EP4211903A1 - Systeme de reproduction de sons avec virtualisation du champ reverbere - Google Patents

Systeme de reproduction de sons avec virtualisation du champ reverbere

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Publication number
EP4211903A1
EP4211903A1 EP21773783.2A EP21773783A EP4211903A1 EP 4211903 A1 EP4211903 A1 EP 4211903A1 EP 21773783 A EP21773783 A EP 21773783A EP 4211903 A1 EP4211903 A1 EP 4211903A1
Authority
EP
European Patent Office
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transducers
sound
reproduction system
sound reproduction
listener
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP21773783.2A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean-Marc SIOU
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Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP4211903A1 publication Critical patent/EP4211903A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R5/00—Stereophonic arrangements
    • H04R5/02—Spatial or constructional arrangements of loudspeakers
    • H04R5/023—Spatial or constructional arrangements of loudspeakers in a chair, pillow
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R11/00—Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for
    • B60R2011/0001—Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for characterised by position
    • B60R2011/0003—Arrangements for holding or mounting articles, not otherwise provided for characterised by position inside the vehicle
    • B60R2011/0012—Seats or parts thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2499/00—Aspects covered by H04R or H04S not otherwise provided for in their subgroups
    • H04R2499/10—General applications
    • H04R2499/13—Acoustic transducers and sound field adaptation in vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S7/00—Indicating arrangements; Control arrangements, e.g. balance control
    • H04S7/30—Control circuits for electronic adaptation of the sound field
    • H04S7/305—Electronic adaptation of stereophonic audio signals to reverberation of the listening space
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S7/00—Indicating arrangements; Control arrangements, e.g. balance control
    • H04S7/30—Control circuits for electronic adaptation of the sound field
    • H04S7/307—Frequency adjustment, e.g. tone control

Definitions

  • the present invention relates to sound reproduction systems.
  • the invention relates to a sound reproduction system simulating the phenomenon of reverberation, for example fitted to a seat.
  • the phenomenon of reverberation is essential in the perception of sound. In particular, it allows the listener to locate the sound scene with good precision.
  • the reverberation on the walls of an interior space thus gives indications on the distance source - listener, but also the distances source-walls or walls-listener.
  • the sounds that are perceived as participating in the reverberation are those that arrive with a sufficient delay on the direct sound, allowing the brain to separate the direct sounds from the reverberant sounds as shown in Figure 5.
  • the delay necessary for the sound is in the reverberation zone depends on the frequency and it is all the more weak as the frequency is high.
  • the most common loudspeakers have three channels, dedicated respectively to the low, medium and high audible frequencies.
  • the perception of this phase shift decreases with the distance from the loudspeakers.
  • Loudspeakers are therefore generally used at a distance of one to several meters and their use at a listening distance of less than one meter is not common practice for those skilled in the art.
  • the phenomenon of reverberation in the listening room is specific to the listening room and is not always controlled or controllable.
  • the sound perceived by the listener is therefore not faithful to the situation that the sound engineer in charge of the mixing would have liked to recreate, and/or the quality of the perceived sound is not controlled.
  • Document EP0036337B1 is an example in which at least two pairs of loudspeakers are placed around the listener's head, in the half-space facing the listener and/or in the half-space behind the listener. the listener.
  • the sound emitted by the second pair of electro-acoustic transducers is controlled by an electronic system and the superposition of the sounds emitted by the two pairs of loudspeakers allows the listener to locate the source of the sound at a point in the half-space in front of it or behind it which depends on the values of the input parameters of the electronic system.
  • the device provides the possibility of superimposing waves that simulate natural reverberation, with a delay of 10 to 50 ms with respect to the initial wave, to make the sound thus recreated as realistic as possible.
  • the reverberation is simulated by superimposing the signal emitted by the loudspeakers a delayed signal, so that the direct field and the simulated reverberant field are emitted by the same loudspeaker.
  • the perceived sound therefore always lacks naturalness insofar as it is not perceived as enveloping by the listener.
  • the front speakers partially obscure the listener's field of vision.
  • Such a device is therefore not necessarily suitable for equipping a seat in a cinema-type room or for broadcasting a recording for a person observing a visual scene, for example a painting in a museum.
  • this system is designed to choose the localization perceived by the listener of the sound source, that is to say so that the listener positions, on the basis of the reproduced sound, the different sound objects of the scene. sound as faithful as possible to the original scene.
  • the reproduction of the spatial aspect of the original sound is therefore optimized, but on the other hand, this system is not optimized so that the reproduced sound is as faithful as possible in all its other aspects to the sound recorded in a room. given recording or to the sound as it would have been perceived in an acoustic room precisely adapted to the sound stage to be reproduced.
  • Patent application WO 2018/194501 A1 describes a sound reproduction system making it possible to overcome the limitations of conventional stereophonic reproduction - in particular to recreate the depth of the sound scene - by the use of sound processors. digital signal.
  • the system has at least two loudspeakers, placed respectively to the left and to the right of the listener.
  • a plurality of complementary loudspeakers can be provided and arranged at will in the room, around the listener.
  • the signals supplying the various loudspeakers are calculated by a digital signal processing system from the left and right sound signals (L and R) recorded in stereo.
  • L and R left and right sound signals
  • different combinations of the L and R signals can be envisaged: sum, difference, application of a gain on the one or the other, of a delay in one or the other, etc.
  • the frequency spectrum of the delayed signals is controlled to take into account the damping of certain frequencies during reflection on an obstacle and on the path of the wave. In this way, the listener's brain analyzes the superposition of signals emitted by each of the loudspeakers as coming from a single source and with reverberation.
  • Each loudspeaker simultaneously emits a direct field and a simulated reverberant field. In a device containing two front speakers, the sound is therefore not perceived as enveloping.
  • the device In this device, the impact of the position of the listener in relation to the loudspeakers is not taken into account.
  • the device can be implemented in an audio headset version as well as to equip a room accommodating several listeners. It is therefore clear that such a device does not make it possible to overcome the reverberation of sound by the listening room, nor to obtain identical listening at all points of the room.
  • Document WO9930532A1 thus discloses a seat equipped with a multi-channel audio system that can be used with a screen to create a “virtual reality” environment, for example for video games. At least one loudspeaker is placed on each side of the user. In addition to these two loudspeakers, a loudspeaker emitting at frequencies below 10 kHz is placed facing the user in the median plane of the seat and an additional high-frequency loudspeaker (> 4 kHz) can be placed behind the listener or above their head to create a reverb effect.
  • the distribution of the electrical signals between the various loudspeakers can be managed by a digital signal processor (Digital Signal Processing or DSP).
  • DSP Digital Signal Processing
  • the two front loudspeakers are placed in the seat cushion, so that the ears of the listener are not in the axis or close to the axis output from these speakers.
  • the listener is therefore not in an optimal listening position in relation to the latter.
  • the sound wave does not reach the listener's frontal lobe before his ears, a necessary condition for a monophonic sound to be perceived as coming from a source in front of the listener's head.
  • the emission being in the direction of the ceiling, the wave is reflected on it, which gives rise to an unwanted and uncontrolled reverberation phenomenon.
  • the seat does not make it possible to limit the perception by the user of unwanted sound waves coming from the left or the right of the latter, or even of the reflections of the sound waves emitted by the various loudspeakers of the device on obstacles to the left or right of the user.
  • Such a seat is therefore not suitable for equipping a cinema-type room or for sound reproduction that is slightly disturbed by external noise.
  • the invention thus aims to propose a sound reproduction system making it possible to overcome the acoustic characteristics of the listening room, so as to obtain in particular a sound perceived by the listener as faithful as possible to the scene. sound to be reproduced, the coloring of which depends for example on the recording room in the case of a recording in a concert situation.
  • the invention relates to a sound reproduction system comprising at least four electroacoustic transducers each receiving an audio signal and converting it into a sound signal, and comprising a listening area for a single listener, in which :
  • front transducers are placed symmetrically to each other with respect to a median vertical plane, and oriented so as to each emit a sound wave in the direction of the listening area
  • rear transducers are placed symmetrically to each other with respect to the median vertical plane and oriented so as to each emit a sound wave in the direction of the listening area
  • each pair of transducers comprising a front transducer and a rear transducer
  • the single listener is to be placed face towards the front transducers and back towards the rear transducers.
