EP4072162A1 - Procede d'auto-diagnostic d'un equipement de restitution audio - Google Patents

Procede d'auto-diagnostic d'un equipement de restitution audio Download PDF

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EP4072162A1
EP4072162A1 EP22167041.7A EP22167041A EP4072162A1 EP 4072162 A1 EP4072162 A1 EP 4072162A1 EP 22167041 A EP22167041 A EP 22167041A EP 4072162 A1 EP4072162 A1 EP 4072162A1
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EP
European Patent Office
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signal
received
loudspeaker
self
audio
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EP22167041.7A
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English (en)
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EP4072162B1 (fr
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Stéphane Delplace
Gilles Bourgoin
Jérôme BERGER
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Sagemcom Broadband SAS
Original Assignee
Sagemcom Broadband SAS
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    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R29/00—Monitoring arrangements; Testing arrangements
    • H04R29/001—Monitoring arrangements; Testing arrangements for loudspeakers
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    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R29/00—Monitoring arrangements; Testing arrangements
    • H04R29/001—Monitoring arrangements; Testing arrangements for loudspeakers
    • H04R29/002—Loudspeaker arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R29/00—Monitoring arrangements; Testing arrangements
    • H04R29/004—Monitoring arrangements; Testing arrangements for microphones
    • H04R29/005—Microphone arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R5/00—Stereophonic arrangements
    • H04R5/04—Circuit arrangements, e.g. for selective connection of amplifier inputs/outputs to loudspeakers, for loudspeaker detection, or for adaptation of settings to personal preferences or hearing impairments

Definitions

  • the invention relates to the field of audio reproduction equipment comprising loudspeakers and microphones.
  • the object of the invention is to reduce, for the user and the manufacturer, the constraints resulting from the occurrence of an acoustic defect in audio reproduction equipment.
  • the audio reproduction equipment can therefore implement a first diagnosis of the audio reproduction unit which uses the set of microphones, and a second diagnostics of the audio capture unit that uses the speaker array.
  • This mutual and complete self-diagnosis is entirely carried out by the audio reproduction equipment, in an autonomous manner, and therefore does not require any external equipment (such as a test bench).
  • the audio reproduction equipment can thus itself correct certain acoustic defects, for example by carrying out an acoustic recalibration or by asking the user to modify the positioning of the audio reproduction equipment. Returns to the seller or manufacturer of the audio reproduction equipment are thus limited.
  • self-diagnosis makes it possible to better target the origin of the fault in order to improve its management.
  • the self-diagnosis method according to the invention therefore limits the constraints, for the user and the manufacturer, which result from the occurrence of an acoustic defect in the audio reproduction equipment.
  • the audio test signals emitted comprise a first emitted signal broadcast by at least one first loudspeaker
  • the audio test signals received comprise at least a first signal received produced by at least one first microphone
  • the analysis comprising the step of verifying that the first signal transmitted is indeed present in the first signal received.
  • a self-diagnosis method as described above comprising the step of detecting an irremediable failure of the first loudspeaker if the first transmitted signal is not present in the first received signal.
  • a self-diagnosis method as previously described comprising the steps, if the first transmitted signal is indeed present in the first received signal, to detect a residual noise signal also present in the first received signal, to check whether the residual noise signal has a frequency greater than a predefined frequency and a level greater than a predefined level , the predefined frequency being higher than a frequency of the first transmitted signal and, if this is the case, to detect a sealing defect of an acoustic enclosure of the audio reproduction equipment incorporating the first loudspeaker.
  • a self-diagnosis method as described above is also proposed, in which the first transmitted signal comprises a first sinusoidal signal having a frequency lower than 100 Hz.
  • the audio test signals emitted comprise a second emitted signal broadcast by at least one second loudspeaker
  • the audio test signals received comprise at least a second received signal produced by at least a second microphone
  • the second transmitted signal comprising a succession of second sinusoidal signals exhibiting distinct second frequencies and forming a frequency sweep
  • the analysis comprising the steps, for each second sinusoidal signal, of performing measurements of a level of a fundamental and of harmonic levels of the second audio signal received, and of detecting an acoustic defect of the second loudspeaker from said measurements.
  • a self-diagnosis method as described above comprising the step of calculating a ratio between a sum of the levels of the harmonics and the level of the fundamental, and of detecting the fault acoustics from said report.
  • a self-diagnosis method as described above is also proposed, in which the harmonics are the first five harmonics of the second signal received, and in which the fault detected is a fault internal to the second loudspeaker.
  • a self-diagnosis method as described above is also proposed, in which the harmonics are the harmonics of orders greater than ten of the second signal received, and in which the fault detected is a vibration fault manifesting itself by the presence of first vibration levels too high at early vibration frequencies.
  • a self-diagnosis method as described above comprising the steps, if a vibration defect is detected, of asking a user to move the audio reproduction equipment, then of again transmitting the second signal emitted and to re-analyze the second received signal to evaluate second vibration levels at second vibration frequencies, then to compare the first vibration levels with the second vibration levels, and/or the first vibration frequencies with the second vibration frequencies, in order to determine whether the fault detected comes from a positioning of the audio reproduction equipment or from an internal fault in the audio reproduction equipment.
  • the audio test signals emitted comprise a third emitted signal broadcast by at least one third loudspeaker
  • the audio test signals received comprise at least a current third received signal produced by at least one third microphone
  • the analysis comprising the steps of comparing the current third received signal with at least one previous third received signal which has been previously recorded, of detecting an acoustic defect from results of said comparison, and of performing an acoustic recalibration of the audio reproduction equipment for correcting said acoustic defect.
  • a self-diagnosis method as described above is also proposed, in which the acoustic recalibration comprises a modification of the audio equalization of an audio channel integrating the third loudspeaker.
  • test audio signals emitted comprise a fourth emitted signal broadcast via at least one fourth loudspeaker which thus emits a sound signal
  • the self-diagnosis method diagnostics including the step of verifying that the sound signal has been received by the tested microphones.
  • a self-diagnosis method as described above comprising the step, if at least one first microphone tested has received the sound signal and if at least one second microphone tested has not received the sound signal, to detect an irreparable failure of the second microphone tested.
  • An audio reproduction equipment comprising a processing component, an audio reproduction unit comprising at least one loudspeaker, and an audio capture unit comprising at least one microphone, the self-diagnosis method as previously described being implemented in the processing component.
  • a computer program is also proposed comprising instructions which lead the processing component of the audio reproduction equipment as previously described to execute the steps of the self-diagnosis method as previously described.
  • a computer-readable recording medium is also proposed, on which the computer program as previously described is recorded.
  • the invention is here implemented in audio reproduction equipment which is in this case a connected speaker 1.
  • the connected speaker 1 includes an audio reproduction unit 2, an audio capture unit 3, a processing module 4 and a communication module 5.
  • the audio reproduction unit 2 comprises a set of loudspeakers 6 comprising at least one, in this case a plurality of loudspeakers 7 integrated into an acoustic enclosure, as well as electronic components 8 arranged to process and transmit signals audio emitted to the loudspeakers 7 which restore them by generating sound signals.
  • the electronic components 8 notably comprise amplifiers.
  • the electronic components 8 form several audio channels each connected to one or more loudspeakers 7.
  • the audio capture unit 3 comprises a set of microphones 9 comprising at least one, in this case a plurality of microphones 10 as well as electronic components 11 arranged to acquire and process received audio signals produced by the microphones 10 when these this capture sound signals.
  • the electronic components 11 notably comprise one or more analog-digital converters which transform the analog audio signals produced by the microphones 10 into digital signals.
  • the processing module 4 comprises a processing component 12 which is suitable for executing program instructions to implement the self-diagnosis method according to the invention.
  • the program is stored in a memory module 13 comprising one or more memories of different type (volatile, non-volatile) and connected or integrated in the processing component 12.
  • the processing component 12 is for example a processor, a microcontroller, a DSP (for Digital Signal Processor, which can be translated as “digital signal processor”), or a programmable logic circuit such as an FPGA (for Field Programmable Gate Arrays ) or an ASIC (for Application Specific Integrated Circuit ) .
  • the communication module 5 implements a wireless connection here using a Wi-Fi protocol.
  • the communication module 5 makes it possible to connect the connected enclosure 1 to a residential gateway located in the dwelling of the user of the enclosure. connected 1.
  • the connected speaker 1 can thus be connected to a communication network (for example the Internet) via its communication module 5 and the residential gateway.
  • the link could be another wireless link (for example a Bluetooth link), or else a wired link.
  • the self-diagnosis method according to the invention consists in acquiring or producing emitted test audio signals Se and broadcasting them via the loudspeaker(s) 7 which generate then test beeps So.
  • the processing component 12 acquires received test audio signals Sr produced by the microphone(s) 10 and resulting from reception by the microphone(s) 10 of the test sound signals.
  • the processing component 12 analyzes the received test audio signals Sr to establish a first diagnosis of the audio reproduction unit 2 and a second diagnosis of the audio capture unit 3.
  • the processing component 12 thus establishes first of all, within the framework of the first diagnosis of the audio reproduction unit 2, a diagnosis relating to a first group of loudspeakers tested and to the loudspeaker.
