreme transducers M 7 and M 8 placed on the aerial 1. It is understood, as shown in FIG.
  • the distance from the most extreme transducers M 9 and M 10 relative to the extreme transducers of the aerial 1, the transducers M 7 and M 8 , in the direction of a guideline of the surface S, may be very small, of the order of 4 to 5 cm, which consequently reduces the size of the acoustic antenna thus formed while maintaining the distance condition between the most extreme transducers M 9 and M 10 and the extreme transducers of the aerial 1, M 7 and M 8 .
  • electro-acoustic transducers or microphones directly affects antenna performance acoustic thus produced.
  • the physical size of this antenna must be as high as possible to allow the best possible spatial selectivity.
  • the electro-acoustic transducers are distributed into a first, M 0 to M 8 , and into a second group, M 9 and M 10 , of electro-acoustic transducers.
  • the electro-acoustic transducers M 0 to M 8 of the first group are in odd number and aligned on a line of the curvilinear surface S parallel to a guideline of the cylindrical part, the guideline Dir 1 in FIGS. 1b and 1c. It will of course be understood that the electro-acoustic transducers of the first group are placed symmetrically with respect to a plane of symmetry containing a generating line, the line G 0 in FIGS. 1b and 1c, of the cylindrical surface S, this plane of symmetry containing also the central electro-acoustic transducer M 0 .
  • the transducers M 9 and M 10 are distributed over one or more guidelines of the aforementioned concave cylindrical surface S.
  • the transducers of the second group M 9 and M 10 can be placed on a common guideline Dir 2 of the surface S, each of them being placed on a separate generating line G 9 , respectively G 10 . It is understood that in the embodiment of FIG. 1b, the condition of distance between the most extreme electro-acoustic transducers M 9 , M 10 relative to the extreme transducers of the aerial 1, M 7 and M 8 , is satisfied without, however, the overall size of the acoustic antenna thus formed is unacceptably increased.
  • the transducers of the first group, M 0 to M 8 are of course always placed on a guideline, the line Dir 1 of the surface S, this guideline being this times vertical.
  • the transducers of the second group, M 9 and M 10 can advantageously be placed on the same guideline Dir 2, and on two separate generating lines, denoted G 9 and G 10 , which of course makes it possible to satisfy at the distance condition of the most extreme electro-acoustic transducers M 9 and M 10 from the extreme transducers M 7 and M 8 of aerial 1, without however excessively increasing the overall size of the acoustic antenna thus constituted.
  • the electro-acoustic transducer M 10 for example can be placed on the generating line G 10 symmetrically to the electro-acoustic transducer M 9 with respect to the generating line G 0 .
  • electro-acoustic transducers being arranged as shown in FIGS. 1a and in particular 1b and 1c, it is indicated that each is connected to an electronic gain adjustable preamplifier, noted A 0 to A 10 , this type of preamplifier being able to be trained by an operational pre-amplifier for example.
  • sub-antenna 1, sub-antenna 2, sub-antenna 3 and sub-antenna 4 respectively deliver the resulting elementary analog sound signals, ie the signals SA 1 , SA 2 , SA 3 , SA 4 previously mentioned.
  • connection matrix advantageously comprising a battery of twelve preamplifiers in parallel, denoted A 0 to A 11 , each adjustable gain preamplifier being connected via a connection matrix as shown in FIG. 2, to the four summing circuits, denoted 2 1 to 2 4 .
  • the channel formed by the preamplifier A 11 can be a free channel, this for convenience being provided and which can then be connected to the reference voltage of the device.
  • Each summing circuit 2 1 to 2 4 can be constituted, as shown in FIG.
  • each elementary acoustic antenna or aforementioned sub-antenna is further associated with a means of low pass, band pass or high pass frequency filtering depending on the rank of the aforementioned sub-antenna, the bands frequencies transmitted by each filter associated with a elementary acoustic antenna being offset so as to cover a resulting bandwidth covering frequencies for example between 25 Hz and 7500 Hz.
  • the mode actual filtering procedure will be described later in the description.
  • acoustic antenna object of the present invention, indicates that this, in order to obtain implementation costs as low as possible, uses transducers electro-acoustic consisting of capsules microphones of bare electret type in place of complete sensors usually comprising, in addition to the actual capsule or sensitive microphone element, protective shielding, fixing device and connection elements and a housing for power supply electric.
  • the aerial 1 or part of a cylindrical surface is formed by a frame, denoted 10, of substantially rectangular shape made of plastic material.
  • This frame 10 is provided with spacers 100 and facing teeth 101, 102 formed in the plane of the frame 10 previously mentioned.
  • Two opposite teeth form a housing intended to receive an electro-acoustic transducer, that is to say the microphone capsules M 0 to M 8 previously mentioned in the description.
  • the frame 10 is bent so as to form the cylindrical surface part mentioned above.
  • the acoustic antenna object of this invention, comprises, at level 1, a shield electromagnetic to ensure immunity of electro-acoustic transducers to noise or disturbance electro-magnetic.
  • the shielding electro-magnetic consists of a metal grid, in fact by two metal grids bearing the references 103 and 104, these grids covering the concave part and the convex part of the cylindrical surface part, i.e. finally the rectangular frame 10 previously mentioned, and of course, the electro-acoustic transducers when these have been placed in the planned accommodation and intended to receive them.
  • the metal grid 103, 104 is electrically connected to the electrical potential of reference of electro-acoustic transducers.
  • the assembly of the aerial 1 is carried out by means of four rods, also made of plastic, carrying the references 105, 106, 107 and 108, these rods in material plastic with a suitable shape to ensure the assembly of the frame 10, provided with its electro-acoustic transducers and electromagnetic shielding grids 103 and 104 overlapping, the rods then being fixed to the periphery of the frame 10 to form a compact unit.
  • the said rods are fixed by screws for example to frame 10.
  • the main role of the frame 10 is to maintain the electro-acoustic transducers M 0 to M 8 .
  • the geometry of the latter therefore corresponds to that of the aerial 1 and of the antenna, the plastic mount constituting the frame therefore being curved in a semicircle as shown more significantly in FIG. 4b.
  • the structure shown in Figure 4b for the frame 10 has the advantage of good solidity in the longitudinal direction and an acoustic transparency, the mechanical structure thus formed does not cause degradation of the acoustic characteristics of the electro-acoustic transducers inserted in the housings formed between two teeth 101, 102.
  • Frame 10 can be made of PVC (polychloride vinyl), impact-resistant atactic polymer material and abrasion and whose machining is easy.
  • the four rods previously mentioned 105, 106, 107, 108 thus surround frame 10 by strengthening the mechanical strength of this latest.
  • Frame 10 is the part of the mechanical assembly which has the most effect on acoustic transparency. This transparency can only be obtained if frame 10 is the as hollowed out as possible so that the capsules are released from the material structure of the latter. Indeed, otherwise, the sound field disturbances modify the specific directional characteristics of electret capsules. This is the reason why the frame 10 as shown in Figures 4a and 4b shows the structure hollowed out between the teeth and the spacers previously mentioned. Laboratory tests have shown than electrets with a sensitivity diagram of cardioid type became omnidirectional in case, no precautions being taken, these were inserted in a full structure frame.
  • the length L of the frame 10, that is to say the longitudinal dimension of it, corresponds to the opening of the acoustic antenna.
  • the width 1 meets mechanical considerations such as maintaining electro-acoustic, acoustic transducers and aesthetic.
  • the thickness h of the frame 10 is equal to that of the electret capsule inserted in each housing formed between two teeth 101, 102.
  • Maintaining the microphone capsules can be ensured by truncated triangle shapes at the end of the teeth 101, 102, the truncation of each triangle can be rounded by drilling.
  • the diameter of drilling is then chosen so as to allow attachment to force electret capsules in the housing as well formed at the end of the teeth 101, 102. This machining and the method of attachment of each capsule are identical for all capsules.
  • the solidity of the frame 10 is obtained by the conservation of the material constituting the spacers 100 of width equal for example to 5 mm. These spacers forming stiffeners are four in number and can be advantageously located on the abscissa ⁇ 5 cm, ⁇ 10 cm on the semicircle taking as origin the position of the central electro-acoustic transducer M 0 . In the central part of the antenna and consequently of the frame 10, it is not necessary to provide a stiffener or spacers 100 because of the short distance between microphones and the allocation of these at high frequencies. Indeed, the directivity disturbances of the electro-acoustic transducers due to obstacles, are stronger at high frequencies than at low frequencies.
  • the recesses can be made on one piece straight before bending, the radius of curvature of the frame 10 then being obtained by hot bending.
  • the rods 105, 106, 107, 108 can be formed in a copolymer material called impact polystyrene (SB). Of U-shaped section, the rods are formed by the four aforementioned elements, which surround the frame 10 and are attached to it. The main role of the rushes is to reinforce the mechanical rigidity of the assembly.