  • the single listener receives signals from the four transducers which can be controlled, the front transducers allowing stereophonic listening and the rear transducers being able to be dedicated to the reproduction of a simulated reverberant field, possibly without fault.
  • each of the four transducers is a directive sound source characterized by a main axis of emission secant with the median vertical plane. Moreover, for each of the pairs of transducers, the sound signal emitted by said rear transducer simulates a reverberated field corresponding to the sound signal emitted by said front transducer.
  • the four transducers are included in a parallelepiped volume with a width of less than 200 cm, a length of less than 200 cm and a height of less than 200 cm, and the distance measured horizontally between the pairs of transducers is greater than the distance measured horizontally between the two ears of the single listener.
  • the listener is placed in a listening position close to the four transducers, making it possible to exploit the psychoacoustic effects so that the perceived sound scene is as faithful as possible to the sound scene which gave rise at check-in.
  • this particular positioning of the rear loudspeakers in a precise area close to the listener makes it possible to ensure that the intensity of the reverberant field in the listening room is lower than that of the reverberant field simulated by the rear loudspeakers in the listening area and that listening to the rear loudspeakers takes place in the near field.
  • the reverberant field simulated by these loudspeakers masks the reverberant field due to the elements surrounding the audio system. It is then essentially the audio signals from the two rear loudspeakers that will allow the listener to reconstruct the reverberation phenomenon corresponding to the sound scene reproduced by the front loudspeakers relatively independently of the listening room. .
  • the flawless emission of the direct field and the simulated reverberant field by separate loudspeakers, in front of and behind the listener provides the listener with a perception of a natural and enveloping sound, although listening is done in the near field.
  • the sound reproduction system is placed so that the ears of the listener in the listening area are not in contact with the sound reproduction system, which is therefore not a traditional headset and allows quality listening, little impacted by parasitic sound sources but without the discomfort associated with wearing headphones.
  • the greater of the two distances among the distance measured horizontally between the two front transducers and the median plane and the distance measured horizontally between the two rear transducers and the plane mediator, and the distance measured in the front-to-rear direction between the front transducer and the rear transducer of each of said pairs of transducers are in a ratio in a ratio of the order of 0.7.
  • the listening area corresponding to the area of overlap between the four beams of sound waves from the four transducers occupies a volume in space of the order of that of the head of the 'listener.
  • the inventor has observed that this particular range of spatial configuration of the sound reproduction system gives the listener a particularly natural and enveloping sensation of sound.
  • the emission axes of the front loudspeakers are secant at a point of intersection of the emission axes of the front loudspeakers
  • the loudspeakers are each delimited by a flat front face on the emission side and the point of intersection of the emission axes of the front loudspeakers forms with the points of intersection of each of the emission axes of each loudspeaker frontal with the flat front face of this front loudspeaker an isosceles triangle whose equal angles are between 50° and 70°.
  • each of the pairs of transducers of the sound reproduction system is integrated in a box comprising one or more recesses in which said front and rear transducers of said pair of transducers are placed, and of which at least part of the walls is covered with an acoustically insulating material.
  • the insulation of at least part of the walls of the compartment makes it possible to partially isolate the listening area from parasitic sound sources and any uncontrolled reverberation phenomena on these walls.
  • each of the boxes of the sound reproduction system is mounted on at least one foot, optionally adjustable in height.
  • the sound reproduction system can also be linked to a seat, for example on the armrests, a backrest or any other suitable element of the seat. It can also be simply moved on the ground from place to place.
  • the reproduction system further comprises a rear wall, and two side walls extending in depth in front of the rear wall and in height to a height lower than that of the upper edge of the rear wall, and each comprising at least one recess so that the walls each form a box in which one of said pairs of transducers is placed.
  • the rear wall and the side walls constitute a symmetrical assembly with respect to the median vertical plane.
  • the listening area is the empty volume between the side walls at a height higher than the upper edges of the side walls and lower than the upper edge of the rear wall.
  • the front transducers each emit a sound wave in the direction of the listening area in an emission cone entirely intercepted by the head of the listener placed in the listening area and/or by the rear wall and/or by the side walls
  • the rear transducers each emit a sound wave in the direction of the listening area in an emission cone entirely intercepted by the listener's head placed in the listening area and/or by the side walls.
  • the listener is placed in a near-field listening situation in relation to the various loudspeakers and the uncontrolled reverberation phenomenon associated with the listening room in which the sound system is located sound reproduction is limited thanks to the different rear and side walls.
  • the listener perceives the direct sound from the various loudspeakers and the reverberant field real is masked by this direct field. It is then possible to recreate using part of the loudspeakers a virtual reverberated field, which will constitute the reverberated field perceived by the listener.
  • the front transducers of the sound reproduction system are placed at a distance from the listener allowing listening to the direct field of these front transducers, that is to say a distance less than the critical distance for which the intensities of the direct field and the diffuse field are equal.
  • the distance between the listener and said front transducers is less than 1 m.
  • At least one of the compartments of a box of the sound reproduction system comprises a device for constraining in a fixed or adjustable manner the orientation of the emission axis of at least one of said transducers.
  • the user or an operator can adjust the orientation of the two transducers of a pair of transducers relative to each other and/or relative to another pair of transducers, in particular for a given listener or to choose the height of the listening area relative to the ground, for example.
  • the sound reproduction system comprises a seat comprising at least one seat, optionally covered at least partially with an acoustic insulating material, so that the listening area is above the seat and that each of the boxes is linked to the seat.
  • the at least partial acoustic insulation of the seat cushion makes it possible to limit unwanted reverberation phenomena on this seat and to further improve the precision of the reproduction of the sound scene.
  • the seat that comprises the sound reproduction system further comprises armrests, to which the boxes of the sound reproduction system are connected, optionally in a removable manner.
  • any seat provided with armrests can be transformed in a reversible manner into a quality audio listening seat according to the invention, without it being necessary to purchase a specific seat for the sound reproduction, the positioning of the boxes on the armrests being naturally optimal for the listener and the armrests participating in the acoustic insulation with respect to parasitic sound sources.
  • optional box support installation inserts placed on the armrests, can allow stable, simple and quick installation on any type of seat and offer height adjustment around the seat. 'listener
  • the seat that includes the sound reproduction system includes at least one additional infrabass transducer placed in the seat cushion.
  • a seat that includes the sound reproduction system includes a backrest forming a rear wall optionally covered with an acoustically insulating material.
  • the inclination of the backrest is adjustable and/or the position of the seat is adjustable in depth and/or in height.
  • the boxes of the sound reproduction system are linked, optionally in a removable manner, to a wall of a building forming a rear wall, optionally covered with an acoustic insulating material.
  • a listening zone can be formed for a listener placed upright in a museum or elsewhere, or for a listener lying in bed.
  • the boxes of the sound reproduction system can be folded against a rear wall to which the reproduction system is linked, when these boxes are not used for the reproduction of sounds.
  • the sound reproduction system further comprises two additional low-frequency transducers placed symmetrically to each other in the boxes.
  • the sound reproduction system comprises an upper wall integral with the boxes extending in a horizontal plane above the head of the user and covered with an acoustic insulating material.
  • the sound reproduction system comprises at least one signal processing device, such that the audio signal received by the rear transducer of each of said pairs of transducers is generated by means of the processing device signal (DSP, "digital signal processor") from the same audio signal as that from which the audio signal received by said front transducer of said pair of transducers is formed.
  • DSP processing device signal
  • the audio signal at the input of the rear transducer of each of the pairs of transducers is behind the audio signal from which the audio signal received by the front transducer of said pair of transducers is formed.
  • the sound signals emitted by the rear transducers simulate a field actually perceived as a reverberated field associated with the free field emitted by the front transducers, and the control of the delay makes it possible to simulate a particular acoustic environment.