  • the first group of loudspeakers tested comprises at least a first loudspeaker 7a of the set of loudspeakers 6.
  • the first group of loudspeakers tested which is targeted by this diagnosis can comprise a single loudspeaker, all the loudspeakers, or only certain loudspeakers of loudspeaker set 6.
  • Performing the diagnosis uses at least a first microphone 10a of the set of microphones 9. Again, it is possible to use a single microphone, all the microphones, or even only certain microphones of the set of microphones 9.
  • the audio test signals emitted Se comprise a first emitted signal Sel which is broadcast via the first loudspeaker(s) 7a of the first group of loudspeakers tested.
  • the first signal emitted Sel is a pre-recorded signal.
  • the received test audio signals Sr comprise, for each first microphone 10a, a first received signal Sr1 produced by said first microphone 10a.
  • the processing component 12 produces and broadcasts the first transmitted signal Sel via the first group of loudspeakers tested (step E1).
  • the first transmitted signal Sel is broadcast successively by each of the first loudspeakers 7a which each produce a first sound signal So1.
  • the first transmitted signal Sel here comprises a first sinusoidal signal having a frequency lower than 100Hz, here equal to 50Hz.
  • the first sinusoidal signal is a pure sine.
  • the first microphones 10a capture the first sound signal So1 produced by said first loudspeaker 7a (step E2).
  • the processing component 12 acquires the first received signal Sr1 produced by each first microphone 10a.
  • the processing component 12 verifies whether or not the first received signal Sr1 is consistent with the first transmitted signal Sel (step E3).
  • step E4 the processing component 12 launches an acoustic recalibration phase, which will be mentioned below.
  • the processing component 12 verifies that the first transmitted signal Sel is indeed present in the first received signal Sr1 (step E5).
  • step E6 If the first transmitted signal Sel is not present in the first received signal Sr1, an irremediable failure of the first loudspeaker 7a is detected (step E6).
  • step E5 if the first transmitted signal Sel is indeed present in the first received signal Sr1, the processing component 12 analyzes the first received signal Sr1 to detect a residual noise signal also present in the first received signal Sr1.
  • the analysis is a spectral analysis which uses a spectral measurement of the first received signal Sr1.
  • the spectral measurement shows a peak at the frequency of the fundamental, as well as possibly other peaks at the frequencies of the harmonics (multiples of the fundamental).
  • the processing component 12 By removing these peaks from the spectrum, the processing component 12 obtains the spectrum of the residual noise signal, which is normally weak and at the very least clearly lower than the preceding peaks.
  • the residual noise signal will be high: this is the noise of the airflow turbulence of the leaks.
  • the processing component 12 checks whether the residual noise signal has a frequency greater than a predefined frequency and a level greater than a predefined level, the predefined frequency being greater than a first frequency of the first transmitted signal Sel (step E7). If this is the case, the processing component 12 detects a leak in the acoustic enclosure (step E8).
  • step E7 if the sealing defect is not detected, the processing component 12 launches an acoustic recalibration phase (step E9).
  • each first loudspeaker 7a emits the first transmitted signal Sel successively.
  • the first transmitted signal Sel it is possible to cause the first transmitted signal Sel to be transmitted by several first loudspeakers 7a simultaneously. In this case, if a fault is detected, it is possible either to incriminate all the first loudspeakers 7a concerned, or to have the first signal emitted Sel retransmitted by the first loudspeakers 7a successively to precisely identify the first loudspeaker or loudspeakers 7a at the origin of the fault.
  • a pure sine at a medium frequency (for example equal to 500 Hz) can only be used to verify the presence of a loudspeaker.
  • a pure sine at a low frequency (for example equal to 50 Hz) can be used to verify the presence of a loudspeaker and to ensure that its acoustic enclosure is sealed.
  • Pink noise can be used to verify the presence of a speaker and its frequency response.
  • a frequency sweep can be used to check the presence of a loudspeaker, its frequency response, its THD (for Total Harmonie Distortion or Rates of Harmonic Distortion in French), and possible parasitic vibrations in the connected speaker 1.
  • the implementation of the first diagnosis of the audio reproduction unit 2 can therefore consist in detecting other faults.
  • the self-diagnosis method can establish a diagnosis of a second group of loudspeakers tested comprising at least one second loudspeaker 7b of the set of loudspeakers 6.
  • the second group of loudspeakers tested which is targeted by this diagnostic may include a single loudspeaker, all the loudspeakers, or only certain loudspeakers of the set of loudspeakers 6.
  • the second loudspeakers 7b can be the same as the first loudspeaker(s) 7a.
  • Carrying out the diagnosis uses at least a second microphone 10b of the set of microphones 9. Again, it is possible to use a single microphone, all the microphones, or else only certain microphones of the set of microphones 9.
  • the or the second microphones 10b can be the same as the first microphone(s) 10a.
  • the transmitted test audio signals comprise a second transmitted signal Se2 which is broadcast via the second loudspeaker(s) 7b of the second group of loudspeakers tested.
  • the test audio signals received include, for each second microphone 10b, a second received signal Sr2 produced by said second microphone 10b.
  • the second emitted signal Se2 is emitted successively by each second loudspeaker 7b.
  • the second transmitted signal Se2 here comprises a succession of second sinusoidal signals exhibiting distinct second frequencies and forming a frequency sweep.
  • the second sinusoidal signals are pure sines.
  • the frequencies emitted are for example between 31.25 Hz and 1 kHz, per third octave, that is to say: 31.25 Hz x 2 ⁇ (N ⁇ 1/3).
  • the frequencies could of course be different, and for example between 20 Hz and 2 kHz, in steps of a multiplicative factor equal to 1.58: 20 Hz, 31.7 Hz, 50.2 Hz, ..., 1.26 kHz, 2 kHz.
  • Each frequency is for example transmitted for 500 ms.
  • the second microphones 10b capture the second sound signal So2 produced by said second loudspeaker 7b.
  • the processing component 12 acquires the second received signal Sr2 produced by each second microphone 10b.
  • the processing component 12 implements a spectral analysis which, for each second sinusoidal signal of the second signal emitted Se2, that is to say for each frequency emitted, consists in carrying out measurements of a level of a fundamental and of harmonic levels of the second received audio signal Sr2, and detecting a fault from said measurements.
  • the processing component 12 calculates a ratio between a sum of the levels of the harmonics and the level of the fundamental, and detects a fault from said ratio.
  • the level of the fundamental gives the frequency response of the audio reproduction unit 2.
  • the harmonics are the multiples of the fundamental.
  • the distortion can be calculated by taking into account the first five harmonics of the second received signal Sr2.
  • the fault detected is an internal fault in the second loudspeaker 7b.
  • the fault detected is for example a deterioration of the membrane or of the suspension, a fault in the alignment of the coil, etc.
  • the processing component 12 can detect a vibration fault by calculating the ratio between a sum of the levels of the harmonics and the level of the fundamental, the harmonics taken into account being the harmonics of orders greater than ten of the second received signal Sr2.
  • the fault detected is a vibration fault manifested by the presence in the connected enclosure 1 of first vibration levels that are too high at first vibration frequencies.
  • Each first vibration frequency is therefore an emitted frequency, which is associated with a first vibration level (ratio between the sum of the levels of the harmonics and the level of the fundamental, that is to say of said first vibration frequency) too high and symptomatic of a vibration defect.
  • the processing component therefore establishes a first list of frequencies for which the level of vibration is greater than a predefined threshold, which is for example equal to 5%.
  • the processing component 12 uses the set of loudspeakers 6 to communicate with the user and ask him to move the connected speaker 1.
  • the processing component 12 again broadcasts the second transmitted signal Se2 via the second loudspeaker 7b and again analyzes the second received signal Sr2 to evaluate second vibration levels at second vibration frequencies.
  • the second vibration frequencies are again the emitted frequencies of the signal Se2.
  • the processing component attempts to detect excessively high second vibration levels associated with second vibration frequencies.
  • the processing component therefore establishes a second list of frequencies for which the level of vibration is greater than the predefined threshold.
  • the processing component 12 then compares the first vibration levels with the second vibration levels, and/or the first vibration frequencies with the second vibration frequencies, in order to determine whether the fault detected comes from the positioning of the connected speaker 1 or from an internal fault in the connected speaker 1.
  • the processing component considers that there is a vibration defect at these frequencies, which is intrinsic to the connected speaker 1.
  • the acoustic recalibration phase can be implemented at any time, and for example periodically, to ensure that the audio reproduction performance of the loudspeaker 1 is optimal.
  • the acoustic recalibration phase can also be implemented, as we have seen, following the completion of the first diagnosis, i.e. at steps E4 and E9: see picture 2 .
  • the acoustic recalibration phase can also be implemented when the existence of an acoustic defect is observed by comparing the latest results with those previously stored.
  • the acoustic defect in question may consist of an incoherent frequency response, due for example to vibrations, and requiring recalibration in order to approximate the initial acoustic characteristics.
  • the acoustic recalibration may relate to a third group of loudspeakers tested comprising at least a third loudspeaker 7c of the set of loudspeakers 6.
  • the third group of loudspeakers tested which is concerned by this recalibration can comprise a single speaker, all speakers, or only some speakers in the speaker set.