  • the rushes 105, 106, 107 and 108 can be produced by thermoforming, technique applicable to thermoplastics such as impact polystyrene, while allowing forming rods of small size but having good mechanical strength.
  • electromagnetic shielding grids 103 and 104 it is indicated that these are made necessary due to lack of shielding specific to each electro-acoustic transducer used.
  • the absence of an electromagnetic shielding has for effect of introducing harmful lines at 50 Hz and harmonics of this frequency in the signal spectrum of unshielded electro-acoustic antenna output.
  • the the aforementioned electromagnetic shielding grids allow to suppress such a harmful phenomenon.
  • the the aforementioned grids must be acoustically transparent, easy to implement and perfectly match the mechanical structure of the air 1.
  • the two electro-magnetic shielding grids 103 and 104 are formed by two tinned metal grids surrounding frame 10 of aerial 1.
  • the two grids above overlap at the ends of the frame 10 and the electrical mass of each electret capsule forming transducer electro-acoustic is connected to the aforementioned grids by a ground wire.
  • Grids 103 and 104 are made of expanded metal micro-meshes of a material such as brass, of length 490 mm and 40 mm wide, and have openings in diamond shape of dimensions 1.45 x 0.25 mm. Their thickness is 0.2 mm and therefore has a fineness which allows to follow the shape of the mechanical structure of overhead 1, electrical contact being provided at the end of the last. Grid mesh dimensions above are entirely satisfactory to ensure a effective electromagnetic shielding.
  • the metal grids forming the electromagnetic shielding previously cited also have a very good quality of acoustic transparency. This condition is checked due to the empty / full ratio of the grid, which is well above 50%.
  • the aerial 1 can then be installed for example on the video monitor of a workstation thanks to a support 110, as shown in the above figure, which includes an air attachment claw 10, noted 111, the assembly being mounted on a ball joint 112 allowing the orientation of the aerial and in particular of the axis of symmetry of it towards the locution zone L.
  • the claw 111 is formed by a double clamp which encloses the aerial 1 at the rushes.
  • the ball 112 is formed by a ball lockable with screws, allowing orientation on demand. The fineness of the frame ensures acoustic transparency from the whole.
  • FIG. 4d a view of the complete aerial 1, the capsules being put in place but the electro-magnetic shielding grid 104 being eliminated in order to show the interior aspect of the whole.
  • the two most extreme electro-acoustic transducers, M 9 and M 10 these can be placed in a structure similar to the frame 10 shown in FIG. 4b but of greatly reduced dimensions since it suffices that the corresponding structure actually has a single pair of teeth 101, 102 to ensure the establishment of the electret capsule forming the electro-acoustic transducer. It is then indicated that the elementary aerials thus formed, for the electro-acoustic transducers M 9 and M 10 , can be placed on one or the sides of the video monitor of a multimedia work station for example, as will be described later in the description, the only condition to be observed being the distance condition D of the order of 30 cm with respect to the aerial 1. It is in fact indicated that the electro-acoustic transducers M 9 and M 10 are intended for low frequencies for which positioning errors are less critical.
  • the pre-amplifiers A 0 to A 10 can be produced by operational amplifiers as already mentioned previously in the description.
  • these pre-amplifiers could be the subject of a differential type mounting, each pre-amplifier having a gain adjustment making it possible to compensate for the differences in efficiency of the different electret capsules.
  • This type of differential assembly will not be described in detail since it may correspond to a conventional type diagram normally used to supply and discriminate the analog sound signals delivered by an electret capsule normally used in the corresponding technique.
  • each summing circuit 2 1 , 2 2 , 2 3 , 2 4 is followed for example in a block diagram by an analog-to-digital converter 3 1 , 3 2 , 3 3 , 3 4 and connected in cascade to each of these analog digital converters by a filter 4 1 , 4 2 , 4 3 , 4 4 .
  • the output of each filter is then connected to the summing circuit 5 making it possible to deliver the resulting analog sound signal SUL.
  • each sub-antenna SA 1 , SA 2 , SA 3 , SA 4 are each delivered to an analog low-pass filter with cut-off frequency 7 kHz, each of the analog filters delivering a corresponding filtered signal, noted SA 1 * , SA 2 * , SA 3 * , SA 4 * .
  • the analog-to-digital conversion of the above-mentioned filtered signals is carried out by means of dual-channel analog digital converters, marketed for example under the brand CRYSTAL reference 5356, these two-channel converters, two in number and bearing, by similarity to FIG.
  • a time multiplexing circuit is provided, which receives the aforementioned signals delivered by the two analog digital converters 3 1,2 , respectively 3 3,4 , this multiplexing circuit delivering the various aforementioned frames to a signal processor of the TMS 320C50 type marketed. by TEXAS INSTRUMENTS.
  • An oscillator at 49.152 MHz makes it possible to control a time base making it possible to deliver signals of sampling frequency to the aforementioned analog digital converters.
  • a digital analog converter circuit of the type marketed for example under the brand CRYSTAL reference 4328 makes it possible to restore the signal in analog form, the summation being carried out beforehand within the signal processor.
  • the analog-to-digital conversion carried out by the converters 3 1,2 and 3 3,4 is carried out at the same time from the same sampling clock signal CLK delivered by the time base in order to respect the perfect synchronism between the different sub- antennas.
  • Each of the aforementioned analog digital converters 3 1,2 respectively 3 3,4 delivers the digitized data on an independent serial train.
  • the processing processor digital allows you to perform the various operations of digital filtering on multiplexing on trains digital data each corresponding to the data and therefore to the signals delivered by each of the sub-antennas.
  • the multiplexing is thus carried out without shifting the sampling clock signals through realization a specific time base with a tracking system start of frame, in order to find the related signals to each channel in the corresponding order for the same given sampling instant.
  • the operation of the assembly is as follows: following the appearance of the FSR signal, the recording of each train corresponding to a sampling instant is done at the signal processor level, then on interruption caused at the signal processor level, the filtering processing is carried out by the latter, the Iack signal representing a response to this interrupt and therefore the filtering performed for each of the data streams represented by the signal Drr.
  • the signals delivered by the signal processor, in which a summons has been performed, are then subjected to digital conversion analog.
  • the filtering performed by the signal processor is realized in the form digital rather than analog filtering for design flexibility reasons.
  • the sum of the filters applied to each of the corresponding signals delivered by the sub-antennas is equal to unity for all frequencies, these filters should not introduce any degradation of the signal.
  • These filters are also limited in size in order to maintain a reasonable complexity of calculations.
  • Filters can be designed according to different criteria.
  • each filter thus produced by filtering by the signal processor is a bandpass type filter classic whose cutoff frequencies are chosen so that each sub-antenna is limited to its band of natural frequencies.
  • Figure 6a presents the responses in frequencies of the filters thus retained.
  • RIF finite impulse response filters having by example 31 coefficients.
  • These filters are then synthesized using a standard filter design procedure RIF.
  • An iterative algorithm ensures that the sum of the filters is equal to unity for all frequencies, the function of transfer of each of the filters being well limited to its own frequency band.
  • a second approach consists in implementing filters so as to minimize a determined criterion, which can for example correspond to minimizing the energy received outside the speaker's area.
  • a determined criterion which can for example correspond to minimizing the energy received outside the speaker's area.
  • Figure 6b shows the frequency responses of the filters resulting from the above optimization.
  • the filters thus produced make it possible to minimize the energy received from directions external to the useful opening area defined as an area of ⁇ 60 ° in the plane containing the electro-acoustic transducers M 0 to M 8 .
  • These filters have a length of 128 coefficients.
  • the second embodiment as shown in Figure 6b increases the directivity of the antenna under the conditions previously indicated.
  • the aerial 1 is placed laterally to the video display monitor on one of the sides thereof, the aerial 1 then being fixed on the side of the latter at by means of a suction cup system for example or the like.
  • the electro-acoustic transducers M 9 and M 10 can on the contrary be placed symmetrically with respect to the plane of symmetry P of the aerial 1 on two generating lines G 10 , G 9 of the convex surface S.
  • an electro-acoustic transducer M 11 belonging to the first sub-antenna, band 1 in FIG. 6a can be placed at the top of the video display monitor, midway between the aerial 1 and the electro-acoustic transducers M 9 , M 10 in order to improve the overall performance of the antenna.
  • the acoustic antenna object of the present invention is particularly advantageous insofar as it allows a selective sound which favors the user by greatly reducing noise-related damage ambient and room effect. Compared to a microphone unique, current classic solution, gain in selectivity spatial is important as well as noise reduction internal to the sensor.
  • the space requirements of the air 1 are not excessive compared to the solution of using a single microphone.