  • the amplitude spectrum and/or the phase spectrum of said audio signal at the input of the rear transducer of each of the pairs of transducers is modified with respect to the corresponding spectrum of the audio signal from which the audio signal received by the front transducer of the same pair of transducers is formed.
  • the sound reproduction system comprises a memory storing predefined parameters chosen according to the acoustics of a given room, the parameters being used by the signal processing device for the modification the amplitude spectrum and/or the phase spectrum of the audio signal at the input of the rear transducer of each of the pairs of transducers.
  • the sound reproduction system further comprises a second digital signal processing device and the audio signal received by a front loudspeaker is received at the output of the second digital signal processing device.
  • the second digital signal processing device is adapted to correct the non-linearity of at least one of the front transducers.
  • the front transducers of the sound reproduction system are coaxial with mechanically aligned phase.
  • the invention also relates to a room equipped with a plurality of sound reproduction systems.
  • the invention relates to a box comprising one or more compartments suitable for receiving at least one front transducer and one rear transducer for a sound reproduction system.
  • FIG.1 shows a side view of the sound reproduction system according to one embodiment.
  • FIG. 2 shows a top view of the sound reproduction system of Figure 1.
  • FIG. 3 shows a front view of the sound reproduction system of Figure 1.
  • FIG. 4 is a block diagram of the audio signal processing chain in a particular embodiment.
  • FIG. 5 represents in the plane (frequency of a sound signal; delay of the sound reflected on the direct sound) the zones for which the direct sound and the sound reflected on an obstacle are perceived as merged or on the contrary separated, so that the listener perceives a phenomenon of reverberation.
  • This graph was obtained following studies carried out in an anechoic chamber at the National Audiovisual Institute (INA, France, work by Patrick Thévenot.)
  • FIG. 6 represents the measurement of RT60 of a seat equipped with the invention.
  • RT60 is the time it takes for the sound pressure level to decrease by 60 dB, measured after the sound source has been turned off abruptly.
  • the black and thicker curve shows the RT60 reverberation time as a function of the frequency of a study room.
  • the thick gray curve indicates the RT60 reverberation time at the sound reproduction device in this same study room, without activation of the digital control of the reverberation zone (B).
  • the thin gray curve corresponds to the reverberation time RT60 measured under the same conditions but with reverberation recreated virtually, and set to 0.56 seconds.
  • FIG. 7 shows a box comprising compartments in which are placed a set of electro-acoustic transducers.
  • the invention therefore relates to a 100 n sound reproduction system comprising at least four electroacoustic transducers each receiving an audio signal and converting it into a sound signal, and comprising a listening area for a single listener, in which: a. two of the four transducers, called front transducers, are placed symmetrically to each other with respect to a median vertical plane, and oriented so as to each emit a sound wave in the direction of the listening area, b. two of the four transducers, called rear transducers, are placed symmetrically to each other with respect to the median vertical plane and oriented so as to each emit a sound wave in the direction of the listening area.
  • each pair of transducers comprising a front transducer 105 and a rear transducer 107.
  • each of the four transducers is a directive sound source characterized by a main axis of emission secant with the mediating vertical plane.
  • the sound signal emitted by said rear transducer 107 simulates a reverberated field corresponding to the sound signal emitted by the front transducer 105.
  • the single listener is placed in a listening position close to the four transducers, without the reproduction system directly touching the listener's ears as in usual headphones: at. the four transducers are included in a parallelepipedic volume with a width of less than 200 cm, a length of less than 200 cm and a height of less than 200 cm. b. The distance measured horizontally between the pairs of transducers is greater than the distance measured horizontally between the two ears of the single listener.
  • the distance measured horizontally between pairs of transducers is defined as the shortest distance between a point on one pair of transducers and a point on the second pair of transducers lying in the same horizontal plane.
  • This particular listening position makes it possible to exploit the psychoacoustic effects: in particular, as the intensity of the possibly existing reverberant field is naturally much lower than that of the reverberant field simulated by the rear loudspeakers in the area of Listening, it is essentially the audio signals from the two rear loudspeakers that will allow the listener to reconstruct the reverberation phenomenon corresponding to the sound scene reproduced by the front loudspeakers.
  • the simulated reverberant field masks any reverberant field due to elements surrounding the audio system.
  • the transducers form an approximately symmetrical assembly with respect to a mediating vertical plane, which is also a mediating plane of the listening area for the listener.
  • the listener is placed in an optimal manner when he is facing towards the front transducers 105, his back towards the rear transducers 107, his head in the listening area and the mediating plane of the sound reproduction system is also a mediating plane for the user.
  • the concept of symmetry here means the precision of adjustment and placement. Furthermore, by approximately symmetrical, it is meant that elements of decoration, wiring or other, not essential for the reproduction of sounds, can be non-symmetrical with respect to the median plane. For example, the position of the power supply of the sound reproduction system 100 is irrelevant for the quality of the reproduction of the sounds and may be outside the mediating plane.
  • the volume of the listening area is in this particular embodiment limited by the limitation of the horizontal distances between the various transducers.
  • the listening area is thus of a limited volume but sufficient for a single listener, so that: at. the placement is done naturally close to the ideal position without being constrained by rigid positioning elements which would make use of the device uncomfortable.
  • the head of the ideally placed listener intercepts most of the beams emitted by the four transducers, so that listening is not degraded by reflections of these undesirable beams on the various elements of the sound reproduction system or of the room in which it is located, or by interference between these beams within the listening area itself.
  • the emission axes of the front loudspeakers 107 intersect at a point of intersection of the emission axes of the front loudspeakers 107.
  • the front loudspeakers 107 are each delimited by a planar front face on the emission side and the intersection point of the emission axes of the front loudspeakers forms with the intersection points of the emission axes with the planar front faces of the two front loudspeakers a isosceles triangle whose equal angles are between 50° and 70°.
  • each of the pairs of transducers of the sound reproduction system 100 is integrated into a box 7, in which compartments are arranged to accommodate the front 105 and rear 107 transducers of the pair of transducers.
  • a box 7 provided with a set of transducers is shown seen from above in [Fig. 7]
  • the housing protects the transducers and facilitates their relative positioning and the positioning of each pair of transducers relative to the other pair of transducers.
  • the box 7 further comprises all the electrical and electronic components necessary for the operation of the electroacoustic transducers.
  • One of the boxes 7 (or both boxes 7) may include a technical area 110 allowing the mechanical and/or acoustic adjustments of the sound reproduction system 100 to be made.
  • One or more walls of the box 7 can be covered with acoustic insulating material. This arrangement makes it possible to partially isolate the listening area from parasitic sound sources and any uncontrolled reverberation phenomena on these walls.
  • the compartments are configured in such a way as to limit the degrees of freedom of movement of the loudspeakers they contain. In particular, it is possible to leave only degrees of freedom in rotation, so that the inclination of the main emission axis of each loudspeaker can be adjusted at the place where the reproduction system is placed.
  • a system for blocking the orientation of the loudspeakers after adjustment can be provided. Thanks to this arrangement, a preset can be made by an operator, for example when mounting the loudspeakers on the box, or even during the installation of the sound reproduction system 100 in a given place, and this adjustment cannot be modified only by voluntary release of the blocking system.
  • the greater of the two distances d1 and d2, the distance d1 being measured horizontally between the two front transducers and the median plane and the distance d2 being measured horizontally between the two rear transducers and the plane mediator, and the distance d3 measured in the front-to-rear direction between the front transducer 105 and the rear transducer 107 of each of the pairs of transducers are in a ratio of the order of 0.7.
  • the distances d1, d2, d3 are defined in relation to the center(s) of the membrane(s) of the loudspeaker(s) concerned.
  • the listening area in which the sound beams emitted by the four front and rear transducers intersect, has an optimal volume so that the listener has a feeling of enveloping sound.
  • the listening area is placed in an ideal manner with respect to the front loudspeakers to obtain listening that is little disturbed by the environment of the sound reproduction device 100.
  • the position of the listener's head that provides the most natural sound sensation is in the center of the listening area.