  • the third loudspeaker(s) 7c can be the same as the first loudspeaker(s) 7a or the second loudspeaker(s) 7b.
  • At least one third microphone 10c from the set of microphones 9 is again used. It is possible to use a single microphone, all the microphones, or else only certain microphones from the set of microphones 9.
  • the third microphone(s) 10c can be the same as the first microphone(s) 10a or the second microphone(s) 10b.
  • the emitted test audio signals Se include a third emitted signal Se3 which is broadcast via the third loudspeaker(s) 7c of the third group of loudspeakers tested.
  • the test audio signals received include, for each third microphone 10c, a third received signal Sr3 produced by said third microphone 10c.
  • a third sound signal So3 produced by at least a third loudspeaker 7c
  • the third microphone 10c produces a third current received signal Sr3.
  • the third current signal received is recorded in a non-volatile memory of the memory module 13 (step E10).
  • the processing component 12 checks whether the memory contains at least a third previous received signal which was previously transmitted by the same third loudspeaker 7c (or the same third loudspeakers 7c) and recorded by the processing component 12 (step E11).
  • step E12 the acoustic recalibration phase is not carried out
  • the processing component 12 analyzes the current third received signal by comparing it with the previous third received signals stored in the memory (step E13).
  • the processing component 12 attempts to detect an acoustic defect from the results of said comparison (step E14).
  • step E15 If no acoustic fault is detected, the decision process ends; the acoustic recalibration phase is not carried out (step E15).
  • the processing component 12 performs a recalibration of the connected speaker 1 to correct said acoustic defect (step E16).
  • the processing component 12 can decide to limit the level of the audio signals emitted in this frequency band, if said frequency band is sufficiently narrow.
  • the processing component 12 decides to limit the level of the audio signals transmitted if the width of the frequency band is less than a predetermined threshold.
  • the predetermined threshold is for example equal to 1/6 of an octave.
  • the acoustic recalibration can also comprise a modification of the audio equalization of an audio channel integrating the third loudspeaker 7c concerned, so as to obtain the desired shape of the spectrum (for example a flat frequency response).
  • the transmitted test audio signals comprise a fourth transmitted signal Se4.
  • the fourth transmitted signal Se4 is broadcast via a fourth group of loudspeakers comprising at least a fourth loudspeaker 7d of the set of loudspeakers 6, which thus emits a fourth sound signal So4.
  • the processing component 12 begins by adjusting the sound volume of the connected speaker 1 to a predefined level (for example 50% or 100% of the maximum volume): step E20. This step is optional.
  • the processing component 12 uses the set of loudspeakers 6 to ask the user to check that no object is obstructing the inputs of the microphones 10 of the set of microphones 9 nor the outputs of the loudspeakers 7 of the set of loudspeakers 6 (step E21). This step is optional.
  • the processing component 12 initializes the audio capture on the microphones 10d which are the tested microphones (step E22).
  • the processing component 12 broadcasts the fourth transmitted signal Se4 via the fourth group of loudspeakers (step E23), which produces a fourth sound signal So4.
  • the processing component 12 then checks that the fourth sound signal So4 has indeed been received by at least one tested microphone (step E24).
  • the processing component 12 verifies that the fourth sound signal So4 has indeed been received by all the microphones tested (step E25).
  • processing component 12 optionally implements the first diagnosis (if this has not already been carried out): step E26.
  • step E25 if at least one first microphone tested has indeed received the fourth sound signal So4 and if at least one second microphone tested has not received said fourth sound signal So4, the processing component 12 detects an irremediable failure of the second microphone(s) tested (step E27).
  • step E24 if none of the microphones tested has received the fourth sound signal So4, the processing component 12 asks the user if he has heard the fourth sound signal So4 (step E28).
  • the processing component 12 detects an irremediable failure of a first subsystem belonging to the audio reproduction unit 2 and comprising the fourth group of loudspeakers (step E29).
  • the processing component 12 detects an irremediable failure of a second subsystem belonging to the audio capture unit 3 and comprising the microphones tested (step E30) .
  • step E23 or step E24 if one or more microphones tested have not received the fourth sound signal So4, the processing component 12 can use the set of loudspeakers 6 to request the user to check that no object obstructs the inputs of the microphones 10 of the set of microphones 9 nor the outputs of the loudspeakers 7 of the set of loudspeakers 6 (if this verification has not already been carried out). If this is the case, the second diagnosis is restarted.
  • step E24 if none of the microphones tested has received the fourth sound signal So4, the processing component, before asking the user if he has heard the fourth sound signal So4, emits again the fourth sound signal So4 using a fifth loudspeaker different from the fourth loudspeaker.
  • the processing component detects an irremediable failure of the fourth loudspeaker if the sound signal So4 is this time well received by at least one of the microphones tested.
  • the invention therefore makes it possible to implement a mutual self-diagnosis by using the set of microphones 9 to establish the first diagnosis of the audio reproduction unit 2, and by using the set of loudspeakers 6 to establish the second audio capture unit diagnostics 3.
  • the first diagnosis and the second diagnosis can be implemented periodically, each time testing all 7 loudspeakers or only certain loudspeakers 7, and each time testing all 10 microphones or only some 10 microphones.
  • the regular implementation of the self-diagnosis process makes it possible to solve the problem of the modification of the environment of the connected speaker 1: displacement of the connected speaker 1, object placed nearby, etc.
  • the microphones 10 it is noted that it is possible, during the implementation of the first diagnosis (relating to the loudspeakers 7), to test the first microphones 10a. For example, following step E2 visible on the picture 2 , it is possible to compare the first received signals Sr1 produced by the first microphones 10a with each other. If the first received signal Sr1 produced by one of the first microphones 10a is inconsistent with the other first received signals Sr1 produced by the other first microphones 10a, the processing component 12 detects a failure of the first microphone 10a in question.
  • the connected speaker 1 can transmit to the manufacturer, via the communication module 5, the results of the tests carried out. This information can be uploaded to a database to allow statistical processing of the data.
  • the invention minimizes interactions with the user.
  • the connected speaker 1 can perfectly inform the user of the presence and the nature of this defect, and can guide him to possibly try to correct this defect.
  • the manufacturer can also possibly contact the user to help him solve certain problems reported by the connected speaker 1.
  • the invention therefore makes it possible to detect the irremediable failure of one or more loudspeakers 7, the irremediable failure of one or more audio channels (amplifier, etc.), the irremediable failure of one or more microphones 10.
  • invention also makes it possible to inform the user and/or to proactively inform the After-Sales Service, and to update the product statistical data.
  • the invention also makes it possible to detect an under-optimized use of the audio reproduction unit 2 (modification of the user environment, natural aging of the audio elements, etc.).
  • the invention can also propose to the user to carry out an acoustic recalibration in order to take full advantage over time of the characteristics and performance of his connected speaker 1.
  • the audio reproduction equipment in which the invention is implemented is of course not necessarily a connected speaker, but can be any electronic equipment incorporating one or more loudspeakers and one or more microphones: residential gateway, decoder box , voice assistant, tablet, smartphone, etc.
  • the transmitted test audio signals can be pre-recorded, generated by the processing component 12, or else obtained from the network via the communication module 5.

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Abstract

Procédé d'auto-diagnostic mis en œuvre dans un équipement de restitution audio (1) comportant une unité de restitution audio (2) comprenant au moins un haut-parleur (7) et une unité de capture audio (3) comprenant au moins un microphone (10), le procédé d'auto-diagnostic comportant les étapes de :
- acquérir ou produire des signaux audio de test émis (Se) et les diffuser via le ou les haut-parleurs (7) qui génèrent alors des signaux sonores de test (So) ;
- acquérir des signaux audio de test reçus (Sr) produits par le ou les microphones (10) et résultant d'une réception par le ou les microphones (10) des signaux sonores de test ;
- analyser les signaux audio de test reçus pour établir un premier diagnostic de l'unité de restitution audio (2) et un deuxième diagnostic de l'unité de capture audio (3).

Description

  • L'invention concerne le domaine des équipements de restitution audio comprenant des haut-parleurs et des microphones.
    • ARRIERE PLAN DE L'INVENTION
  • Il existe aujourd'hui un grand nombre d'équipements électroniques qui comprennent à la fois des haut-parleurs pour restituer des signaux audio, mais aussi des microphones pour capturer des signaux sonores. Parmi ces équipements, on trouve par exemple des enceintes connectées qui peuvent être utilisées pour mettre en œuvre des procédés de reconnaissance vocale.
  • Actuellement, lorsque l'utilisateur d'un tel équipement constate que son équipement présente un défaut acoustique, l'utilisateur n'a pas d'autre choix que de rapporter ou de renvoyer l'équipement au vendeur ou au Service Après-Vente du fabricant. L'équipement est alors testé par le Service Après-Vente qui, si cela est possible (et si cela est nécessaire), répare et/ou effectue une recalibration acoustique de l'équipement pour le rendre à nouveau opérationnel.
  • Cette solution est contraignante pour l'utilisateur car elle nécessite que l'équipement soit toujours sous garantie. Par ailleurs, l'utilisateur doit non seulement s'occuper du renvoi de l'équipement mais est de plus privé de son équipement pendant une certaine durée (sauf si le vendeur a proposé un remplacement immédiat lorsque le défaut acoustique a été signalé).