  • analog-to-digital conversion and the digital processing can be easily integrated into an echo control and coding system.

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Description

L'invention concerne un système de prise de son sélective pour environnement réverbérant et bruyant.
Dans les services de télécommunication les plus récents, tels que les services de téléconférence, téléphonie mains libres, ainsi que dans les applications informatiques postes de travail multimédia, la prise de son est systématiquement perturbée par l'environnement acoustique, car la distance séparant le locuteur du système de prise de son est bien plus importante qu'en téléphonie classique. Ainsi, avant d'être transmis, le message sonore, auquel s'ajoute le bruit ambiant, est modifié et perturbé par l'effet de salle, ou phénomène de réverbération.
Ce phénomène, ainsi que l'importance relative plus grande du bruit, par rapport à une prise de son proche, réduisent l'intelligibilité du message transmis et donnent une impression d'éloignement à l'écoute.
De plus, lorsque deux salles en téléconférence sont interconnectées, le signal provenant de la salle distante est réinjecté dans le système de prise de son. Ce couplage acoustique est à l'origine du phénomène d'écho et des instabilités de la boucle électro-acoustique, connus sous le nom d'effet Larsen.
A la différence de la prise de son en studio, les applications précédemment citées se déroulent dans des environnements sonores non contrôlés du point de vue acoustique et plus bruyants, en particulier dans le cas des stations de travail multimédia.
Afin de réduire ces effets très gênants, l'on peut envisager d'utiliser des microphones directionnels dont le diagramme de sensibilité acoustique privilégie la direction de la source utile par rapport aux autres directions, sources de bruits incontrôlés. Toutefois, la sélectivité spatiale de ce type de capteur classique, dont le diagramme de sensibilité acoustique est de type cardioïde par exemple, est insuffisante pour obtenir une diminution satisfaisante du bruit et de l'effet de salle.
Une technique plus efficace pour résoudre les problèmes précités, posés par la prise de son éloignée, consiste à réaliser une antenne acoustique, laquelle est en fait constituée par un réseau de microphones dont les signaux de sortie sont sommés. Ces microphones sont, de manière avantageuse, disposés de telle sorte que les signaux sonores utiles parviennent en même temps sur chacun d'eux et soient donc sommés en phase. La parole ou signal utile est ainsi privilégiée par rapport aux signaux parasites dûs à la réverbération et aux sources de bruit.
Différents types d'antenne acoustique ont été décrits dans les documents ci-après :
  • Le document US-A-4 723 294 décrit la création, dans une antenne acoustique, la subdivision des microphones en microphones source et microphones bruit. Toutefois, la disposition des microphones sur un aérien à surface concave n'est pas décrite.
  • Le document US-A-4 703 506 décrit la création, dans une antenne acoustique, de trois antennes acoustiques élémentaires, par regroupement de microphones et pondération des signaux délivrés par les antennes acoustiques élémentaires, afin d'obtenir un diagramme de directivité. Ce document ne suggère pas la mise en oeuvre d'un aérien concave.
  • Le document FR-A-2 559 325 décrit une antenne acoustique semi-circulaire utilisée en environnement bruyant, dans l'habitacle d'un véhicule automobile, pour la commande vocale. Dans un mode de réalisation particulier, deux antennes semi-circulaires décalées sont utilisées, leurs signaux étant traités par la somme et la différence, pour reconstituer l'information de pression acoustique et de vitesse du signal sonore.
D'une manière générale, la technique des antennes acoustiques s'apparente aux techniques connues de formation de voies des antennes radio-électriques.
Toutefois, cette technique pose des problèmes spécifiques en raison, d'une part, de signaux sonores appartenant à un spectre de fréquences à large bande, occupant plusieurs octaves par exemple de 100 Hz à 7500 Hz et, d'autre part, de la présence de sources sonores en champ proche, pour lequel l'hypothèse de propagation des ondes sonores, par ondes planes, n'est pas vérifiée.
Afin de conserver à l'antenne des performances constantes en fonction de la fréquence, une solution consiste à décomposer celle-ci en sous-antennes, chacune caractérisée par un espacement spécifique entre capteurs ou microphones et dédiée à une partie de la bande de fréquences globale. Les signaux de sortie des sous-antennes sont obtenus par sommation des signaux délivrés par les capteurs. La limitation de chaque sous-antenne à sa bande de fréquences est ensuite effectuée par un banc de filtres passe-bande.
Un tel dispositif a été décrit notamment dans l'article publié par Y. MAHIEUX, G. LE TOURNEUR, A. GILLOIRE, A. SA-LIOU, J-P. JULLIEN, CNET LAA/TSS/CMC - Route de Trégastel, BP 40 - LANNION CEDEX, France, et intitulé "A microphone array for multimedia workstations". Third international Workshop on Acoustic Control, Plestin-les-Grèves, France. Septembre 1993.
Le système décrit par l'article précité donne satisfaction.
Toutefois, la réalisation pratique d'un tel système à l'échelle industrielle pose de nombreux problèmes. En particulier, la disposition des microphones ou capteurs acoustiques influe directement sur les performances de l'antenne acoustique. Vis-à-vis de la longueur d'onde, la taille physique de cette antenne acoustique doit être la plus élevée possible, afin de permettre une bonne directivité spatiale. Une telle caractéristique pose de nombreux problèmes, en particulier dans le domaine des basses fréquences.
L'exigence précédente est d'autant plus difficile à satisfaire dans les applications relatives aux stations de travail multimédia, les dimensions hors tout de l'antenne ne pouvant raisonnablement excéder celles du moniteur d'affichage vidéo.
Enfin, l'antenne acoustique doit, pour permettre une industrialisation et une commercialisation faciles, être aisée à installer sur tout type de terminal en l'absence de modification importante de celui-ci.
Le système de prise de son sélectif pour environnement réverbérant et bruyant, objet de la présente invention, comporte une pluralité de transducteurs électro-acoustiques destinés à recevoir des signaux sonores utiles en phase issus d'une même zone utile de locution, ces signaux sonores utiles étant sommés en phase et les signaux sonores provenant de zones autres que la zone utile étant sommés en incohérence de phase pour sélectionner les signaux sonores issus de la zone utile de locution.
Il est remarquable en ce qu'il comporte, en combinaison, un aérien formé par une partie de surface cylindrique concave. La concavité de la surface cylindrique est orientée vers la zone utile de locution et la pluralité de transducteurs électro-acoustiques est répartie sur et au voisinage de la surface cylindrique. Chaque transducteur électro-acoustique est orienté vers la zone utile de locution et délivre un signal analogique sonore, l'ensemble de l'aérien et des transducteurs électro-acoustiques formant une antenne acoustique.
Des circuits de sommation partielle d'une pluralité de signaux analogiques sonores délivrés par chacun des transducteurs électro-acoustiques sont prévus, selon un arrangement déterminé, pour former à partir des transducteurs électro-acoustiques, une pluralité d'antennes acoustiques élémentaires, délivrant chacune un signal analogique sonore élémentaire résultant et des circuits de sommation des signaux analogiques sonores élémentaires résultants permettent d'engendrer un signal sonore résultant représentatif du signal sonore issu de la zone utile de locution.
Le système de prise de son sélective pour environnement réverbérant et bruyant, objet de l'invention, trouve application dans les nouveaux services de télécommunication tels que téléconférence, téléphonie mains libres ainsi qu'à l'informatique multimédia et à la télé-informatique.
Une description plus détaillée du système de prise de son sélective, objet de la présente invention, sera donnée ci-après en liaison avec les dessins dans lesquels :
  • la figure la représente un schéma de principe du système de prise de son sélective, objet de la présente invention,
  • les figures 1b et 1c représentent un premier respectivement un deuxième mode d'agencement de transducteurs électro-acoustiques susceptibles d'être utilisés pour réaliser une antenne acoustique conforme à l'objet de la présente invention,
  • la figure 2 représente un schéma de principe de circuits analogiques de sommation partielle permettant de constituer une pluralité d'antennes acoustiques élémentaires,
  • la figure 3 représente un détail de réalisation d'un circuit de mixage,
  • la figure 4a représente les éléments mécaniques en vue éclatée, permettant la réalisation de la structure mécanique de l'aérien,
  • la figure 4b représente une vue en perspective de l'élément central au cadre de la structure mécanique de l'aérien,
  • la figure 4c représente un mode de réalisation particulier avantageux du support mécanique de l'aérien,
  • la figure 4d représente une vue de face de l'antenne acoustique selon l'invention, après montage,
  • la figure 5a représente un schéma synoptique illustratif du processus de filtrage appliqué, en technique numérique, aux signaux délivrés par chaque antenne élémentaire,
  • la figure 5b représente un chronogramme d'un circuit d'interfaçage série des circuits de sommation des signaux analogiques sonores résultants,
  • les figures 6a et 6b représentent un diagramme gain/fréquence de réponse en fréquence de filtres correspondant à une découpe classique et à une découpe optimisée en bandes élémentaires respectivement,
  • les figures 7a et 7b illustrent chacune une application particulière du système de prise de son sélective, objet de la présente invention, à une station de travail multimédia.