  • the position of this center relative to the intersection of the straight lines joining a front transducer 105 and the rear transducer 107 on the opposite side can be adjusted by adjusting the ratio of the sound powers emitted by the rear transducers 107 compared to those emitted by the front transducers 105, but also by adjusting the delay of the sounds emitted by the rear transducers 107 relative to those emitted by the front transducers 105 which will be described later, as well as transaurality.
  • the advantage of the sound reproduction device is that it leaves the listener some latitude in positioning while maintaining a pleasant listening experience.
  • the sound reproduction system 100 can be easily moved from one place to another if the stand is not attached to any other object than the cabinet.
  • the sound reproduction system 100 can thus also be placed at a certain height from the ground. It can for example be adapted for a standing listener, in the center of a room or at least at a distance from the walls of this room.
  • This arrangement makes it possible, for example, to create, from several sound reproduction systems 100, a sound path with several quality listening areas that are independent of each other in a room such as a museum room.
  • the choice of the height of the leg(s) determines the range of accessible heights for the listening area. It will thus be possible to create a sound reproduction system for a seated or standing listener, and for listeners of various sizes by choosing a stand of height adapted to the desired use.
  • the foot is adjustable in height. This arrangement increases the adjustment flexibility of the sound reproduction system 100.
  • the boxes 7 can in another embodiment be linked to this wall or this wall, [139] This arrangement makes it possible not to totally or partially prevent the movement or positioning of objects or people at ground level due to the influence of the sound reproduction system 100.
  • the boxes 7 of a sound reproduction system 100 can be placed on either side of a screen, or a painting in a museum, for a standing listener.
  • the 7 subwoofers can also be placed on a wall or a headboard at the back of a bed to allow listening while lying down or leaning against the wall.
  • the wall can optionally be covered with an acoustically insulating material.
  • connection of the boxes 7 to the wall or to the wall can, in a first variant, be of the embedding type, by means of screws for example.
  • connection can, in a second variant, retain certain degrees of freedom of movement of the boxes 7 with respect to the wall or the wall.
  • the box 7 can be fixed to the wall by means of an articulated arm, which allows the depth adjustment of the position of the box relative to the wall, and/or the folding down of the box 7 along the wall when the system sound reproduction 100 is not used.
  • Means for temporarily blocking the adjustment of the articulated arm can be provided.
  • the reproduction system 100 is adapted specifically to the seated position. It then comprises, as shown in Figure 1 a seat 101 comprising a seat 102, optionally a backrest 103, optionally a rear wall 111 and optionally two side walls 104. All of these elements are approximately symmetrical with respect to a vertical plane , called the “median” plane of the sound reproduction system 100, or equivalent median plane.
  • the two side walls 104 comprise the boxes 7 or are formed by the boxes 7.
  • the side walls 104 are armrests of a seat on which are placed two boxes 7, optionally provided with feet. [150] In this way, a seat that a listener already has can be equipped, at lower cost and possibly reversibly, with two boxes 7 so as to constitute a reproduction system 100.
  • optional box support installation inserts placed on the armrests, can allow stable, simple and quick installation on any type of seat and offer height adjustment around the seat. 'listener.
  • the pairs of transducers are symmetrical to each other.
  • the notion of symmetry is understood here to the precision of the adjustment and the positioning.
  • elements of decoration of the seat, of wiring or other, not essential for the reproduction of sounds can be asymmetrical with respect to the median plane.
  • the position of the power supply of the sound reproduction system 100 is irrelevant for the quality of the reproduction of the sounds and may be outside the median plane.
  • the seat 101 is also equipped with a plurality of electroacoustic transducers receiving an electrical signal at the input and delivering a sound signal at the output.
  • the seat 101 further includes all the electrical and electronic components necessary for the operation of the electroacoustic transducers.
  • the dimensions of the seat 102, the backrest 103 and the side walls 104 are fixed so that the head and the neck of the majority of the users for whom the seat is intended are located in a so-called zone of listening, above the highest edges of the side walls, the rest of the body being, at most up to shoulder height, framed by the backrest and the two side walls.
  • the listening area is thus not framed by the side walls, which avoids the comb response at the level of the listener's head.
  • the distance (d1) measured horizontally between the two front transducers and the median plane and the distance (d2) measured horizontally between the two rear transducers and the median plane and the distance (d3) measured along the front-rear direction between the front transducer and the rear transducer of each of said pairs of transducers are in particular in a ratio of preference of the order of 0.7.
  • the distances d1, d2, d3 are defined from the center of the loudspeaker membrane.
  • the height of the seat 102 and the inclination of the backrest 103 can be adjusted by the user or at least personalized according to the user of the seat.
  • the foams that make up the seat 102, the side walls 104, the rear wall 111 and the backrest 103 preferably have a high alpha sabine sound absorption coefficient in the range of audible frequencies, and more particularly in the range [500 Hz, 5000 Hz] in which the sensitivity of the ear is greatest.
  • the seat 102, the side walls 104, the rear wall 111 and the backrest 103 are also preferably covered with acoustic fabrics, transparent to sound waves.
  • the waves emitted by the various transducers practically do not propagate outside the reproduction system 100, which limits the reverberation phenomenon linked to the listening room perceptible for the listener.
  • the sound reproduction system 100 comprises at least four electroacoustic transducers, including at least two front electroacoustic transducers 105, which are placed in recesses of the side walls 104 of the seat which constitute the boxes 7, in front of the rear wall 111.
  • the shape of the recesses can help guide the sound wave emitted by the transducers in the desired direction.
  • transducers are in this embodiment, as well as possibly in the other embodiments, by way of non-limiting example, of the "source point" type, coaxial with mechanically aligned phase for the two channels corresponding to the different frequency ranges (bass/medium and treble), or broadband loudspeakers.
  • the listener is typically within one meter of the sources. This unusual listening position has the second advantage of allowing near-field listening, to mask the reverberated field.
  • the front 105 and rear 107 transducers typically emit at least in the frequency range [100 Hz; 20kHz],
  • the wave emitted from the loudspeaker is approximately spherical, so that the sound intensity is an inverse function of the square of the distance between the point of measurement and the source point.
  • the proximity of the listener to the transducers makes it possible to obtain satisfactory listening with a lower sound intensity emitted than when the listener is at a more usual listening distance (a few meters) from the loudspeakers, since the The sound intensity decreases as the distance from the source increases.
  • the placement of the two front transducers 105 in the side walls 104, so that they are oriented towards the head of the user also contributes to controlling the area of space in which the sound wave emitted by each of these transducers remains audible. Most of the sound intensity is distributed in a cone 106 apex of the source point and containing at least part of the user's head.
  • the two front loudspeakers 105 are oriented so that their emission axes intersect at the level of the listener's frontal lobe, close to his vertical median plane.
  • the alpha angle then formed by these two emission axes may vary depending on the inclination of the backrest and/or the length of the side walls, but these parameters will be limited so that the alpha angle is included between about 60° and 90°.
  • the listener will perceive monophonic sounds (i.e. identical in phase and amplitude for two transducers symmetrical with respect to the median plane of the seat, for example sounds placed in the center during mixing operations) as emitted in the median plane of the seat, in front of it and not above it.
  • the frequencies best analyzed by the human brain are those located between 500 Hz and 5 kHz.
  • the ears of the listener must therefore be, if possible, in the axis of radiation of the loudspeakers emitting these frequencies.
  • the front transducers 105 When the front transducers 105 are placed in the side walls 104 of a seat or in boxes 7 placed so as to respect the constraints on the distances d1, d2 and d3 mentioned above, they are at a distance of l listener less than the critical distance for which the intensity of the free field, corresponding to the wave coming directly from the source, becomes equal to that of the diffuse field, corresponding to the multiple reflections of the initial sound wave. Below the critical distance, the free field predominates: the listener essentially perceives the direct sounds coming from the front transducers.