  • Cette solution est aussi contraignante pour le fabricant. En effet, il est fréquent que des défauts acoustiques proviennent non pas de l'équipement lui-même mais de la manière dont il est installé chez l'utilisateur. De plus, certains défauts acoustiques peuvent être réglés par une recalibration acoustique qui pourrait parfaitement être réalisée chez l'utilisateur. Le renvoi de l'équipement par l'utilisateur et les opérations qui en découlent sont donc souvent inutilement lourdes et coûteuses pour le fabricant.
    • OBJET DE L'INVENTION
  • L'invention a pour objet de réduire, pour l'utilisateur et le fabricant, les contraintes résultant de la survenue d'un défaut acoustique dans un équipement de restitution audio.
    • RESUME DE L'INVENTION
  • En vue de la réalisation de ce but, on propose un procédé d'auto-diagnostic mis en œuvre dans un équipement de restitution audio comportant une unité de restitution audio comprenant au moins un haut-parleur et une unité de capture audio comprenant au moins un microphone, le procédé d'auto-diagnostic comportant les étapes de :
    • acquérir ou produire des signaux audio de test émis et les diffuser via le ou les haut-parleurs qui génèrent alors des signaux sonores de test ;
    • acquérir des signaux audio de test reçus produits par le ou les microphones et résultant d'une réception par le ou les microphones des signaux sonores de test ;
    • analyser les signaux audio de test reçus pour établir un premier diagnostic de l'unité de restitution audio et un deuxième diagnostic de l'unité de capture audio.
  • L'équipement de restitution audio peut donc mettre en œuvre un premier diagnostic de l'unité de restitution audio qui utilise l'ensemble de microphones, et un deuxième diagnostic de l'unité de capture audio qui utilise l'ensemble de haut-parleurs. Cet auto-diagnostic mutuel et complet est entièrement réalisé par l'équipement de restitution audio, de manière autonome, et ne nécessite donc pas d'équipements externes (tels qu'un banc de test). L'équipement de restitution audio peut ainsi corriger lui-même certains défauts acoustiques, par exemple en effectuant une recalibration acoustique ou en demandant à l'utilisateur de modifier le positionnement de l'équipement de restitution audio. On limite ainsi les retours au vendeur ou au fabricant des équipements de restitution audio. En cas de défaillance irrémédiable, l'auto-diagnostic permet de mieux cibler l'origine du défaut pour améliorer sa prise en charge.
  • Le procédé d'auto-diagnostic selon l'invention limite donc les contraintes, pour l'utilisateur et le fabricant, qui résultent de la survenue d'un défaut acoustique dans l'équipement de restitution audio.
  • On propose aussi un procédé d'auto-diagnostic tel que précédemment décrit, dans lequel les signaux audio de test émis comprennent un premier signal émis diffusé par au moins un premier haut-parleur, et dans lequel les signaux audio de test reçus comprennent au moins un premier signal reçu produit par au moins un premier microphone, l'analyse comprenant l'étape de vérifier que le premier signal émis est bien présent dans le premier signal reçu.
  • On propose aussi un procédé d'auto-diagnostic tel que précédemment décrit, comprenant l'étape de détecter une défaillance irrémédiable du premier haut-parleur si le premier signal émis n'est pas présent dans le premier signal reçu.
  • On propose aussi un procédé d'auto-diagnostic tel que précédemment décrit, comprenant les étapes, si le premier signal émis est bien présent dans le premier signal reçu, de détecter un signal de bruit résiduel présent aussi dans le premier signal reçu, de vérifier si le signal de bruit résiduel a une fréquence supérieure à une fréquence prédéfinie et un niveau supérieur à un niveau prédéfini, la fréquence prédéfinie étant supérieure à une fréquence du premier signal émis et, si c'est le cas, de détecter un défaut d'étanchéité d'une enceinte acoustique de l'équipement de restitution audio intégrant le premier haut-parleur.
  • On propose aussi un procédé d'auto-diagnostic tel que précédemment décrit, dans lequel le premier signal émis comprend un premier signal sinusoïdal ayant une fréquence inférieure à 100Hz.
  • On propose aussi un procédé d'auto-diagnostic tel que précédemment décrit, dans lequel les signaux audio de test émis comprennent un deuxième signal émis diffusé par au moins un deuxième haut-parleur, et dans lequel les signaux audio de test reçus comprennent au moins un deuxième signal reçu produit par au moins un deuxième microphone, le deuxième signal émis comportant une succession de deuxièmes signaux sinusoïdaux présentant des deuxièmes fréquences distinctes et formant un balayage en fréquence, l'analyse comprenant les étapes, pour chaque deuxième signal sinusoïdal, de réaliser des mesures d'un niveau d'une fondamentale et de niveaux d'harmoniques du deuxième signal audio reçu , et de détecter un défaut acoustique du deuxième haut-parleur à partir desdites mesures.
  • On propose aussi un procédé d'auto-diagnostic tel que précédemment décrit, comprenant l'étape de calculer un rapport entre une somme des niveaux des harmoniques et le niveau de la fondamentale, et de détecter le défaut acoustique à partir dudit rapport.
  • On propose aussi un procédé d'auto-diagnostic tel que précédemment décrit, dans lequel les harmoniques sont les cinq premiers harmoniques du deuxième signal reçu, et dans lequel le défaut détecté est un défaut interne au deuxième haut-parleur.
  • On propose aussi un procédé d'auto-diagnostic tel que précédemment décrit, dans lequel les harmoniques sont les harmoniques de rangs supérieurs à dix du deuxième signal reçu, et dans lequel le défaut détecté est un défaut de vibration se manifestant par la présence de premiers niveaux de vibration trop élevés à des premières fréquences de vibration.
  • On propose aussi un procédé d'auto-diagnostic tel que précédemment décrit, comprenant les étapes, si un défaut de vibration est détecté, de demander à un utilisateur de déplacer l'équipement de restitution audio, puis d'émettre à nouveau le deuxième signal émis et d'analyser à nouveau le deuxième signal reçu pour évaluer des deuxièmes niveaux de vibration à des deuxièmes fréquences de vibration, puis de comparer les premiers niveaux de vibration avec les deuxièmes niveaux de vibration, et/ou les premières fréquences de vibration avec les deuxièmes fréquences de vibration, afin de déterminer si le défaut détecté provient d'un positionnement de l'équipement de restitution audio ou d'un défaut interne à l'équipement de restitution audio.
  • On propose aussi un procédé d'auto-diagnostic tel que précédemment décrit, dans lequel les signaux audio de test émis comprennent un troisième signal émis diffusé par au moins un troisième haut-parleur, et dans lequel les signaux audio de test reçus comprennent au moins un troisième signal reçu courant produit par au moins un troisième microphone, l'analyse comprenant les étapes de comparer le troisième signal reçu courant avec au moins un troisième signal reçu précédent qui a été précédemment enregistré, de détecter un défaut acoustique à partir de résultats de ladite comparaison, et d'effectuer une recalibration acoustique de l'équipement de restitution audio pour corriger ledit défaut acoustique.
  • On propose aussi un procédé d'auto-diagnostic tel que précédemment décrit, dans lequel la recalibration acoustique comprend une modification de l'égalisation audio d'une voie audio intégrant le troisième haut-parleur.
  • On propose aussi un procédé d'auto-diagnostic tel que précédemment décrit, dans lequel les signaux audio de test émis comprennent un quatrième signal émis diffusé via au moins un quatrième haut-parleur qui émet ainsi un signal sonore, le procédé d'auto-diagnostic comprenant l'étape de vérifier que le signal sonore a bien été reçu par des microphones testés.
  • On propose aussi un procédé d'auto-diagnostic tel que précédemment décrit, comprenant l'étape, si au moins un premier microphone testé a bien reçu le signal sonore et si au moins un deuxième microphone testé n'a pas reçu le signal sonore, de détecter une défaillance irrémédiable du deuxième microphone testé.
  • On propose aussi un procédé d'auto-diagnostic tel que précédemment décrit, comprenant l'étape, si aucun des microphones testés n'a reçu le signal sonore, de demander à un utilisateur de l'équipement de restitution audio s'il a entendu le signal sonore et :
    • si ce n'est pas le cas, de détecter une défaillance irrémédiable du quatrième haut-parleur ;
    • si c'est le cas, de détecter une défaillance irrémédiable des microphones testés.
  • On propose aussi un procédé d'auto-diagnostic tel que précédemment décrit, comprenant en outre les étapes, avant de demander à l'utilisateur s'il a entendu le signal sonore, d'émettre à nouveau le signal sonore en utilisant un cinquième haut-parleur différent du quatrième haut-parleur, et de détecter une défaillance irrémédiable du quatrième haut-parleur si le signal sonore est cette fois bien reçu par au moins un des microphones testés.
  • On propose aussi un équipement de restitution audio, comportant un composant de traitement, une unité de restitution audio comprenant au moins un haut-parleur, et une unité de capture audio comprenant au moins un microphone, le procédé d'auto-diagnostic tel que précédemment décrit étant mis en œuvre dans le composant de traitement.
  • On propose aussi un équipement de restitution audio tel que précédemment décrit, l'équipement de restitution audio étant une enceinte connectée.