Une description plus détaillée du système de prise de son sélective pour environnement réverbérant et bruyant, conforme à l'objet de la présente invention, sera maintenant donnée en liaison avec la figure 1a.
Selon la figure précitée, le système, objet de la présente invention, comporte une pluralité de transducteurs électro-acoustiques, notés M0 à M10, destinés à recevoir des signaux sonores utiles en phase issus d'une même zone utile de locution, notée L sur la figure précitée. Les transducteurs électro-acoustiques M0 à M10 sont constitués par exemple par des microphones et sont destinés à recevoir les signaux utiles sommés en phase, les signaux sonores provenant de zones autres que la zone utile L étant sommés en incohérence de phase pour sélectionner les signaux sonores issus de la zone utile de locution précitée.
Bien entendu, les transducteurs électro-acoustiques M0 à M10 sont de type sensiblement unidirectionnel, ces microphones présentant un diagramme de sensibilité spatiale de type cardioïde par exemple.
Selon une caractéristique particulièrement avantageuse du système objet de la présente invention, celui-ci comporte en combinaison un aérien, noté 1, formé par une partie de surface cylindrique concave, cette surface étant notée S sur la figure 1a. La concavité de la surface cylindrique S est orientée vers la zone utile de locution L et la pluralité de transducteurs électro-acoustiques M0 à M10 est répartie sur et au voisinage de la surface cylindrique S précitée.
Chaque transducteur M0 à M10 est orienté vers la zone utile de locution L et délivre un signal analogique sonore, l'ensemble de l'aérien et des transducteurs électro-acoustiques M0 à M10 formant une antenne acoustique. Les signaux analogiques sonores délivrés par chaque transducteur électro-acoustique sont notés respectivement s0 à s10. De manière avantageuse, on indique que chaque transducteur électro-acoustique est connecté à un pré-amplificateur, noté A0 à A10, lequel délivre un signal analogique sonore amplifié, noté S0 à S10.
Des circuits de sommation partielle d'une pluralité des signaux analogiques sonores précités, en particulier les signaux analogiques sonores amplifiés S0 à S10, sont prévus, ces circuits portant la référence 21, 22, 23 et 24 sur la figure 1. La sommation partielle de la pluralité de signaux analogiques sonores amplifiés S0 à S10 est effectuée selon un arrangement déterminé de ces signaux, ce qui permet de former, à partir des transducteurs électro-acoustiques précités, une pluralité d'antennes acoustiques élémentaires, plus communément désignées par sous-antennes, chaque sous-antenne délivrant un signal analogique sonore élémentaire résultant. Ces signaux étant noté SA1, SA2, SA3 et SA4 sur la figure 1a.
Dans une première version simplifiée de réalisation du système de prise de son sélective, objet de la présente invention, on indique que les signaux analogiques résultants SA1 à SA4 délivrés par les circuits sommateurs 21 à 24 précités sous forme de signaux analogiques peuvent être conservés sous cette forme. Dans un tel cas, suite à un filtrage analogique 41 à 44, un circuit 5 de sommation de ces signaux analogiques sonores élémentaires résultants est prévu pour engendrer un signal analogique sonore résultant représentatif du signal sonore issu de la zone utile de locution L précédemment mentionnée. Ce signal est noté SUL sur la figure 1a.
Dans une version plus élaborée de réalisation du système de prise de son sélective, objet de la présente invention, on indique que, pour des raisons de simplification et d'amélioration de la souplesse de traitement, chacun des signaux élémentaires résultants SA1 à SA4 est soumis successivement à un processus de conversion analogique numérique par l'intermédiaire de convertisseurs analogiques numériques 31 à 34, puis à un filtrage au moyen de filtres numériques, notés 41 à 44. Ces processus de conversion analogique numérique et de filtrage numérique peuvent être réalisés par des processus de type classique mais permettent toutefois d'améliorer les performances globales de l'antenne, ainsi qu'il sera décrit ultérieurement dans la description. Dans ce cas, le circuit 5 de sommation peut être réalisé sous forme numérique.
D'une manière générale, on indique que le système de prise de son sélective, objet de la présente invention, est réalisé de façon que les espacements entre transducteurs électro-acoustiques M0 à M10 sont choisis de façon que le nombre total de transducteurs électro-acoustiques précités soit minimisé, en créant ainsi une antenne dite à espacement logarithmique.
Ainsi que représenté sur la figure 1a, les transducteurs électro-acoustiques peuvent être répartis de façon à présenter un transducteur central, le transducteur M0, ainsi que des transducteurs adjacents à ce transducteur central, disposés sur l'aérien 1 symétriquement par rapport au transducteur central M0.
A titre d'exemple, on indique que le transducteur M1 est distant du transducteur central M0 d'une distance de 2,5 cm, le transducteur M3 est distant du transducteur M1 d'une même distance de 2,5 cm, le transducteur M5 est distant du transducteur M3 d'une distance de 5 cm et le transducteur M7 est distant du transducteur M5 d'une distance de 10 cm, ces transducteurs étant placés sur une ligne directrice de la surface S précédemment citée. Bien entendu, les transducteurs d'indice pair M2 à M8 sont symétriques par rapport au transducteur central M0 vis-à-vis des transducteurs correspondants M1 à M7.
En outre, on indique que deux au moins des transducteurs électro-acoustiques, tels que les transducteurs M9 et M10, sont situés au voisinage de la surface S mais sont mécaniquement découplés de l'aérien 1.
De manière avantageuse et afin d'améliorer la directivité de l'antenne acoustique, objet de la présente invention, ainsi formée, on indique que les transducteurs électro-acoustiques les plus extrêmes, tels que les transducteurs M9 et M10, sont placés à une distance de 30 cm environ des transducteurs extrêmes situés sur l'aérien 1, c'est-à-dire les transducteurs M7 et M8. De manière avantageuse, afin de satisfaire à la condition de distance précédemment citée, sans toutefois augmenter de manière rédhibitoire le gabarit de l'antenne ainsi formée, on indique que les transducteurs les plus extrêmes M9 et M10 peuvent être placés sur une ligne génératrice de la surface S, voisine des lignes génératrices de cette même surface S supportant les transducteurs extrêmes M7 et M8 placés sur l'aérien 1. On comprend, ainsi que représenté en figure 1a, que la distance des transducteurs les plus extrêmes M9 et M10 par rapport aux transducteurs extrêmes de l'aérien 1, les transducteurs M7 et M8, dans la direction d'une ligne directrice de la surface S, peut être très faible, de l'ordre de 4 à 5 cm, ce qui permet de réduire en conséquence le gabarit de l'antenne acoustique ainsi formée tout en maintenant la condition de distance entre les transducteurs les plus extrêmes M9 et M10 et les transducteurs extrêmes de l'aérien 1, M7 et M8.
D'une manière générale, on indique que la disposition des transducteurs électro-acoustiques ou microphones influe directement sur les performances de l'antenne acoustique ainsi réalisée.
Ramenée à la longueur d'onde, la taille physique de cette antenne doit être la plus élevée possible pour permettre la meilleure sélectivité spatiale possible.
Une telle contrainte pose des problème dans le domaine des basses fréquences, le gabarit des stations de travail multimédia par exemple ne devant pas être augmenté outre mesure.
Une description plus détaillée d'un agencement des microphones, ou transducteurs électro-acoustiques précédemment cités, sera donnée dans deux modes de réalisation particulièrement avantageux dans le cas des figures 1b et 1c respectivement.
Dans les deux cas des modes de réalisation précités, on indique que les transducteurs électro-acoustiques sont répartis en un premier, M0 à M8, et en un deuxième groupe, M9 et M10, de transducteurs électro-acoustiques.
Les transducteurs électro-acoustiques M0 à M8 du premier groupe sont en nombre impair et alignés sur une ligne de la surface curviligne S parallèle à une ligne directrice de la partie cylindrique, la ligne directrice Dir 1 sur les figures 1b et 1c. On comprend bien sûr que les transducteurs électro-acoustiques du premier groupe sont placés symétriquement par rapport à un plan de symétrie contenant une ligne génératrice, la ligne G0 sur les figures 1b et 1c, de la surface cylindrique S, ce plan de symétrie contenant également le transducteur électro-acoustique central M0.
En ce qui concerne les transducteurs électro-acoustiques du deuxième groupe, les transducteurs M9 et M10, on indique que ceux-ci sont répartis sur une ou plusieurs lignes directrices de la surface cylindrique concave S précitée.