  • Figure 6 shows the influence of the sound reproduction system 100 according to the embodiment of Figure 1 with activation of only the front transducers 105. It is noted that, with respect to the listener located at a given point of The room of measurement, the phenomenon of reverberation is much less dependent on the frequency in the presence of the sound reproduction system (gray and thick curve) than in the absence of this system (black and thicker curve). In the absence of a seat, the reverberation time RT60 depends on the frequency, which means that the spectrum of the signal perceived by the listener will not be identical to the spectrum of the emitted signal. Listening is impacted by the room in which it is performed.
  • the reverberation phenomenon exists but is not very dependent on the frequency, so it modifies all the frequencies of the signal approximately in the same way: the sound is perceived by the listener with a spectrum that is not very distorted compared to the emission spectrum.
  • the sound reproduction system 100 described here makes it possible, for example, to obtain a restored sound power of the order of 100 dB of sound pressure level (dB SPL) with a harmonic distortion rate of less than 3% for the listener for frequencies above 60 Hz.
  • dB SPL sound pressure level
  • Specific waveguides can optionally be added to the output of each of the front transducers to better control the angle at the top of this cone.
  • the two front transducers 105 each receive an audio signal as input and emit an audio signal as output.
  • the audio signals at the input of the two front transducers 105 are the audio signals as recorded, or else having undergone, by means of a digital signal processor, a processing step whose purpose is to correct the non-linearity of the front transducers
  • the audio signal corresponding to the recording to be reproduced is not directly sent to the input of the front transducer considered, but it constitutes the input signal of a digital signal processing system (DSP) dedicated to the front transducers 105.
  • DSP digital signal processing system
  • the digital signal processor filters this input signal, in particular to correct the linearity defects of the front transducers.
  • the audio signal at the output of the digital signal processing system constitutes the audio input signal for the front transducer 105 concerned.
  • the digital signal processing system can for example be placed in the box 7 or in a side wall 104 or a technical area 110.
  • this filtering step aims to obtain a direct field reproduced as faithfully as possible to the recorded sound signal.
  • an amplification stage for each of the channels of the front transducers 105 can be inserted between the digital signal processing system and the front transducers 105.
  • At least two other rear electroacoustic transducers 107 are placed in or above the upper part of the rear wall 111, approximately at the height of the user's ears, either side of the user, so that they are symmetrical to each other with respect to the median plane of the seat.
  • the rear transducers are oriented so that the emission axis of each of these transducers passes close to the ear of the user who is on the same side of the median plane of the seat as the transducer.
  • These two transducers 107 emit sound signals whose frequencies are typically included at least in the range [100 Hz; 20kHz],
  • the audio signal at the input of each rear transducer 107 is generated using a digital signal processing system (Digital Signal Processor, DSP) dedicated to these two rear transducers.
  • DSP Digital Signal Processor
  • the digital signal processing system can for example be placed, depending on the embodiment chosen, in the box 7 or in a side wall 104 or a technical area 110.
  • Each transducer 107 receives an electrical input signal which is calculated with respect to the electrical input signal of the transducer 105 located on the same side as it of the median plane of the seat.
  • a broadband amplifier stage can be inserted between the digital signal processing system dedicated to the rear transducers and the rear transducers 107.
  • the digital signal processing system and the electronic components necessary to generate the electrical signal at the input of the rear transducers are placed in a technical area 110 under the seat cushion 101.
  • the electrical signal to be supplied at the input of the rear transducers 107 is calculated from the electrical signal supplied at the input of the front transducers 105, so as to create a virtual reverberation effect.
  • the electrical signal at the input of each rear transducer 107 lags behind the electrical signal at the input of the front transducer 105 from which it is calculated.
  • the first term is constant and fixed by the geometry of the seat. It takes into account the difference in positioning of the front transducer and the corresponding rear transducer with respect to the listening area. In the presence of this term alone, the waves emitted by a given front transducer and the corresponding rear transducer are in phase at the center of the listening area;
  • the second term can be adjusted by the user or an operator using a potentiometer, for example.
  • the delay can for example be set between in the range ]0s, 5s], the range [0.3s; 0.7 s] giving a satisfactory perception for most sound scenes.
  • the reverberant field generally depends on the geometric and acoustic characteristics of the listening room.
  • the sound reproduction system 100 makes it possible to obtain a reverberated field which is virtually reconstituted and as constant as possible in frequency: as the listener is placed close to the various transducers, and thanks to the various elements of the sound reproduction system 100 , there remains a real reverberated field which, as we have already seen in FIG. 6, was very little dependent on the frequency.
  • the time lag of the order of 300 ms, is sufficient for this real reverberated field not to be confused with the direct field by the listener, who therefore perceives an enveloping sound but little distorted compared to the direct sound.
  • the rear transducers 107 will then make it possible to create a controlled virtual reverberant field thanks to the adjustable delay.
  • a short delay will be more suitable for reproducing a sound produced by an instrument such as drums, while a long delay will be more suitable for reproducing a sound produced by an organ.
  • a high delay will in particular give a sound that dies out more slowly, therefore a more “enveloping” sound sensation than a low delay.
  • a second digital signal processing (DSP) system is dedicated to the rear transducers 107.
  • This second DSP makes it possible to control the sound coloration of the reverberated field, so that it reproduces the better that of the chosen room, for example the one where the recording was made.
  • various parameters are adjustable by intervention on the DSP, for example on the technical area 110.
  • the sound coloring can be chosen from the digital parameters supplied to the digital signal processing system.
  • the amplitude and/or the phase of the reverberated wave can be modulated according to the frequency to obtain the desired coloration.
  • the technical zone contains a memory able to store the parameters characterizing these sound signatures and to transmit them to the DSP controlling the sound coloring of the reverberated field.
  • the sound intensity of the reverberant field can also be adjusted at the level of the technical area.
  • the sound reproduction system 100 is thus suitable both for work in a recording studio - such as the editing or mixing of sound documents - and for recreational listening or even for movie theaters or of video games.
  • the sound reproduction system 100 can be adapted to listening to sounds obtained by multi-channel mixing.
  • the number of front 105 and rear 107 transducers is then adapted to the number of channels, the relationship between the signals emitted by each front transducer 105 and the corresponding rear transducer 107 being managed in the manner described in the preceding paragraphs.
  • this sound reproduction system 100 allows listening of identical quality regardless of the positioning of the seat in the room, so that with currently used sound reproduction systems, only listeners located in the axis of the sound diffusion system perceive the sounds centered on this axis in the mix as coming from a point on this axis.
  • the sound reproduction system 100 has neither seat nor backrest, but has side walls 104 and can for example be positioned so as to be used by a listener standing upright.
  • an upper wall covered with an acoustic insulating material, forming a roof above the head of the user can be added to the sound reproduction system so as to further isolate the listener from sounds other than those emitted by the transducers fitted to the system.
  • This wall can, depending on the chosen embodiment, be fixed on the boxes 7, a rear wall 111 or even a wall if necessary.
  • two additional electroacoustic transducers 108 emitting in the low frequency range are placed in the boxes 7, approximately at the closer to the user's ears.
  • This close proximity to the listener's ears allows masking of the reverberant field at low frequencies, which is particularly tricky due to the long wavelengths of the corresponding sound waves. It makes it possible to find the nuances of the low frequencies present in the recording, which are lost if, on the contrary of what is proposed in the invention, the listener is moved away from the source, and loss all the more important as the source-listener distance increases.
  • the transducers 108 being dedicated to low frequencies and therefore to long wavelengths, they can be placed closer to the listener than the transducers 105. Furthermore, the localization of the source of the low frequencies being of low precision for the listener, the height of the transducers 108 in the boxes 7 is irrelevant for the quality of listening.
  • a DSP is connected to the additional transducers 108, so that each additional transducer 108 each receives as input the low frequency components of the audio signal as input from the front transducer 105 which is located on the same side of the median plane as it, on which a delay has been applied so that the waves emitted by a given front transducer and the additional transducer 108 located on the same side of the listener are perceived in phase at the listening point.
  • each additional transducer 108 is also low-pass filtered, freeing the front transducers of these low frequencies at the crossover frequency.