  • On propose aussi un programme d'ordinateur comprenant des instructions qui conduisent le composant de traitement de l'équipement de restitution audio tel que précédemment décrit à exécuter les étapes du procédé d'auto-diagnostic tel que précédemment décrit.
  • On propose aussi un support d'enregistrement lisible par ordinateur, sur lequel est enregistré le programme d'ordinateur tel que précédemment décrit.
  • L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit d'un mode de mise en œuvre particulier non limitatif de l'invention.
    • BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
  • Il sera fait référence aux dessins annexés parmi lesquels :
    • [Fig. 1] la figure 1 représente une enceinte connectée dans laquelle est mis en œuvre le procédé d'auto-diagnostic selon l'invention ;
    • [Fig. 2] la figure 2 représente des étapes d'un premier diagnostic ;
    • [Fig. 3] la figure 3 représente des étapes d'un procédé de décision préalable à la mise en œuvre d'une phase de recalibration acoustique ;
    • [Fig. 4] la figure 4 représente des étapes d'un deuxième diagnostic.
    DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION
  • En référence à la figure 1, l'invention est ici mise en œuvre dans un équipement de restitution audio qui est en l'occurrence une enceinte connectée 1.
  • L'enceinte connectée 1 comprend une unité de restitution audio 2, une unité de capture audio 3, un module de traitement 4 et un module de communication 5.
  • L'unité de restitution audio 2 comporte un ensemble de haut-parleurs 6 comprenant au moins un, en l'occurrence une pluralité de haut-parleurs 7 intégrés dans une enceinte acoustique, ainsi que des composants électroniques 8 agencés pour traiter et transmettre des signaux audio émis aux haut-parleurs 7 qui les restituent en générant des signaux sonores. Les composants électroniques 8 comprennent notamment des amplificateurs. Les composants électroniques 8 forment plusieurs voies audio reliées chacune à un ou plusieurs haut-parleurs 7.
  • L'unité de capture audio 3 comporte un ensemble de microphones 9 comprenant au moins un, en l'occurrence une pluralité de microphones 10 ainsi que des composants électroniques 11 agencés pour acquérir et traiter des signaux audio reçus produits par les microphones 10 lorsque ceux-ci capturent des signaux sonores. Les composants électroniques 11 comprennent notamment un ou des convertisseurs analogiques numériques qui transforment les signaux audio analogiques produits par les microphones 10 en signaux numériques.
  • Le module de traitement 4 comprend un composant de traitement 12 qui est adapté à exécuter des instructions d'un programme pour mettre en œuvre le procédé d'auto-diagnostic selon l'invention. Le programme est stocké dans un module de mémoire 13 comprenant une ou des mémoires de différent type (volatile, non volatile) et relié ou intégré dans le composant de traitement 12. Le composant de traitement 12 est par exemple un processeur, un microcontrôleur, un DSP (pour Digital Signal Processor, que l'on peut traduire par « processeur de signal numérique »), ou bien un circuit logique programmable tel qu'un FPGA (pour Field Programmable Gate Arrays) ou un ASIC (pour Application Specific Integrated Circuit).
  • Le module de communication 5 met en œuvre une liaison sans fil utilisant ici un protocole Wi-Fi. Le module de communication 5 permet de relier l'enceinte connectée 1 à une passerelle résidentielle située dans l'habitation de l'utilisateur de l'enceinte connectée 1. L'enceinte connectée 1 peut ainsi être connectée à un réseau de communication (par exemple Internet) via son module de communication 5 et la passerelle résidentielle.
  • On note que la liaison pourrait être une autre liaison sans fil (par exemple une liaison Bluetooth), ou bien une liaison filaire.
  • Le procédé d'auto-diagnostic selon l'invention consiste à acquérir ou à produire des signaux audio de test émis Se et à les diffuser via le ou les haut-parleurs 7 qui génèrent alors des signaux sonores de test So. Le composant de traitement 12 acquiert des signaux audio de test reçus Sr produits par le ou les microphones 10 et résultant d'une réception par le ou les microphones 10 des signaux sonores de test. Le composant de traitement 12 analyse les signaux audio de test reçus Sr pour établir un premier diagnostic de l'unité de restitution audio 2 et un deuxième diagnostic de l'unité de capture audio 3.
  • Le composant de traitement 12 établit ainsi tout d'abord, dans le cadre du premier diagnostic de l'unité de restitution audio 2, un diagnostic portant sur un premier groupe de haut-parleurs testé et sur l'enceinte acoustique.
  • Le premier groupe de haut-parleurs testé comprend au moins un premier haut-parleur 7a de l'ensemble de haut-parleurs 6. Le premier groupe de haut-parleurs testé qui est ciblé par ce diagnostic peut comprendre un seul haut-parleur, tous les haut-parleurs, ou bien seulement certains haut-parleurs de l'ensemble de haut-parleurs 6.
  • La réalisation du diagnostic utilise au moins un premier microphone 10a de l'ensemble de microphones 9. A nouveau, il est possible d'utiliser un seul microphone, tous les microphones, ou bien seulement certains microphones de l'ensemble de microphones 9.
  • Pour établir le premier diagnostic, les signaux audio de test émis Se comprennent un premier signal émis Sel qui est diffusé via le ou les premiers haut-parleurs 7a du premier groupe de haut-parleurs testé. Le premier signal émis Sel est un signal pré-enregistré. Les signaux audio de test reçus Sr comprennent, pour chaque premier microphone 10a, un premier signal reçu Sr1 produit par ledit premier microphone 10a.
  • En référence à la figure 2, le composant de traitement 12 produit et diffuse le premier signal émis Sel via le premier groupe de haut-parleurs testé (étape E1). Le premier signal émis Sel est diffusé successivement par chacun des premiers haut-parleurs 7a qui produisent chacun un premier signal sonore So1.
  • Le premier signal émis Sel comprend ici un premier signal sinusoïdal ayant une fréquence inférieure à 100Hz, ici égale à 50Hz. Le premier signal sinusoïdal est un sinus pur.
  • Pour chaque premier haut-parleur 7a, les premiers microphones 10a capturent le premier signal sonore So1 produit par ledit premier haut-parleur 7a (étape E2).
  • Puis, le composant de traitement 12 acquiert le premier signal reçu Sr1 produit par chaque premier microphone 10a.
  • Pour chaque premier signal reçu Sr1, le composant de traitement 12 vérifie si le premier signal reçu Sr1 est cohérent ou non avec le premier signal émis Sel (étape E3).
  • Si c'est le cas, le composant de traitement 12 lance une phase de recalibration acoustique, qui sera évoquée plus bas (étape E4).
  • Si ce n'est pas le cas, le composant de traitement 12 vérifie que le premier signal émis Sel est bien présent dans le premier signal reçu Sr1 (étape E5).
  • Si le premier signal émis Sel n'est pas présent dans le premier signal reçu Sr1, une défaillance irrémédiable du premier haut-parleur 7a est détecté (étape E6).
  • A l'étape E5, si le premier signal émis Sel est bien présent dans le premier signal reçu Sr1, le composant de traitement 12 analyse le premier signal reçu Sr1 pour détecter un signal de bruit résiduel présent aussi dans le premier signal reçu Sr1.
  • L'analyse est une analyse spectrale qui utilise une mesure spectrale du premier signal reçu Sr1.
  • La mesure spectrale présente un pic à la fréquence de la fondamentale, ainsi éventuellement que d'autres pics aux fréquences des harmoniques (multiples de la fondamentale).
  • En supprimant ces pics du spectre, le composant de traitement 12 obtient le spectre du signal de bruit résiduel, qui est normalement faible et tout au moins nettement inférieur aux pics précédents.
  • En cas de fuite, on constatera que le signal de bruit résiduel sera élevé : il s'agit du bruit des turbulences d'écoulement d'air des fuites.
  • Il suffira d'appliquer une vérification sur le niveau et le spectre de ce bruit pour vérifier qu'il y a fuite dans le produit (signal de bruit résiduel élevé), ou non.
  • Ainsi, le composant de traitement 12 vérifie si le signal de bruit résiduel a une fréquence supérieure à une fréquence prédéfinie et un niveau supérieur à un niveau prédéfini, la fréquence prédéfinie étant supérieure à une première fréquence du premier signal émis Sel (étape E7). Si c'est le cas, le composant de traitement 12 détecte un défaut d'étanchéité de l'enceinte acoustique (étape E8).
  • A l'étape E7, si le défaut d'étanchéité n'est pas détecté, le composant de traitement 12 lance une phase de recalibration acoustique (étape E9).
  • On a indiqué ici que chaque premier haut-parleur 7a émet le premier signal émis Sel successivement. Cependant, il est possible de faire émettre le premier signal émis Sel par plusieurs premiers haut-parleurs 7a simultanément. Dans ce cas, si un défaut est détecté, il est possible soit d'incriminer tous les premiers haut-parleurs 7a concernés, soit de faire réémettre le premier signal émis Sel par les premiers haut-parleurs 7a successivement pour identifier précisément le ou les premiers haut-parleurs 7a à l'origine du défaut.
  • Pour caractériser un haut-parleur, il est possible d'utiliser un signal audio de test émis autre qu'un sinus pur, et par exemple un bruit rose ou un balayage en fréquence.