Ainsi, dans le cas du mode de réalisation de la figure 1b, cas où les transducteurs électro-acoustiques M0 à M8 sont placés sur la ligne directrice Dir 1 horizontale de la surface S, les transducteurs du deuxième groupe M9 et M10 peuvent être placés sur une ligne directrice commune Dir 2 de la surface S, chacun d'eux étant placé sur une ligne génératrice distincte G9, respectivement G10. On comprend que dans le mode de réalisation de la figure 1b, 1a condition de distance entre les transducteurs électro-acoustiques les plus extrêmes M9, M10 par rapport aux transducteurs extrêmes de l'aérien 1, M7 et M8, est satisfaite sans que toutefois le gabarit global de l'antenne acoustique ainsi formée soit augmenté de manière rédhibitoire.
Dans le cas du mode de réalisation de la figure 1c au contraire, les transducteurs du premier groupe, M0 à M8, sont bien entendu toujours placés sur une ligne directrice, la ligne Dir 1 de la surface S, cette ligne directrice étant cette fois verticale. Dans un tel cas, les transducteurs du deuxième groupe, M9 et M10, peuvent avantageusement être placés sur la même ligne directrice Dir 2, et sur deux lignes génératrices distincte, notées G9 et G10, ce qui permet bien entendu de satisfaire à la condition de distance des transducteurs électro-acoustiques les plus extrêmes M9 et M10 vis-à-vis des transducteurs extrêmes M7 et M8 de l'aérien 1, sans toutefois augmenter outre mesure le gabarit global de l'antenne acoustique ainsi constituée.
On indique bien sûr que dans le mode de réalisation précédent, le transducteur électro-acoustique M10 par exemple peut être placé sur la ligne génératrice G10 symétriquement au transducteur électro-acoustique M9 par rapport à la ligne génératrice G0.
Les transducteurs électro-acoustiques étant disposés ainsi que représenté en figures 1a et en particulier 1b et 1c, on indique que chacun est relié à un pré-amplificateur électronique de gain ajustable, noté A0 à A10, ce type de pré-amplificateur pouvant être formé par un pré-amplificateur opérationnel par exemple.
En outre, afin de constituer les antennes élémentaires ou les sous-antennes précédemment mentionnées, on indique que la sortie de chacun des pré-amplificateurs A0 à A10 précités est reliée à certaines entrées des circuits de sommation 21 à 24, ainsi qu'illustré sur la figure 1a.
De manière plus spécifique, on indique que, afin de constituer les sous-antennes successives, les connexions sont réalisées de la façon ci-après :
  • sous-antenne 1 :
       A9 A7 A0 A8 A10 / Circuit sommateur 21.
    Dans ce cas, on indique que la sous-antenne 1 est formée à partir des transducteurs les plus extrêmes M9 et M10, des transducteurs extrêmes de l'aérien 1, M7 et M8, ainsi que du transducteur central M0. La sous-antenne 1 ainsi formée par l'intermédiaire des transducteurs électro-acoustiques précités et du circuit sommateur 21, correspond à la sous-antenne sensible aux fréquences basses, ainsi qu'il sera décrit ultérieurement dans la description.
  • sous-antenne 2 :
       A7 A5 A0 A6 A8 / Circuit sommateur 22.
    La sous-antenne 2 ainsi formée à partir des transducteurs électro-acoustiques précités et du circuit sommateur 22 correspond à une sous-antenne sensible aux signaux à fréquence moyenne inférieure, ainsi qu'il sera décrit ultérieurement dans la description.
  • sous-antenne 3 :
       A5 A3 A0 A4 A6 / Circuit sommateur 23.
    La sous-antenne 3 ainsi formée est sensible aux signaux à fréquence moyenne supérieure, ainsi qu'il sera décrit ultérieurement dans la description.
  • sous-antenne 4 :
       A3 A1 A0 A2 A4 / Circuit sommateur 24.
    La sous-antenne 4 ainsi formée est sensible aux fréquences hautes, ainsi qu'il sera décrit ultérieurement dans la description.
Les sous-antenne 1, sous-antenne 2, sous-antenne 3, sous-antenne 4 précitées délivrent respectivement les signaux analogiques sonores élémentaires résultants, soit les signaux SA1, SA2, SA3, SA4 précédemment cités.
Afin de faciliter l'interconnexion de chacun des amplificateurs A0 à A10 aux entrées respectives des circuits sommateurs 21 à 24 précités, il est avantageux, ainsi que représenté en figure 2, de réaliser une matrice de connexion comportant avantageusement une batterie de douze pré-amplificateurs en parallèle, notés A0 à A11, chaque pré-amplificateur de gain ajustable étant connecté par l'intermédiaire d'une matrice de connexion telle que représentée en figure 2, aux quatre circuits sommateurs, notés 21 à 24. De manière pratique, on indique que la voie constituée par le pré-amplificateur A11 peut être une voie libre, celle-ci par commodité étant prévue et pouvant alors être reliée à la tension de référence du dispositif. Chaque circuit sommateur 21 à 24 peut être constitué, ainsi que représenté en figure 3, par un amplificateur opérationnel 20 dont l'entrée positive est reliée à la tension de référence et dont l'entrée négative est reliée en contre-réaction par une résistance ajustable Rk. L'entrée négative de l'amplificateur opérationnel 20 est reliée de manière classique à douze résistances en parallèle, notées R1 à R12, par l'intermédiaire de ponts de connexion, lesquels permettent de configurer le circuit sommateur correspondant 21 à 24 selon une configuration désirée. On indique que, en ce qui concerne le circuit sommateur représenté en figure 3, celui-ci correspond à la sous-antenne 2 par exemple, les entrées e0, e1, e5, e8 et e9 étant reliées à l'entrée négative de l'amplificateur opérationnel 20 fonctionnant en sommateur et, respectivement, aux pré-amplificateurs A0, A5, A6, A7, A8.
Bien entendu, et de manière non limitative, on indique que, à chaque antenne acoustique élémentaire ou sous-antenne précitées, est en outre associé un moyen de filtrage en fréquences passe-bas, passe-bande ou passe-haut en fonction du rang de la sous-antenne précitée, les bandes de fréquences transmises par chaque filtre associé à une antenne acoustique élémentaire étant décalées de façon à couvrir une bande passante résultante couvrant des fréquences comprises par exemple entre 25 Hz et 7500 Hz. Le mode opératoire du filtrage proprement dit sera décrit ultérieurement dans la description.
Une description plus détaillée de la mise en oeuvre de la structure de l'aérien 1 sera maintenant donnée en liaison avec les figures 4a, 4b, 4c et 4d.
Selon un aspect particulièrement avantageux de l'antenne acoustique, objet de la présente invention, on indique que celle-ci, afin d'obtenir des coûts de réalisation les plus faibles possibles, met en oeuvre des transducteurs électro-acoustiques constitués par des capsules microphoniques de type électret nu en lieu et place de capteurs complets comportant habituellement, outre la capsule proprement dite ou élément sensible du microphone, un blindage protecteur, un dispositif de fixation et des éléments de connexion ainsi qu'un boítier en vue de l'alimentation électrique.
Compte tenu de l'utilisation des capsules microphoniques de type électret nu précitées, la réalisation pratique de l'aérien 1 a présenté les problèmes techniques suivants :
  • problèmes mécaniques de fixation de la capsule sur le support de l'antenne ou aérien 1,
  • sensibilité de l'ensemble aux champs électro-magnétiques en raison de l'absence de blindage des capsules utilisées, ce type de capsules étant bien entendu sensible aux radiations électro-magnétiques,
  • incidences sur la directivité, et donc sur la prise de son sélective, le diagramme de directivité de chacune des capsules utilisées ne devant en aucun cas être dégradé par le montage sur l'aérien 1.
Compte tenu des problèmes précités, la réalisation de la structure mécanique constituant l'aérien 1 telle que décrite en liaison avec les figures précitées, permet de résoudre l'ensemble de ces problèmes.
Ainsi que représenté sur la figure 4a, l'aérien 1 ou partie de surface cylindrique, est formé par un cadre, noté 10, de forme sensiblement rectangulaire en matériau plastique. Ce cadre 10 est muni d'entretoises 100 et de dents en vis-à-vis 101, 102 formées dans le plan du cadre 10 précédemment mentionné. Deux dents en vis-à-vis forment un logement destiné à recevoir un transducteur électro-acoustique, c'est-à-dire les capsules microphoniques M0 à M8 précédemment mentionnées dans la description. Bien entendu, ainsi qu'il apparaít à l'observation de la figure 4a, le cadre 10 est cintré de façon à former la partie de surface cylindrique précédemment mentionnée.