  • the front transducers 105 then have high-pass filtering forming a symmetrical acoustic target, as defined by the general transfer functions of the Linkwitz-Riley, Bessel, Butterworth type, with acoustic orders which can vary from 2 to 12, for example an order 4.
  • the additional transducers 108 can finally have a phase adjustment between them (traditional stereophony) or partially inverted or totally inverted phase to benefit from the work of David Gresinger (acoustical society meeting in Vancouver, May 2005).
  • an electroacoustic transducer 109 emitting in the infrabass range that is to say at frequencies below 20 Hz, is placed in the seat to complete the sound environment created by the sound reproduction device 100.
  • a digital signal processing stage to correct the linearity defects of each of the additional 108 and/or sub-bass 109 transducers, as well as an amplification stage at the output of the stage digital signal processing can be implemented in a particular embodiment. These stages always have the purpose of obtaining a reproduced sound that is as faithful as possible to the sound that was used for the recording to be reproduced.
  • a video screen 201 can be placed facing the listener, through which the user can for example view video content, in particular films or audiovisual recordings of concerts, and/or adjust some of the parameters of the sound reproduction system 100.
  • seat of a sound reproduction system 100 comprising a seat

Landscapes

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Abstract

Le système de reproduction de sons (100) comprend au moins quatre transducteurs électroacoustiques, qui reçoive chacun un signal audio et le convertisse en un signal sonore, et une zone d'écoute pour un auditeur unique. Deux des quatre transducteurs, dits transducteurs frontaux (105), sont placés symétriquement l'un de l'autre par rapport à un plan vertical médian, et orientés de manière à émettre chacun une onde sonore en direction de la zone d'écoute, deux des quatre transducteurs, dits transducteurs arrière (107), sont placés symétriquement l'un de l'autre par rapport audit plan vertical médian et orientés de manière à émettre chacun une onde sonore en direction de ladite zone d'écoute, formant ainsi deux paires de transducteurs symétriques l'une de l'autre par rapport audit plan vertical médian. L'auditeur unique se place face vers lesdits transducteurs frontaux (105) et dos vers lesdits transducteurs arrière (107).

Description

SYSTEME DE REPRODUCTION DE SONS AVEC VIRTUALISATION DU CHAMP REVERBERE
DOMAINE DE L’INVENTION
[1] La présente invention se rapporte aux systèmes de reproduction de sons.
[2] Plus précisément, l’invention se rapporte à un système de reproduction de sons simulant le phénomène de réverbération, par exemple équipant un siège.
ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE
[3] Dans un milieu clos, comme une salle de concert ou de cinéma, les ondes sonores se propagent non seulement en ligne droite à partir de leur source, mais subissent aussi de multiples réflexions sur les murs, le plafond et les différents objets se trouvant dans le milieu clos. Le son perçu par l’auditeur est donc la superposition d’ondes directes, dite champ libre, et d’ondes réverbérées, constituant le champ diffus. L’auditeur a alors la sensation d’être « enveloppé » par le son, qui lui provient de multiples directions.
[4] Le phénomène de réverbération est essentiel dans la perception du son. Il permet notamment à l’auditeur de localiser la scène sonore avec une bonne précision. La réverbération sur les parois d’un espace intérieur donne ainsi des indications sur la distance source - auditeur, mais aussi les distances source-parois ou parois-auditeur.
[5] Toutefois, ce phénomène est intimement dépendant du lieu d’écoute et peut être à l’origine de défauts acoustiques indésirables et de différences notables entre le son tel que perçu dans la salle (ou le lieu) d’enregistrement et le son tel que reproduit. Il est donc à la fois souhaitable et gênant car difficilement contrôlable.
[6] Les sons qui sont perçus comme participant à la réverbération sont ceux qui parviennent avec un retard suffisant sur le son direct, permettant au cerveau de séparer les sons directs des sons réverbérés comme le montre la figure 5. Le retard nécessaire pour que le son se situe dans la zone de réverbération dépend de la fréquence et il est d’autant plus faible que la fréquence est élevée.
[7] Par exemple, un son de fréquence de l’ordre de 500 Hz issu d’une réflexion sur un obstacle placé de sorte que son trajet est allongé de moins de 1 ,8 m par rapport au son provenant en ligne droite à l’auditeur sera confondu avec ce dernier, alors qu’il sera perçu comme participant au phénomène de réverbération si son trajet est allongé d’une distance supérieure à 1,8 m. A 60 Hz, jusqu’à un allongement du trajet de 18 mètres environ, le son direct et le son réfléchi seront confondus par l’auditeur, entraînant une déformation importante. Les différentes composantes d’un son sont donc sensiblement modifiées entre l’émission et l’auditeur par la salle d’écoute du fait des différents obstacles qui s’y trouvent, les basses fréquences étant impactées par des obstacles se trouvant dans un rayon autour de la source plus grand que les hautes fréquences.
[8] Dans les basses fréquences, les ondes trouvent ainsi facilement des obstacles entraînant la création d’ondes stationnaires et un filtrage en peigne désagréable pour l’auditeur, sauf si l’on dispose d’une salle d’écoute de très grand volume, avec notamment une très grande hauteur sous plafond.
[9] Il est possible de pallier les défauts acoustiques d’une salle de dimensions plus communes mais cela nécessite une étude acoustique spécifique à cette salle et la mise en place de traitements acoustiques coûteux et trop coûteux pour un usage privé.
[10] Dans le domaine de la reproduction des sons, par exemple la diffusion d’un enregistrement stéréophonique, il est connu d’utiliser deux transducteurs électroacoustiques, comme des haut-parleurs, placés de part et d’autre de l’utilisateur, face à lui ou sur ses côtés.
[11] Les haut-parleurs les plus courants comportent trois voies, dédiées respectivement aux basses, moyennes et hautes fréquences audibles. Les gammes de fréquences émises par ces trois voies présentent des chevauchements deux à deux, qui rendent l’écoute à courte distance désagréable du fait du déphasage entre deux signaux de même fréquence émis par deux voies différentes. La perception de ce déphasage décroît avec la distance aux haut-parleurs. Les haut-parleurs sont donc en général utilisés à une distance de un à plusieurs mètres et leur utilisation à une distance d’écoute inférieure à un mètre n’est pas une pratique courante pour l’homme du métier.
[12] Le son perçu par l’auditeur résulte de l’émission directe par les haut-parleurs et des réflexions multiples dans la salle dans laquelle l’écoute d’un enregistrement est réalisée.
[13] Si l’on choisit de limiter au maximum le phénomène de réverbération dans la salle d’écoute, par exemple grâce à une isolation acoustique appropriée, dans le cas d’une telle écoute stéréophonique, le décalage temporel entre le son provenant du haut- parleur gauche et celui du haut-parleur droit ne permet de reconstituer que grossièrement la scène spatiale d’origine. [14] Même avec un enregistrement multicanaux et une reproduction du son par une pluralité de haut-parleurs, la reconstitution de la scène sonore d’origine reste imprécise.
[15] Le phénomène de réverbération est nécessaire pour une reconstitution précise et pour que l’auditeur perçoive le son comme naturel.
[16] Cependant, le phénomène de réverbération dans la salle d’écoute est propre à la salle d’écoute et n’est pas toujours maîtrisé ou maîtrisable. Le son perçu par l’auditeur n’est donc pas fidèle à la situation que l’ingénieur du son en charge du mixage aura souhaité recréer, et/ou la qualité du son perçu n’est pas contrôlée.
[17] Enfin, les ondes directes et/ou réfléchies émises par les deux haut-parleurs peuvent interférer entre elles. Certaines fréquences sont donc significativement amplifiées ou atténuées dans le son reçu par l’auditeur par rapport au son d’origine, comme si un filtre en peigne était appliqué sur le signal sonore d’origine.
[18] Une telle situation ne permet donc pas une écoute de haute qualité. Il est donc nécessaire pour une écoute de qualité à la fois d’avoir un phénomène de réverbération et d’exercer un contrôle aussi précis que possible de ce phénomène.