  • Un sinus pur à une fréquence médium (par exemple égale à 500 Hz) ne peut être utilisé que pour vérifier la présence d'un haut-parleur.
  • Un sinus pur à une fréquence basse (par exemple égale à 50 Hz) peut être utilisé pour vérifier la présence d'un haut-parleur et s'assurer que son enceinte acoustique est étanche.
  • Un bruit rose peut être utilisé pour vérifier la présence d'un haut-parleur et sa réponse en fréquence.
  • Un balayage en fréquence peut être utilisé pour vérifier la présence d'un haut-parleur, sa réponse en fréquence, son THD (pour Total Harmonie Distortion ou Taux de Distorsion Harmonique en français), et d'éventuelles vibrations parasites dans l'enceinte connectée 1.
  • La mise en œuvre du premier diagnostic de l'unité de restitution audio 2 peut donc consister à détecter d'autres défauts.
  • Le procédé d'auto-diagnostic peut établir un diagnostic d'un deuxième groupe de haut-parleurs testé comprenant au moins un deuxième haut-parleur 7b de l'ensemble de haut-parleurs 6. Le deuxième groupe de haut-parleurs testé qui est ciblé par ce diagnostic peut comprendre un seul haut-parleur, tous les haut-parleurs, ou bien seulement certains haut-parleurs de l'ensemble de haut-parleurs 6. Le ou les deuxièmes haut-parleurs 7b peuvent être les mêmes que le ou les premiers haut-parleurs 7a.
  • La réalisation du diagnostic utilise au moins un deuxième microphone 10b de l'ensemble de microphones 9. A nouveau, il est possible d'utiliser un seul microphone, tous les microphones, ou bien seulement certains microphones de l'ensemble de microphones 9. Le ou les deuxièmes microphones 10b peuvent être les mêmes que le ou les premiers microphones 10a.
  • Les signaux audio de test émis comprennent un deuxième signal émis Se2 qui est diffusé via le ou les deuxièmes haut-parleurs 7b du deuxième groupe de haut-parleurs testé. Les signaux audio de test reçus comprennent, pour chaque deuxième microphone 10b, un deuxième signal reçu Sr2 produit par ledit deuxième microphone 10b.
  • Ici, à nouveau, le deuxième signal émis Se2 est émis successivement par chaque deuxième haut-parleur 7b.
  • Le deuxième signal émis Se2 comporte ici une succession de deuxièmes signaux sinusoïdaux présentant des deuxièmes fréquences distinctes et formant un balayage en fréquence. Les deuxièmes signaux sinusoïdaux sont des sinus purs.
  • Les fréquences émises (c'est-à-dire les deuxièmes fréquences distinctes) sont par exemple comprises entre 31,25 Hz et 1 kHz, par tiers d'octave, c'est-à-dire : 31,25 Hz x 2^(N × 1/3).
  • Les fréquences pourraient bien sûr être différentes, et par exemple comprises entre 20 Hz et 2 kHz, par pas de facteur multiplicatif égal à 1,58 : 20 Hz, 31,7 Hz, 50,2 Hz, ..., 1,26 kHz, 2 kHz.
  • Chaque fréquence est par exemple émise pendant 500ms.
  • Pour chaque deuxième haut-parleur 7b, les deuxièmes microphones 10b capturent le deuxième signal sonore So2 produit par ledit deuxième haut-parleur 7b.
  • Le composant de traitement 12 acquiert le deuxième signal reçu Sr2 produit par chaque deuxième microphone 10b.
  • Le composant de traitement 12 met en œuvre une analyse spectrale qui, pour chaque deuxième signal sinusoïdal du deuxième signal émis Se2, c'est-à-dire pour chaque fréquence émise, consiste à réaliser des mesures d'un niveau d'une fondamentale et de niveaux d'harmoniques du deuxième signal audio reçu Sr2, et à détecter un défaut à partir desdites mesures. Le composant de traitement 12 calcule un rapport entre une somme des niveaux des harmoniques et le niveau de la fondamentale, et détecte un défaut à partir dudit rapport.
  • Le niveau de la fondamentale donne la réponse en fréquence de l'unité de restitution audio 2. Les harmoniques sont les multiples de la fondamentale.
  • La distorsion peut être calculée en prenant en compte les cinq premiers harmoniques du deuxième signal reçu Sr2. Dans ce cas, le défaut détecté est un défaut interne au deuxième haut-parleur 7b. Le défaut détecté est par exemple une détérioration de la membrane ou de la suspension, un défaut d'alignement de la bobine, etc.
  • Par ailleurs, le rapport entre la somme des niveaux des harmoniques supérieurs à dix et le niveau de la fondamentale (appelé « Rub & Buzz ») donne une indication sur la présence éventuelle de vibrations dans l'enceinte connectée 1, sur le même principe que la distorsion. La présence de vibrations a pour effet un THD dégradé.
  • Ainsi, le composant de traitement 12 peut détecter un défaut de vibration en calculant le rapport entre une somme des niveaux des harmoniques et le niveau de la fondamentale, les harmoniques prises en compte étant les harmoniques de rangs supérieurs à dix du deuxième signal reçu Sr2.
  • Le défaut détecté est un défaut de vibration se manifestant par la présence dans l'enceinte connectée 1 de premiers niveaux de vibration trop élevés à des premières fréquences de vibration. Chaque première fréquence de vibration est donc une fréquence émise, qui est associée à un premier niveau de vibration (rapport entre la somme des niveaux des harmoniques et le niveau de la fondamentale, c'est-à-dire de ladite première fréquence de vibration) trop élevé et symptomatique d'un défaut de vibration. Le composant de traitement établit donc une première liste de fréquences pour lesquelles le niveau de vibration est supérieur à un seuil prédéfini, qui est par exemple égal à 5%.
  • Si un défaut de vibration est détecté, le composant de traitement 12 utilise l'ensemble de haut-parleurs 6 pour communiquer avec l'utilisateur et lui demander de déplacer l'enceinte connectée 1.
  • Puis, le composant de traitement 12 diffuse à nouveau le deuxième signal émis Se2 via le deuxième haut-parleur 7b et analyse à nouveau le deuxième signal reçu Sr2 pour évaluer des deuxièmes niveaux de vibration à des deuxièmes fréquences de vibration. Les deuxièmes fréquences de vibration sont à nouveau les fréquences émises du signal Se2.
  • Le composant de traitement tente de détecter des deuxièmes niveaux de vibration trop élevés associés à des deuxièmes fréquences de vibration.
  • Le composant de traitement établit donc une deuxième liste de fréquences pour lesquelles le niveau de vibration est supérieur au seuil prédéfini.
  • Le composant de traitement 12 compare alors les premiers niveaux de vibration avec les deuxièmes niveaux de vibration, et/ou les premières fréquences de vibration avec les deuxièmes fréquences de vibration, afin de déterminer si le défaut détecté provient du positionnement de l'enceinte connectée 1 ou d'un défaut interne à l'enceinte connectée 1.
  • Ainsi, s'il y a des fréquences en commun entre les listes obtenues pour chaque mesure (première liste pour la mesure avant le déplacement de l'enceinte, deuxième liste pour la mesure après le déplacement de l'enceinte), le composant de traitement considère qu'il y a un défaut de vibration à ces fréquences, qui est intrinsèque à l'enceinte connectée 1.
  • Par contre, si les vibrations apparaissent à des fréquences différentes, elles sont inhérentes au support et/ou à l'environnement de l'enceinte connectée 1.
  • Optionnellement pour la deuxième mesure, on peut se limiter à la liste des fréquences (première liste) qui ont été identifiées comme problématiques lors de la première mesure et ne tester que ces fréquences-ci. On décrit maintenant la phase de recalibration acoustique précédemment évoquée.
  • La phase de recalibration acoustique peut être mise en œuvre à tout moment, et par exemple de manière périodique, pour assurer que les performances de restitution audio de l'enceinte acoustique 1 sont optimales.
  • La phase de recalibration acoustique peut aussi être mise en œuvre, comme on l'a vu, suite à la réalisation du premier diagnostic, c'est-à-dire aux étapes E4 et E9 : voir figure 2.
  • La phase de recalibration acoustique peut aussi être mise en œuvre lorsque l'existence d'un défaut acoustique est constatée par comparaison des derniers résultats avec ceux précédemment conservés. Le défaut acoustique en question peut consister en une réponse en fréquence incohérente, due par exemple à des vibrations, et nécessitant une recalibration afin de se rapprocher des caractéristiques acoustiques initiales.
  • La recalibration acoustique peut concerner un troisième groupe de haut-parleurs testé comprenant au moins un troisième haut-parleur 7c de l'ensemble de haut-parleurs 6. Le troisième groupe de haut-parleurs testé qui est concerné par cette recalibration peut comprendre un seul haut-parleur, tous les haut-parleurs, ou bien seulement certains haut-parleurs de l'ensemble de haut-parleurs. Le ou les troisièmes haut-parleurs 7c peuvent être les mêmes que le ou les premiers haut-parleurs 7a ou que le ou les deuxièmes haut-parleurs 7b.