En outre, l'antenne acoustique, objet de la présente invention, comprend, au niveau de l'aérien 1, un blindage électro-magnétique permettant d'assurer une immunité des transducteurs électro-acoustiques aux parasites ou perturbations électro-magnétiques. Sur la figure 4a, le blindage électro-magnétique est constitué par une grille métallique, en fait par deux grilles métalliques portant les références 103 et 104, ces grilles recouvrant la partie concave et la partie convexe de la partie de surface cylindrique, c'est-à-dire finalement le cadre rectangulaire 10 précédemment cité, et bien entendu, les transducteurs électro-acoustiques lorsque ceux-ci ont été placés dans les logements prévus et destinés à les recevoir. Bien entendu, la grille métallique 103, 104 est électriquement reliée au potentiel électrique de référence des transducteurs électro-acoustiques.
L'assemblage de l'aérien 1 est réalisé au moyen de quatre joncs, également en matière plastique, portant les références 105, 106, 107 et 108, ces joncs en matière plastique présentant une forme adaptée afin d'assurer l'assemblage du cadre 10, muni de ses transducteurs électro-acoustiques et des grilles de blindage électro-magnétique 103 et 104 se recouvrant, les joncs étant fixés alors à la périphérie du cadre 10 pour former un ensemble compact. Les joncs précités sont fixés par vis par exemple au cadre 10.
Le cadre 10 a pour rôle principal le maintien des transducteurs électro-acoustiques M0 à M8. La géométrie de celui-ci correspond donc à celle de l'aérien 1 et de l'antenne, la monture plastique constituant le cadre étant donc cintrée en arc-de-cercle ainsi que représenté de manière plus significative en figure 4b. La structure représentée en figure 4b pour le cadre 10 présente l'avantage d'une bonne solidité dans le sens longitudinal ainsi qu'une transparence acoustique, la structure mécanique ainsi formée n'entraínant pas de dégradation des caractéristiques acoustiques des transducteurs électro-acoustiques insérés dans les logements formés entre deux dents 101, 102.
Le cadre 10 peut être réalisé en PVC (polychlorure de vinyle), matériau polymère atactique résistant aux chocs et à l'abrasion et dont l'usinage est aisé. Les quatre joncs précédemment mentionnés 105, 106, 107, 108 entourent ainsi le cadre 10 en renforçant la solidité mécanique de ce dernier.
Le cadre 10 est la partie de l'ensemble mécanique qui a le plus d'effet sur la transparence acoustique. Cette transparence ne peut être obtenue que si le cadre 10 est le plus évidé possible de façon à ce que les capsules soient dégagées de la structure matérielle de ce dernier. En effet, dans le cas contraire, les perturbations du champ acoustique modifient les caractéristiques directionnelles propres des capsules électret. C'est la raison pour laquelle le cadre 10 tel que représenté en figures 4a et 4b présente la structure évidée entre les dents et les entretoises précédemment mentionnées. Des essais effectués en laboratoire ont montré que des électrets présentant un diagramme de sensibilité de type cardioïde devenaient omnidirectionnels dans le cas où, aucune précaution n'étant prise, ceux-ci étaient insérés dans un cadre de structure pleine.
Dans un mode de réalisation préférentiel non limitatif, le cadre 10 est formé par une seule pièce de dimensions L = = 490 mm, I = 40 mm et H = 6 mm, usiné ainsi que représenté en figure 4b. La longueur L du cadre 10, c'est-à-dire la dimension longitudinale de celui-ci, correspond à l'ouverture de l'antenne acoustique. La largeur 1 répond à des considérations mécaniques telles que le maintien des transducteurs électro-acoustiques, acoustiques et esthétiques. Enfin, l'épaisseur h du cadre 10 est égale à celle de la capsule électret insérée dans chaque logement ménagé entre deux dents 101, 102.
Le maintien des capsules microphoniques peut être assuré par des formes en triangle tronqué au niveau de l'extrémité des dents 101, 102, la troncature de chaque triangle pouvant être arrondie par perçage. Le diamètre de perçage est alors choisi de façon à permettre la fixation à force des capsules électret dans les logements ainsi constitués à l'extrémité des dents 101, 102. Cet usinage et le mode de fixation de chaque capsule sont identiques pour toutes les capsules.
La solidité du cadre 10 est obtenue par la conservation de matière constituant les entretoises 100 de largeur égale par exemple à 5 mm. Ces entretoises formant raidisseurs sont au nombre de quatre et peuvent être situées avantageusement aux abscisses ± 5 cm, ± 10 cm sur l'arc-de-cercle en prenant comme origine la position du transducteur électro-acoustique central M0. Dans la partie centrale de l'antenne et en conséquence du cadre 10, il n'est pas nécessaire de prévoir de raidisseur ou entretoises 100 en raison de la faible distance entre microphones et de l'affectation de ces derniers aux fréquences élevées. En effet, les perturbations de directivité des transducteurs électro-acoustique du fait d'obstacles, sont plus fortes aux fréquences élevées qu'aux fréquences basses.
Lors de l'usinage de la pièce constituant le cadre 100, les évidements peuvent être réalisés sur une pièce rectiligne avant cintrage, le rayon de courbure du cadre 10 étant ensuite obtenu par cintrage à chaud.
Les joncs 105, 106, 107, 108 peuvent être formés en un matériau copolymère appelé polystyrène-choc (SB). De section en forme de U, les joncs sont constitués par les quatre éléments précités, lesquels entourent le cadre 10 et sont fixés sur celui-ci. Le rôle principal des joncs est de renforcer la rigidité mécanique de l'ensemble. Les joncs 105, 106, 107 et 108 peuvent être réalisés par thermoformage, technique applicable aux matières thermoplastiques telles que le polystyrène-choc, tout en permettant le formage de joncs de faible taille mais présentant une bonne tenue mécanique.
En ce qui concerne les grilles de blindage électro-magnétiques 103 et 104, on indique que celles-ci sont rendues nécessaires en raison de l'absence de blindage spécifique de chaque transducteur électro-acoustique utilisé. L'absence d'un blindage électro-magnétique a pour effet d'introduire des raies néfastes à 50 Hz et aux harmoniques de cette fréquence dans le spectre du signal de sortie de l'antenne électro-acoustique non blindée. Les grilles de blindage électro-magnétique précitées permettent de supprimer un tel phénomène néfaste. Cependant, les grilles précitées doivent être acoustiquement transparentes, faciles à mettre en oeuvre et correspondre parfaitement à la structure mécanique de l'aérien 1.
Les deux grilles de blindage électro-magnétique 103 et 104 sont formées par deux grilles métalliques étamées entourant le cadre 10 de l'aérien 1. Les deux grilles précitées se recouvrent aux extrémités du cadre 10 et la masse électrique de chaque capsule électret formant transducteur électro-acoustique est reliée aux grilles précitées par un fil de masse.
Les grilles 103 et 104 sont en métal déployé micromailles en un matériau tel que la laiton, de longueur 490 mm et de largeur 40 mm, et présentent des ouvertures en forme de losange de dimensions 1,45 x 0,25 mm. Leur épaisseur est de 0,2 mm et présente donc une finesse qui permet de bien épouser la forme de la structure mécanique de l'aérien 1, le contact électrique étant assuré en extrémité de ce dernier. Les dimensions de maillage des grilles précitées sont tout-à-fait satisfaisantes pour assurer un blindage électro-magnétique efficace.
Les grilles métalliques formant le blindage électro-magnétique précédemment citées présentent en outre une très bonne qualité de transparence acoustique. Cette condition est vérifiée en raison du rapport vide/plein de la grille, lequel est largement supérieur à 50%.
Enfin, on indique, ainsi que représenté en figure 4c, que l'aérien 1 peut alors être installé par exemple sur le moniteur vidéo d'une station de travail grâce à un support 110, tel que représenté sur la figure précitée, lequel comporte une griffe de fixation de l'aérien 10, notée 111, l'ensemble étant monté sur une rotule 112 permettant l'orientation de l'aérien et en particulier de l'axe de symétrie de celui-ci vers la zone de locution L. La griffe 111 est formée par une double pince qui enserre l'aérien 1 au niveau des joncs. La rotule 112 est formée par une bille blocable par vis, permettant une orientation à la demande. La finesse de l'armature assure la transparence acoustique de l'ensemble.
Sur la figure 4d, on a représenté une vue de l'aérien complet 1, les capsules étant mises en place mais la grille de blindage électro-magnétique 104 étant supprimée afin de montrer l'aspect intérieur de l'ensemble.