[19] Si l’on souhaite s’affranchir des spécificités de la pièce d’écoute, il est possible de réaliser une écoute binaurale au moyen d’un casque auriculaire. L’inconvénient d’une telle simple reproduction stéréophonique du son est que le son perçu manque de naturel, de profondeur spatiale, puisque le phénomène de réverbération en est absent et qu’en écoute binaurale pure, les sons sommés en phase sont perçus par l’auditeur comme issus d’une source virtuelle au-dessus de sa tête.
[20] Il est connu d’utiliser plus de deux haut-parleurs pour que le son reproduit, perçu effectivement par l’auditeur, se rapproche du son qu’il aurait perçu directement.
[21] Le document EP0036337B1 est un exemple dans lequel au moins deux paires de hauts parleurs sont placées autour de la tête de l’auditeur, dans le demi-espace face à l’auditeur et/ou dans le demi-espace en arrière de l’auditeur. Le son émis par la deuxième paire de transducteurs électro-acoustiques est contrôlé par un système électronique et la superposition des sons émis par les deux paires de haut-parleurs permet à l’auditeur de localiser la source du son en un point du demi-espace face à lui ou derrière lui qui dépend des valeurs des paramètres d’entrée du système électronique. Le dispositif prévoit la possibilité de superposer des ondes qui simulent la réverbération naturelle, présentant un retard de 10 à 50 ms par rapport à l’onde initiale, pour rendre le son ainsi recréé aussi réaliste que possible. Cependant, la réverbération est simulée en superposant au signal émis par les haut-parleurs frontaux un signal retardé, de sorte que le champ direct et le champ réverbéré simulé sont émis par le même haut-parleur. Le son perçu manque donc toujours de naturel dans la mesure où il n’est pas perçu comme enveloppant par l’auditeur.
[22] De plus, dans ce dispositif, tous les haut-parleurs sont situés dans un même plan horizontal, ce qui ne permet pas de s’affranchir de l’effet de filtrage en peigne mentionné précédemment.
[23] En outre, les haut-parleurs frontaux occultent partiellement le champ de vision de l’auditeur. Un tel dispositif n’est donc pas nécessairement adapté pour équiper un siège d’une salle de type salle de cinéma ou pour diffuser un enregistrement pour une personne observant une scène visuelle, par exemple un tableau dans un musée.
[24] Enfin, ce système est conçu pour choisir la localisation perçue par l’auditeur de la source sonore c’est-à-dire pour que l’auditeur positionne, sur la base du son reproduit, les différents objets sonores de la scène sonore de manière aussi fidèle que possible à la scène initiale. La reproduction de l’aspect spatial du son d’origine est donc optimisée, mais en revanche, ce système n’est pas optimisé pour que le son reproduit soit aussi fidèle que possible sur tous ses autres aspects au son enregistré dans une salle d’enregistrement donnée ou au son tel qu’il aurait été perçu dans une salle d’acoustique adaptée précisément à la scène sonore à reproduire.
[25] La demande de brevet WO 2018/194501 A1 décrit un système de reproduction du son permettant de s’affranchir des limitations de la reproduction stéréophonique classique - en particulier de recréer la profondeur de la scène sonore - par l’utilisation de processeurs de signal numérique.
[26] Le système comporte au moins deux haut-parleurs, placés respectivement à gauche et à droite de l’auditeur. Une pluralité de haut-parleurs complémentaires peut être prévue et disposée à volonté dans la pièce, autour de l’auditeur. Les signaux alimentant les différents haut-parleurs sont calculés par un système de traitement du signal numérique à partir des signaux sonores gauche et droite (G et D) enregistrés en stéréophonie. Afin de reproduire l’acoustique d’une salle du choix de l’auditeur, par exemple celle de la salle d’enregistrement, différentes combinaisons des signaux G et D peuvent être envisagées : somme, différence, application d’un gain sur l’un ou l’autre, d’un retard sur l’un ou l’autre, etc.
[27] Le spectre en fréquence des signaux retardés est contrôlé pour tenir compte de l’amortissement de certaines fréquences lors d’une réflexion sur un obstacle et sur le trajet de l’onde. De cette façon, le cerveau de l’auditeur analyse la superposition des signaux émis par chacun des haut-parleurs comme provenant d’une seule source et avec réverbération.
[28] Chaque haut-parleur émet simultanément un champ direct et un champ réverbéré simulé. Dans un dispositif contenant deux haut-parleurs frontaux, le son n’est donc pas perçu comme enveloppant.
[29] Dans ce dispositif, l’impact de la position de l’auditeur par rapport aux haut-parleurs n’est pas pris en compte. Typiquement, le dispositif peut aussi bien être mis en œuvre dans une version casque audio que pour équiper une salle accueillant plusieurs auditeurs. Il est donc clair qu’un tel dispositif ne permet pas de s’affranchir de la réverbération du son par la salle d’écoute, ni d’obtenir une écoute identique en tous les points de la salle.
[30] Des dispositifs de type casque, comme le dispositif décrit par le brevet US8442244 B1 peuvent être envisagés pour pallier ce défaut. Dans ce dernier cas, le casque est acoustiquement transparent, ce qui ne permet pas une bonne isolation acoustique de l’auditeur. Le casque peut en outre être source d’inconfort pour l’auditeur, notamment pour une écoute prolongée.
[31] Des sièges équipés de systèmes de reproduction du son sont par ailleurs connus. Le document WO9930532A1 divulgue ainsi un siège équipé d’un système audio multi-canaux pouvant être utilisé avec un écran pour créer un environnement de « réalité virtuelle », par exemple pour les jeux vidéo. Un haut-parleur au moins est placé de chaque côté de l’utilisateur. En plus de ces deux haut-parleurs, un haut- parleur émettant à des fréquences inférieures à 10 kHz est placé face à l’utilisateur dans le plan médian du siège et un haut-parleur hautes-fréquences ( > 4kHz) supplémentaire peut être placé à l’arrière de l’auditeur ou au-dessus de sa tête pour créer un effet de réverbération. La répartition des signaux électriques entre les différents haut-parleurs peut être gérée par un processeur de signal numérique (Digital Signal Processing ou DSP).
[32] Toutefois, dans le siège décrit par WO9930532A1 , les deux haut-parleurs frontaux sont placés dans l’assise du siège, de sorte que les oreilles de l’auditeur ne sont pas dans l’axe ou à proximité de l’axe d’émission de ces haut-parleurs. L’auditeur n’est donc pas dans une position d’écoute optimale par rapport à ces derniers. En particulier l’onde sonore n’atteint pas le lobe frontal de l’auditeur avant ses oreilles, condition nécessaire pour qu’un son monophonique soit perçu comme issu d’une source en avant de la tête de l’auditeur. [33] De plus, l’émission se faisant dans la direction du plafond, l’onde se réfléchit sur celui-ci, ce qui donne lieu à un phénomène de réverbération non souhaité et non maîtrisé.
[34] Enfin, le siège ne permet pas de limiter la perception par l’utilisateur d’ondes sonores indésirables provenant de la gauche ou de la droite de celui-ci, voire des réflexions des ondes sonores émises par les différents haut-parleurs du dispositif sur les obstacles se trouvant à gauche ou à droite de l’utilisateur. Un tel siège n’est donc pas adapté pour équiper une salle de type salle de cinéma ou pour une restitution sonore faiblement perturbée par les bruits externes.
[35] L’invention vise ainsi à proposer un système de reproduction du son permettant de s’affranchir des caractéristiques acoustiques de la salle d’écoute, de manière à obtenir notamment un son perçu par l’auditeur aussi fidèle que possible à la scène sonore à reproduire, dont la coloration dépend par exemple de la salle d’enregistrement dans le cas d’un enregistrement en situation de concert.