  • On utilise à nouveau au moins un troisième microphone 10c de l'ensemble de microphones 9. Il est possible d'utiliser un seul microphone, tous les microphones, ou bien seulement certains microphones de l'ensemble de microphones 9. Le ou les troisièmes microphones 10c peuvent être les mêmes que le ou les premiers microphones 10a ou que le ou les deuxièmes microphones 10b.
  • Les signaux audio de test émis Se comprennent un troisième signal émis Se3 qui est diffusé via le ou les troisièmes haut-parleurs 7c du troisième groupe de haut-parleurs testé. Les signaux audio de test reçus comprennent, pour chaque troisième microphone 10c, un troisième signal reçu Sr3 produit par ledit troisième microphones 10c.
  • On décrit tout d'abord, en référence à la figure 3, un procédé de décision permettant de décider si la phase de recalibration acoustique doit être réalisée.
  • Lorsqu'un troisième signal sonore So3, produit par au moins un troisième haut-parleur 7c, est capturé par un troisième microphone 10c, le troisième microphone 10c produit un troisième signal reçu courant Sr3. Le troisième signal reçu courant est enregistré dans une mémoire non volatile du module de mémoire 13 (étape E10).
  • Le composant de traitement 12 vérifie si la mémoire contient au moins un troisième signal reçu précédent qui a été précédemment émis par le même troisième haut-parleur 7c (ou les mêmes troisièmes haut-parleurs 7c) et enregistré par le composant de traitement 12 (étape E11).
  • Si ce n'est pas le cas, le procédé de décision s'achève ; la phase de recalibration acoustique n'est pas réalisée (étape E12).
  • Si c'est le cas, le composant de traitement 12 analyse le troisième signal reçu courant en le comparant avec les troisièmes signaux reçus précédents stockés dans la mémoire (étape E13).
  • Le composant de traitement 12 tente alors de détecter un défaut acoustique à partir des résultats de ladite comparaison (étape E14).
  • Si aucun défaut acoustique n'est détecté, le procédé de décision s'achève ; la phase de recalibration acoustique n'est pas réalisée (étape E15).
  • Si un défaut acoustique est détecté, le composant de traitement 12 effectue une recalibration de l'enceinte connectée 1 pour corriger ledit défaut acoustique (étape E16).
  • Dans le cas où le défaut acoustique détecté résulte de vibrations importantes dans une certaine bande de fréquences, le composant de traitement 12 peut décider de limiter le niveau des signaux audio émis dans cette bande de fréquences, si ladite bande de fréquences est suffisamment étroite. Ici, le composant de traitement 12 décide de limiter le niveau des signaux audio émis si la largeur de la bande de fréquences est inférieure à un seuil prédéterminé. Le seuil prédéterminé est par exemple égal à 1/6 d'octave.
  • La recalibration acoustique peut aussi comprendre une modification de l'égalisation audio d'une voie audio intégrant le troisième haut-parleur 7c concerné, de manière à obtenir la forme du spectre souhaitée (par exemple une réponse en fréquence plate).
  • On décrit maintenant le deuxième diagnostic, qui porte sur l'unité de capture audio 3.
  • Pour ce deuxième diagnostic, les signaux audio de test émis comprennent un quatrième signal émis Se4.
  • Le quatrième signal émis Se4 est diffusé via un quatrième groupe de haut-parleurs comprenant au moins un quatrième haut-parleur 7d de l'ensemble de haut-parleurs 6, qui émet ainsi un quatrième signal sonore So4.
  • En référence à la figure 4, pour mettre en œuvre le deuxième diagnostic, le composant de traitement 12 commence par régler le volume sonore de l'enceinte connectée 1 à un niveau prédéfini (par exemple 50% ou 100% du volume maximum) : étape E20. Cette étape est optionnelle.
  • Puis, le composant de traitement 12 utilise l'ensemble de haut-parleurs 6 pour demander à l'utilisateur de vérifier qu'aucun objet n'obstrue les entrées des microphones 10 de l'ensemble de microphones 9 ni les sorties des haut-parleurs 7 de l'ensemble de haut-parleurs 6 (étape E21). Cette étape est optionnelle.
  • Le composant de traitement 12 initialise la capture audio sur les microphones 10d qui sont les microphones testés (étape E22).
  • Le composant de traitement 12 diffuse le quatrième signal émis Se4 via le quatrième groupe de haut-parleurs (étape E23), qui produit un quatrième signal sonore So4.
  • Le composant de traitement 12 vérifie alors que le quatrième signal sonore So4 a bien été reçu par au moins un microphone testé (étape E24).
  • Si c'est le cas, le composant de traitement 12 vérifie que le quatrième signal sonore So4 a bien été reçu par tous les microphones testés (étape E25).
  • Si c'est le cas, le composant de traitement 12 met éventuellement en œuvre le premier diagnostic (si celui-ci n'a pas déjà été réalisé) : étape E26.
  • Suite à l'étape E25, si au moins un premier microphone testé a bien reçu le quatrième signal sonore So4 et si au moins un deuxième microphone testé n'a pas reçu ledit quatrième signal sonore So4, le composant de traitement 12 détecte une défaillance irrémédiable du ou des deuxièmes microphones testés (étape E27).
  • Suite à l'étape E24, si aucun des microphones testés n'a reçu le quatrième signal sonore So4, le composant de traitement 12 demande à l'utilisateur s'il a entendu le quatrième signal sonore So4 (étape E28).
  • Si ce n'est pas le cas, le composant de traitement 12 détecte une défaillance irrémédiable d'un premier sous-système appartenant à l'unité de restitution audio 2 et comprenant le quatrième groupe de haut-parleurs (étape E29).
  • Par contre, si l'utilisateur a bien entendu le quatrième signal sonore So4, le composant de traitement 12 détecte une défaillance irrémédiable d'un deuxième sous-système appartenant à l'unité de capture audio 3 et comprenant les microphones testés (étape E30).
  • Optionnellement, suite à l'étape E23 ou à l'étape E24, si un ou plusieurs microphones testés n'ont pas reçu le quatrième signal sonore So4, le composant de traitement 12 peut utiliser l'ensemble de haut-parleurs 6 pour demander à l'utilisateur de vérifier qu'aucun objet n'obstrue les entrées des microphones 10 de l'ensemble de microphones 9 ni les sorties des haut-parleurs 7 de l'ensemble de haut-parleurs 6 (si cette vérification n'a pas déjà été réalisée) . Si c'est le cas, le deuxième diagnostic est relancé.
  • Optionnellement, suite à l'étape E24, si aucun des microphones testés n'a reçu le quatrième signal sonore So4, le composant de traitement, avant de demander à l'utilisateur s'il a entendu le quatrième signal sonore So4, émet à nouveau le quatrième signal sonore So4 en utilisant un cinquième haut-parleur différent du quatrième haut-parleur. Le composant de traitement détecte une défaillance irrémédiable du quatrième haut-parleur si le signal sonore So4 est cette fois bien reçu par au moins un des microphones testés.
  • On note qu'il est parfaitement possible de mettre en œuvre le deuxième diagnostic avant le premier diagnostic. Dans ce cas, on utilisera pour le premier diagnostic uniquement les microphones 10 pour lesquels le deuxième diagnostic n'a pas détecté de défaut.
  • L'invention permet donc de mettre en œuvre un auto-diagnostic mutuel en utilisant l'ensemble de microphones 9 pour établir le premier diagnostic de l'unité de restitution audio 2, et en utilisant l'ensemble de haut-parleurs 6 pour établir le deuxième diagnostic de l'unité de capture audio 3.
  • Le premier diagnostic et le deuxième diagnostic peuvent être mis en œuvre de manière périodique, en testant à chaque fois tous les haut-parleurs 7 ou seulement certains haut-parleurs 7, et en testant à chaque fois tous les microphones 10 ou seulement certains microphones 10.
  • La mise en œuvre régulière du procédé d'auto-diagnostic permet de résoudre la problématique de la modification de l'environnement de l'enceinte connectée 1 : déplacement de l'enceinte connectée 1, objet posé à proximité, etc.
  • En ce qui concerne les microphones 10, on note qu'il est possible, au cours de la mise en œuvre du premier diagnostic (portant sur les haut-parleurs 7), de tester les premiers microphones 10a. Par exemple, suite à l'étape E2 visible sur la figure 2, on peut prévoir de comparer entre eux les premiers signaux reçus Sr1 produits par les premiers microphones 10a. Si le premier signal reçu Sr1 produit par l'un des premiers microphones 10a est incohérent par rapport aux autres premiers signaux reçus Sr1 produits par les autres premiers microphones 10a, le composant de traitement 12 détecte une défaillance du premier microphone 10a en question.
  • L'enceinte connectée 1 peut transmettre au fabricant, via le module de communication 5, les résultats des tests réalisés. Ces informations peuvent être remontées vers une base de données pour permettre un traitement statistique des données.
  • L'invention réduit au maximum les interactions avec l'utilisateur. Cependant, lorsqu'un défaut est détecté, l'enceinte connectée 1 peut parfaitement informer l'utilisateur de la présence et de la nature de ce défaut, et peut le guider pour tenter éventuellement de corriger ce défaut. Le fabricant peut aussi éventuellement contacter l'utilisateur pour l'aider à résoudre certains problèmes remontés par l'enceinte connectée 1.