En ce qui concerne les deux transducteurs électro-acoustiques les plus extrêmes, M9 et M10, ceux-ci peuvent être placés dans une structure analogue au cadre 10 représenté en figure 4b mais de dimensions fortement réduites puisqu'il suffit que la structure correspondante présente en fait une seule paire de dents 101, 102 pour assurer la mise en place de la capsule électret formant le transducteur électro-acoustique. On indique alors que les aériens élémentaires ainsi formés, pour les transducteurs électro-acoustiques M9 et M10, peuvent être placés sur l'un ou les côtés du moniteur vidéo d'une station de travail multimédia par exemple, ainsi qu'il sera décrit ultérieurement dans la description, la seule condition à respecter étant la condition de distance D de l'ordre de 30 cm vis-à-vis de l'aérien 1. On indique en effet que les transducteurs électro-acoustiques M9 et M10 sont destinés aux basses fréquences pour lesquelles les erreurs de positionnement sont moins critiques.
Une description plus détaillée des éléments électroniques nécessaires à la mise en oeuvre de l'antenne acoustique, objet de la présente invention, sera maintenant donnée en liaison avec les figures 5a, 5b et 6a, 6b.
D'une manière générale, on indique que les pré-amplificateurs A0 à A10 peuvent être réalisés par des amplificateurs opérationnels ainsi que déjà mentionné précédemment dans la description. Toutefois, et afin d'assurer la polarisation des capsules électret constituant les transducteurs électro-acoustiques utilisés pour la mise en oeuvre de l'antenne acoustique, objet de la présente invention, et l'amplification des signaux délivrés par celles-ci, on indique que ces pré-amplificateurs pourront faire l'objet d'un montage de type différentiel, chaque pré-amplificateur possédant un réglage de gain permettant de compenser les différences d'efficacité des différentes capsules électret. Ce type de montage différentiel ne sera pas décrit en détail car il peut correspondre à un schéma de type classique normalement utilisé pour assurer l'alimentation et la discrimination des signaux sonores analogiques délivrés par une capsule électret normalement utilisée dans la technique correspondante.
En ce qui concerne le filtrage des signaux délivrés par chaque sous-antenne, signaux SA1, SA2, SA3 et SA4 de la figure 1a, un mode de réalisation particulier avantageux sera décrit dans une technique numérique permettant une très grande souplesse de mise en oeuvre et la meilleure efficacité de filtrage.
Ainsi qu'on l'a représenté notamment sur la figure la précitée, chaque circuit sommateur 21, 22, 23, 24 est suivi par exemple dans un schéma de principe par un convertisseur analogique numérique 31, 32, 33, 34 et connecté en cascade à chacun de ces convertisseurs analogiques numériques par un filtre 41, 42, 43, 44. La sortie de chaque filtre est alors connectée au circuit de sommation 5 permettant de délivrer le signal sonore analogique résultant SUL.
Dans un mode préférentiel représenté en figure 5a, on indique que l'ensemble des quatre convertisseurs analogiques numériques 31, 32, 33, 34 et des quatre filtres 41, 42, 43, 44 peut être remplacé avantageusement par une chaíne de traitement de filtrage telle que représentée sur la figure 5a précitée.
Ainsi que représenté sur cette figure, on indique que les signaux délivrés par chaque sous-antenne SA1, SA2, SA3, SA4 sont délivrés chacun à un filtre analogique passe-bas de fréquence de coupure 7 kHz, chacun des filtres analogiques délivrant un signal filtré correspondant, noté SA1*, SA2*, SA3*, SA4*. De manière avantageuse, la conversion analogique numérique des signaux filtrés précités est effectuée au moyen de convertisseurs analogiques numériques double-voie, commercialisés par exemple sous la marque CRYSTAL référence 5356, ces convertisseurs double-voie, au nombre de deux et portant, par similitude avec la figure 1a, la référence 31,2, respectivement 33,4, et les signaux SA1*, SA2*, respectivement SA3*, SA4* sous forme numérique. Un circuit de multiplexage temporel est prévu, lequel reçoit les signaux précités délivrés par les deux convertisseurs analogiques numériques 31,2, respectivement 33,4, ce circuit de multiplexage délivrant les différentes trames précitées à un processeur de signal de type TMS 320C50 commercialisé par TEXAS INSTRUMENTS. Un oscillateur à 49.152 MHz permet de piloter une base de temps permettant de délivrer des signaux de fréquence d'échantillonnage aux convertisseurs analogiques numériques précités. En sortie du processeur de signal, un circuit convertisseur numérique analogique de type commercialisé par exemple sous la marque CRYSTAL référence 4328, permet de restituer le signal sous forme analogique, la sommation étant effectuée préalablement au sein du processeur de signal.
Le fonctionnement de l'ensemble du dispositif représenté en figure 5a est le suivant :
La conversion analogique numérique effectuée par les convertisseurs 31,2 et 33,4 est effectuée en même temps à partir du même signal d'horloge d'échantillonnage CLK délivré par la base de temps pour respecter le parfait synchronisme entre les différentes sous-antennes. Chacun des convertisseurs analogiques numériques précités 31,2 respectivement 33,4 délivre les données numérisées sur un train série indépendant.
La spécificité de la réalisation due au nombre important de données à traiter, tant en analogique qu'en numérique, est ici soulignée. En effet, les circuits audionumériques actuels n'ont jusqu'à ce jour permis que le développement de convertisseurs analogiques numériques de type stéréo à deux voies, et non pas à quatre voies ainsi que représenté sur la figure 5a.
On comprend bien sûr que le processeur de traitement numérique permet d'effectuer les différentes opérations de filtrage numérique sur multiplexage sur les trains de données numériques correspondant chacune aux données et donc aux signaux délivrés par chacune des sous-antennes. Le multiplexage est ainsi effectué sans aucunement décaler les signaux d'horloge d'échantillonnage grâce à la réalisation d'une base de temps spécifique avec un système de repérage de début de trame, afin de retrouver les signaux afférents à chacune des voies dans l'ordre correspondant pour le même instant d'échantillonnage donné.
Ainsi qu'on l'a représenté sur la figure 5b, graduée en abscisses en valeurs de temps relatives et en ordonnées en valeurs logiques 01 des signaux correspondants, les signaux ci-après représentent :
  • L/R, le signal d'horloge d'échantillonnage des deux convertisseurs analogiques numériques d'entrée, soit les convertisseurs 31,2 respectivement 33,4,
  • BIO, un signal de synchronisation temporelle de début de trame ou de train de données pour chaque instant d'échantillonnage adressé au processeur de signal DSP,
  • FSR, un signal de commande de début d'enregistrement dans le processeur de signal DSP du train de valeurs numériques correspondant à une voie ou sous-antenne pour l'instant d'échantillonnage courant nT, par exemple,
  • Drr, les valeurs numériques des signaux délivrés par chacune des voies ou sous-antennes pour les instants d'échantillonnage courant nT, respectivement (n+1)T,
  • Iack, la réponse du processeur de signal au signal FSR de début d'enregistrement,
  • Phase, le traitement correspondant de chacun des trains représentés par le signal Drr par le processeur de signal.
Le fonctionnement de l'ensemble est le suivant : suite à l'apparition du signal FSR, l'enregistrement de chaque train correspondant à un instant d'échantillonnage est effectué au niveau du processeur de signal, puis, sur interruption engendrée au niveau du processeur de signal, le traitement de filtrage est effectuée par ce dernier, le signal Iack représentant une réponse à cette interruption et donc au filtrage effectué pour chacun des trains de données représentés par le signal Drr. Les signaux délivrés par le processeur de signal, dans lequel une sommation a été effectuée, sont ensuite soumis à la conversion numérique analogique.
De manière spécifique, on indique que le filtrage effectué par le processeur de signal est réalisé sous forme numérique de préférence à un filtrage analogique pour des raisons de souplesse de conception. La somme des filtres appliqués à chacun des signaux correspondants délivrés par les sous-antennes est égale à l'unité pour toutes les fréquences, ces filtres ne devant introduire aucune dégradation du signal. Ces filtres sont également de taille limitée afin de conserver une complexité de calculs raisonnable.
Les filtres peuvent être conçus suivant différents critères. Dans une première approche telle que représentée en figure 6a, chaque filtre ainsi réalisé par le filtrage par le processeur de signal est un filtre de type passe-bande classique dont les fréquences de coupure sont choisies de façon que chaque sous-antenne soit limitée à sa bande de fréquences propre. La figure 6a présente les réponses en fréquences des filtres ainsi retenus. On utilise à cet effet des filtres à réponse impulsionnelles finies RIF ayant par exemple 31 coefficients. Ces filtres sont alors synthétisés au moyen d'une procédure classique de conception de filtre RIF. Un algorithme itératif assure que la somme des filtres est égale à l'unité pour toutes les fréquences, la fonction de transfert de chacun des filtres étant bien limitée à sa bande de fréquences propre. Pour une description plus complète de ce type de filtrage, on pourra se reporter à l'article mentionné dans l'introduction à la description.