  • L'invention permet donc de détecter la défaillance irrémédiable d'un ou plusieurs haut-parleurs 7, la défaillance irrémédiable d'une ou plusieurs voies audio (amplificateur, etc.), la défaillance irrémédiable d'un ou plusieurs microphones 10. L'invention permet aussi d'informer l'utilisateur et/ou d'informer de façon pro-active le Service Après-Vente, et de mettre à jour les données statistiques produit.
  • L'invention permet en outre de détecter une utilisation sous-optimisée de l'unité de restitution audio 2 (modification de l'environnement utilisateur, vieillissement naturel des éléments audio, etc.). L'invention peut aussi proposer à l'utilisateur d'effectuer une recalibration acoustique afin de profiter dans le temps pleinement des caractéristiques et performances de son enceinte connectée 1.
  • Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications.
  • L'équipement de restitution audio dans lequel est mise en œuvre l'invention n'est bien sûr pas nécessairement une enceinte connectée, mais peut être tout équipement électronique intégrant un ou des haut-parleurs et un ou des microphones : passerelle résidentielle, boîtier décodeur, assistant vocal, tablette, smartphone, etc.
  • Les signaux audio de test émis peuvent être préenregistrés, générés par le composant de traitement 12, ou bien obtenus depuis le réseau via le module de communication 5.

Claims (18)

  1. Procédé d'auto-diagnostic mis en œuvre dans un équipement de restitution audio (1) comportant une unité de restitution audio (2) comprenant au moins un haut-parleur (7) et une unité de capture audio (3) comprenant au moins un microphone (10), le procédé d'auto-diagnostic comportant les étapes de :
    - acquérir ou produire des signaux audio de test émis (Se) et les diffuser via le ou les haut-parleurs (7) qui génèrent alors des signaux sonores de test (So) ;
    - acquérir des signaux audio de test reçus (Sr) produits par le ou les microphones (10) et résultant d'une réception par le ou les microphones (10) des signaux sonores de test ;
    - analyser les signaux audio de test reçus pour établir un premier diagnostic de l'unité de restitution audio (2) et un deuxième diagnostic de l'unité de capture audio (3) ;
    les signaux audio de test émis (Se) comprenant un premier signal émis (Sel) diffusé par au moins un premier haut-parleur (7a), et les signaux audio de test reçus comprenant au moins un premier signal reçu (Sr1) produit par au moins un premier microphone (10a), l'analyse comprenant l'étape de vérifier que le premier signal émis est bien présent dans le premier signal reçu (Sr1),
    le procédé comprenant en outre les étapes, si le premier signal émis (Sel) est bien présent dans le premier signal reçu (Sr1), de détecter un signal de bruit résiduel présent aussi dans le premier signal reçu (Sr1), de vérifier si le signal de bruit résiduel a une fréquence supérieure à une fréquence prédéfinie et un niveau supérieur à un niveau prédéfini, la fréquence prédéfinie étant supérieure à une fréquence du premier signal émis (Sel) et, si c'est le cas, de détecter un défaut d'étanchéité d'une enceinte acoustique de l'équipement de restitution audio (1) intégrant le premier haut-parleur (7a).
  2. Procédé d'auto-diagnostic selon la revendication 1, comprenant l'étape de détecter une défaillance irrémédiable du premier haut-parleur (7a) si le premier signal émis (Sel) n'est pas présent dans le premier signal reçu (Sr1).
  3. Procédé d'auto-diagnostic selon la revendication 1, dans lequel le premier signal émis (Sel) comprend un premier signal sinusoïdal ayant une fréquence inférieure à 100Hz.
  4. Procédé d'auto-diagnostic selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les signaux audio de test émis (Se) comprennent un deuxième signal émis (Se2) diffusé par au moins un deuxième haut-parleur (7b), et dans lequel les signaux audio de test reçus (Sr) comprennent au moins un deuxième signal reçu (Sr2) produit par au moins un deuxième microphone (10b), le deuxième signal émis (Se2) comportant une succession de deuxièmes signaux sinusoïdaux présentant des deuxièmes fréquences distinctes et formant un balayage en fréquence, l'analyse comprenant les étapes, pour chaque deuxième signal sinusoïdal, de réaliser des mesures d'un niveau d'une fondamentale et de niveaux d'harmoniques du deuxième signal audio reçu (Sr2), et de détecter un défaut acoustique du deuxième haut-parleur (7b) à partir desdites mesures.
  5. Procédé d'auto-diagnostic selon la revendication 4, comprenant l'étape de calculer un rapport entre une somme des niveaux des harmoniques et le niveau de la fondamentale, et de détecter le défaut acoustique à partir dudit rapport.
  6. Procédé d'auto-diagnostic selon la revendication 5, dans lequel les harmoniques sont les cinq premiers harmoniques du deuxième signal reçu (Sr2), et dans lequel le défaut détecté est un défaut interne au deuxième haut-parleur (7b).
  7. Procédé d'auto-diagnostic selon la revendication 5, dans lequel les harmoniques sont les harmoniques de rangs supérieurs à dix du deuxième signal reçu (Sr2), et dans lequel le défaut détecté est un défaut de vibration se manifestant par la présence de premiers niveaux de vibration trop élevés à des premières fréquences de vibration.
  8. Procédé d'auto-diagnostic selon la revendication 7, comprenant les étapes, si un défaut de vibration est détecté, de demander à un utilisateur de déplacer l'équipement de restitution audio (1), puis d'émettre à nouveau le deuxième signal émis (Se2) et d'analyser à nouveau le deuxième signal reçu (Sr2) pour évaluer des deuxièmes niveaux de vibration à des deuxièmes fréquences de vibration, puis de comparer les premiers niveaux de vibration avec les deuxièmes niveaux de vibration, et/ou les premières fréquences de vibration avec les deuxièmes fréquences de vibration, afin de déterminer si le défaut détecté provient d'un positionnement de l'équipement de restitution audio (1) ou d'un défaut interne à l'équipement de restitution audio (1).
  9. Procédé d'auto-diagnostic selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les signaux audio de test émis (Se) comprennent un troisième signal émis (Se3) diffusé par au moins un troisième haut-parleur (7c), et dans lequel les signaux audio de test reçus (Sr) comprennent au moins un troisième signal reçu courant (Sr3) produit par au moins un troisième microphone (10c), l'analyse comprenant les étapes de comparer le troisième signal reçu courant (Sr3) avec au moins un troisième signal reçu précédent qui a été précédemment enregistré, de détecter un défaut acoustique à partir de résultats de ladite comparaison, et d'effectuer une recalibration acoustique de l'équipement de restitution audio (1) pour corriger ledit défaut acoustique.
  10. Procédé d'auto-diagnostic selon la revendication 9, dans lequel la recalibration acoustique comprend une modification de l'égalisation audio d'une voie audio intégrant le troisième haut-parleur (7c).
  11. Procédé d'auto-diagnostic selon l'une des revendications précédentes, dans lequel les signaux audio de test émis comprennent un quatrième signal émis (Se4) diffusé via au moins un quatrième haut-parleur (7d) qui émet ainsi un signal sonore (So4), le procédé d'auto-diagnostic comprenant l'étape de vérifier que le signal sonore (So4) a bien été reçu par des microphones testés.
  12. Procédé d'auto-diagnostic selon la revendication 11, comprenant l'étape, si au moins un premier microphone testé a bien reçu le signal sonore (So4) et si au moins un deuxième microphone testé n'a pas reçu le signal sonore, de détecter une défaillance irrémédiable du deuxième microphone testé.
  13. Procédé d'auto-diagnostic selon la revendication 11, comprenant l'étape, si aucun des microphones testés n'a reçu le signal sonore (So4), de demander à un utilisateur de l'équipement de restitution audio s'il a entendu le signal sonore et :
    - si ce n'est pas le cas, de détecter une défaillance irrémédiable du quatrième haut-parleur ;
    - si c'est le cas, de détecter une défaillance irrémédiable des microphones testés.
  14. Procédé d'auto-diagnostic selon la revendication 13, comprenant en outre les étapes, avant de demander à l'utilisateur s'il a entendu le signal sonore (So4), d'émettre à nouveau le signal sonore en utilisant un cinquième haut-parleur différent du quatrième haut-parleur, et de détecter une défaillance irrémédiable du quatrième haut-parleur si le signal sonore (So4) est cette fois bien reçu par au moins un des microphones testés.
  15. Equipement de restitution audio, comportant un composant de traitement (12), une unité de restitution audio (2) comprenant au moins un haut-parleur (7), et une unité de capture audio (3) comprenant au moins un microphone (10), le procédé d'auto-diagnostic selon l'une des revendications précédentes étant mis en œuvre dans le composant de traitement (12).
  16. Equipement de restitution audio selon la revendication 15, l'équipement de restitution audio étant une enceinte connectée (1).
  17. Programme d'ordinateur comprenant des instructions qui conduisent le composant de traitement (12) de l'équipement de restitution audio (1) selon l'une des revendications 15 ou 16 à exécuter les étapes du procédé d'auto-diagnostic selon l'une des revendications 1 à 13.
  18. Support d'enregistrement lisible par ordinateur, sur lequel est enregistré le programme d'ordinateur selon la revendication 17.
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