Une seconde approche consiste à mettre en oeuvre des filtres de façon à minimiser un critère déterminé, lequel peut par exemple correspondre à rendre minimum l'énergie reçue en dehors de la zone où se trouve le locuteur. On calcule alors pour chaque fréquence la combinaison linéaire des sous-antennes qui minimise le critère précité. Ce calcul peut être réalisé à l'aide de procédures bien connues d'optimisation. A l'issue de cette phase, on dispose de la réponse en fréquence des filtres à appliquer à chaque sous-antenne et il suffit alors, pour connaítre les réponses impulsionnelles, d'utiliser des procédures classiques de calcul de filtres.
La figure 6b présente les réponses en fréquence des filtres résultant de l'optimisation précitée. Les filtres ainsi réalisés permettent de minimiser l'énergie reçue en provenance de directions externes à la zone utile d'ouverture définie comme une zone de ± 60° dans le plan contenant les transducteurs électro-acoustiques M0 à M8. Ces filtres ont une longueur de 128 coefficients. Le deuxième mode de réalisation tel que représenté en figure 6b permet d'accroítre la directivité de l'antenne dans les conditions précédemment indiquées.
On a ainsi décrit une antenne acoustique particulièrement performante dans la mesure où celle-ci est susceptible d'être utilisée pour les postes de travail multimédia par exemple.
Dans un tel cas, ainsi que représenté en figure 7a ou 7b, on comprend, dans un premier mode d'application, que l'aérien 1 peut être placé sur le moniteur d'affichage vidéo alors que les transducteurs électro-acoustiques M9 et M10 sont placés au voisinage des côtés de ce moniteur symétriquement par rapport à l'axe principal de l'antenne, le plan P contenant le transducteur électro-acoustique M0. On indique bien sûr que la distance séparant chaque transducteur électro-acoustique M9, M10 de l'aérien 1 est prise sensiblement égale à D =30 cm.
Dans un autre mode d'utilisation représenté en figure 7b, l'aérien 1 est placé latéralement au moniteur d'affichage vidéo sur l'un des côtés de celui-ci, l'aérien 1 étant alors fixé sur le côté de ce dernier au moyen d'un système de ventouse par exemple ou autre. Dans ce cas, les transducteurs électro-acoustiques M9 et M10 peuvent au contraire être placés symétriquement par rapport au plan de symétrie P de l'aérien 1 sur deux lignes génératrices G10, G9 de la surface convexe S. De plus, un transducteur électro-acoustique M11 appartenant à la première sous-antenne, bande 1 figure 6a, peut être placé au sommet du moniteur d'affichage vidéo, à mi-distance entre l'aérien 1 et les transducteurs électro-acoustiques M9, M10 afin d'améliorer les performances globales de l'antenne.
On comprend bien sûr que dans le cas de l'utilisation selon la figure 7b, le diagramme de directivité de l'antenne acoustique ainsi constituée se rapproche de celui de l'antenne acoustique telle qu'utilisée en figure 7a avec une rotation de 90°.
L'antenne acoustique objet de la présente invention est particulièrement avantageuse dans la mesure où elle permet une prise de son sélective qui favorise l'utilisateur en réduisant fortement les dégradations liées au bruit ambiant et à l'effet de salle. Par rapport à un microphone unique, solution classique actuelle, le gain en sélectivité spatiale est important ainsi que la réduction du bruit interne au capteur.
En outre, les contraintes d'encombrement de l'aérien 1 ne sont pas démesurées par rapport à la solution consistant à utiliser un microphone unique.
En outre, la conversion analogique numérique et le traitement numérique peuvent être facilement intégrés dans un système de contrôle de l'écho et de codage.
Enfin, la conception de l'antenne acoustique, objet de la présente invention, fait que le montage mécanique est simple et l'industrialisation ne présente pas de problème.
Compte tenu des améliorations apportées par l'antenne acoustique, objet de la présente invention, un meilleur confort d'écoute est apporté à l'auditeur distant alors que, d'autre part, une amélioration des performances des systèmes de reconnaissance automatique de la parole est obtenue.

Claims (8)

  1. Système de prise de son sélective pour environnement réverbérant et bruyant, comportant une pluralité de transducteurs électro-acoustiques (M0 à M10) destinés à recevoir des signaux sonores utiles en phase issus d'une même zone utile de locution (L) , lesdits signaux sonores utiles étant sommés en phase et les signaux sonores provenant de zones autres que la zone utile (L) étant sommés en incohérence de phase pour sélectionner les signaux sonores issus de ladite zone utile de locution, caractérisé en ce que lesdits transducteurs électro-acoustiques (M0 à M10) sont de type sensiblement unidirectionnel, ledit système comportant en combinaison :
    un aérien (1) formé par une partie de surface (S) cylindrique concave, la concavité de ladite surface cylindrique étant orientée vers la zone utile de locution (L) , ladite pluralité de transducteurs électro-acoustiques (M0 à M10) étant répartie sur et au voisinage de ladite surface (S) cylindrique, chaque transducteur électro-acoustique (M0 à M10) étant orienté vers ladite zone utile de locution (L) et délivrant un signal analogique sonore (S0 à S10), l'ensemble de l'aérien (1) et des transducteurs électro-acoustiques (M0 à M10) formant une antenne acoustique, lesdits transducteurs électro-acoustiques (M0 à M10) étant répartis en un premier (M0 à M8) et un deuxième (M9, M10) groupe, lesdits transducteurs électro-acoustiques du premier groupe (M0 à M8) étant en nombre impair alignés sur une ligne de la surface curviligne parallèle à une ligne directrice de la partie cylindrique et placés symétriquement par rapport à un plan de symétrie contenant une ligne génératrice de ladite surface (S) cylindrique et un transducteur électro-acoustique central (M0), lesdits transducteurs électro-acoustiques du deuxième groupe (M9, M10) étant répartis sur une ou plusieurs lignes directrices de la surface (S) cylindrique concave,
    des moyens (21, 22, 23, 24) de sommation partielle d'une pluralité de signaux analogiques sonores (S0 à S10) délivrés par chacun des transducteurs électro-acoustiques (M0 à M10), selon un arrangement déterminé, ce qui permet de former à partir des transducteurs électro-acoustiques une pluralité d'antennes acoustiques élémentaires délivrant chacune un signal analogique sonore élémentaire résultant (SA1, SA2, SA3, SA4) ;
    des moyens de filtrage et de sommation (41, 42, 43, 44 et 5) desdits signaux analogiques sonores élémentaires résultants pour engendrer un signal analogique sonore résultant (SUL) représentatif du signal sonore issu de la zone utile de locution (L).
  2. Système de prise de son sélective selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits transducteurs électro-acoustiques du deuxième groupe (M9, M10) sont répartis symétriquement par rapport au plan de symétrie.
  3. Système de prise de son sélective selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que à chaque antenne acoustique élémentaire est en outre associé un moyen (41, 42, 43, 44) de filtrage en fréquences passe-bas, passe-bande ou passe-haut, les bandes de fréquences transmises par chaque filtre associé à une antenne acoustique élémentaire étant décalées de façon à couvrir une bande passante résultante couvrant des fréquences comprises entre 25 Hz et 7500 Hz.
  4. Système de prise de son sélective selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ladite partie de surface (S) cylindrique est formée par un cadre (10) de forme sensiblement rectangulaire en matériau plastique, ledit cadre (10) étant muni d'entretoises (100) et de dents (101, 102) en vis-à-vis formées dans le plan du cadre (10), deux dents en vis-à-vis (101, 102) formant un logement destiné à recevoir un transducteur électro-acoustique, ledit cadre (10) étant cintré de façon à former ladite partie de surface (S) cylindrique.
  5. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite antenne acoustique comporte en outre un blindage électromagnétique (103, 104) permettant d'assurer une immunité desdits transducteurs électro-acoustiques aux parasites ou perturbations électromagnétiques.
  6. Système selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce que ledit blindage électromagnétique est formé par une grille métallique (103, 104) recouvrant la partie concave et la partie convexe de la partie de surface (S) cylindrique, et les transducteurs électro-acoustiques, ladite grille métallique (103, 104) étant électriquement reliée au potentiel électrique de référence des transducteurs électro-acoustiques.
  7. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits transducteurs du deuxième (M9, M10) groupe sont placés sur une structure mécanique indépendante de ladite surface (S) cylindrique.
  8. Utilisation d'un système de prise de son sélective selon l'une des revendications 1 à 7, avec une station de travail multimédia, l'aérien (1) et les transducteurs électro-acoustiques du premier groupe (M0 à M8) étant placés au voisinage d'un côté du moniteur d'affichage vidéo de la station de travail, les transducteurs du deuxième groupe (M9, M10) étant placés sur au moins une ligne directrice (G9, G10) de la surface cylindrique (S) concave.
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