RESUME DE L’INVENTION
[36] Ainsi, l’invention se rapporte à un système de reproduction de sons comprenant au moins quatre transducteurs électroacoustiques recevant chacun un signal audio et le convertissant en un signal sonore, et comprenant une zone d’écoute pour un auditeur unique, dans lequel :
- deux des quatre transducteurs, dits transducteurs frontaux, sont placés symétriquement l’un de l’autre par rapport à un plan vertical médian, et orientés de manière à émettre chacun une onde sonore en direction de la zone d’écoute,
- deux des quatre transducteurs, dits transducteurs arrière, sont placés symétriquement l’un de l’autre par rapport au plan vertical médian et orientés de manière à émettre chacun une onde sonore en direction de la zone d’écoute,
- les quatre transducteurs, frontaux et arrière, forment ainsi deux paires de transducteurs symétriques l’une de l’autre par rapport audit plan vertical médian, chaque paire de transducteurs comprenant un transducteur frontal et un transducteur arrière,
- l’auditeur unique est à placer face vers les transducteurs frontaux et dos vers les transducteurs arrière. [37] Grâce à cette disposition, l’auditeur unique reçoit des signaux des quatre transducteurs qui peuvent être contrôlés, les transducteurs frontaux permettant une écoute stéréophonique et les transducteurs arrière pouvant être dédiés la reproduction d’un champ réverbéré simulé, éventuellement sans défaut.
[38] Selon différents aspects, il est possible de prévoir l’une et/ou l’autre des dispositions ci-dessous.
[39] Dans un mode de réalisation particulier, chacun des quatre transducteurs est une source sonore directive caractérisée par un axe principal d’émission sécant avec le plan vertical médian. De plus, pour chacune des paires de transducteurs, le signal sonore émis par ledit transducteur arrière simule un champ réverbéré correspondant au signal sonore émis par ledit transducteur frontal. En outre, les quatre transducteurs sont inclus dans un volume parallélépipédique de largeur inférieure à 200 cm, de longueur inférieure à 200 cm et de hauteur inférieure à 200 cm, et la distance mesurée horizontalement entre les paires de transducteurs est supérieure à la distance mesurée horizontalement entre les deux oreilles de l’auditeur unique.
[40] Grâce à cette disposition, l’auditeur est placé dans une position d’écoute proche des quatre transducteurs, permettant d’exploiter les effets psychoacoustiques pour que la scène sonore perçue soit aussi fidèle que possible à la scène sonore qui a donné lieu à l’enregistrement. En particulier, comme l’intensité du champ réverbéré existant éventuellement est en général naturellement faible, ce positionnement particulier des haut-parleurs arrière dans une zone précise et proche de l’auditeur permet de s’assurer que l’intensité du champ réverbéré dans la salle d’écoute est inférieure à celle du champ réverbéré simulé par les haut-parleurs arrière dans la zone d’écoute et que l’écoute des haut-parleurs arrière se fait en champ proche. Grâce à ce choix de positionnement des haut-parleurs arrière, le champ réverbéré simulé par ces haut- parleurs masque le champ réverbéré dû aux éléments environnant le système audio. Ce sont alors bien essentiellement les signaux audio issus des deux haut-parleurs arrière qui vont permettre à l’auditeur de reconstituer le phénomène de réverbération correspondant à la scène sonore reproduite par les haut-parleurs frontaux de manière relativement indépendante de la salle d’écoute.
[41] Par ailleurs, l’émission sans défaut du champ direct et du champ réverbéré simulé par des haut-parleurs distincts, à l’avant et à l’arrière de l’auditeur, procure à l’auditeur une perception d’un son naturel et enveloppant, bien que l’écoute se fasse en champ proche. [42] Le système de reproduction de sons est placé de sorte que les oreilles de l’auditeur dans la zone d’écoute ne sont pas en contact avec le système de reproduction de sons, qui n’est donc pas un casque audio traditionnel et permet une écoute de qualité, peu impactée par les sources sonores parasites mais sans l’inconfort lié au port d’un casque.
[43] Selon un mode de réalisation, dans le système de reproduction de sons, la plus grande des deux distances parmi la distance mesurée horizontalement entre les deux transducteurs frontaux et le plan médiateur et la distance mesurée horizontalement entre les deux transducteurs arrière et le plan médiateur, et la distance mesurée suivant la direction avant-arrière entre le transducteur frontal et le transducteur arrière de chacune desdites paires de transducteurs sont dans un rapport dans un rapport de l’ordre de 0.7.
[44] Grâce à cette disposition, la zone d’écoute, correspondant à la zone de recouvrement entre les quatre faisceaux d’ondes sonores issus des quatre transducteurs occupe un volume dans l’espace de l’ordre de celui de la tête de l’auditeur. L’inventeur a observé que cette gamme particulière de configuration spatiale du système de reproduction de sons procure à l’auditeur une sensation de son particulièrement naturelle et enveloppante.
[45] Selon un mode de réalisation, dans le système de reproduction de sons, les axes d’émission des haut-parleurs frontaux sont sécants en un point d’intersection des axes d’émission des haut-parleurs frontaux, les haut-parleurs frontaux sont délimités chacun par une face avant plane du côté de l’émission et le point d’intersection des axes d’émission des haut-parleurs frontaux forme avec les points d’intersection de chacun des axes d’émission de chaque haut-parleur frontal avec la face avant plane de ce haut-parleur frontal un triangle isocèle dont les angles égaux sont compris entre 50° et 70°.
[46] L’inventeur a observé que cette gamme particulière d’orientations des haut-parleurs du système de reproduction de sons procure à l’auditeur une sensation de son particulièrement naturelle et enveloppante.
[47] Dans un mode de réalisation, chacune des paires de transducteurs du système de reproduction de sons est intégrée dans un caisson comprenant un ou plusieurs évidements dans lequel ou lesquels lesdits transducteurs frontaux et arrière de la dite paire de transducteurs sont placés, et dont au moins une partie des parois est recouverte d’un matériau isolant acoustiquement. [48] Grâce à cette disposition, le positionnement des deux transducteurs d’une paire de transducteurs l’un par rapport à l’autre peut être ajusté et les transducteurs et leur positionnement sont protégés des chocs.
[49] Par ailleurs, l’isolation d’au moins une partie des parois du compartiment permet d’isoler partiellement la zone d’écoute des sources sonores parasites et d’éventuels phénomènes de réverbération non contrôlés sur ces parois.
[50] Selon un mode de réalisation, chacun des caissons du système de reproduction de sons est monté sur au moins un pied, optionnellement réglable en hauteur.
[51] Grâce à cette disposition, une gamme de hauteurs possibles pour le positionnement de la zone d’écoute peut être accessible, qui dépend de la hauteur (des hauteurs dans le cas réglable) du pied et l’encombrement au sol du système de reproduction des sons est réduit.
[52] Grâce à cette disposition, le système de reproduction de sons peut aussi être lié à un siège, par exemple sur des accoudoirs, un dossier ou tout autre élément adapté du siège. Il peut aussi être simplement déplacé au sol d’un endroit à l’autre.
[53] Selon un mode de réalisation, le système de reproduction comprend en outre une paroi arrière, et deux parois latérales s’étendant en profondeur en avant de la paroi arrière et en hauteur jusqu’à une hauteur inférieure à celle du bord supérieur de la paroi arrière, et comprenant chacune au moins un évidement de sorte que les parois forment chacune un caisson dans lequel une desdites paires de transducteurs est placée. La paroi arrière et les parois latérales constituent un ensemble symétrique par rapport au plan vertical médian. La zone d’écoute correspond au volume vide se trouvant entre les parois latérales à une hauteur supérieure à celle des bords supérieurs des parois latérales et inférieure à celle du bord supérieur de la paroi arrière. Les transducteurs frontaux émettent chacun une onde sonore en direction de la zone d’écoute dans un cône d’émission intégralement intercepté par la tête de l’auditeur placée dans la zone d’écoute et/ou par la paroi arrière et/ou par les parois latérales, et les transducteurs arrière émettent chacun une onde sonore en direction de la zone d’écoute dans un cône d’émission intégralement intercepté par la tête de l’auditeur placée dans la zone d’écoute et/ou par les parois latérales.
[54] Grâce à ces dispositions, l’auditeur est placé dans une situation d’écoute en champ proche par rapport aux différents haut-parleurs et le phénomène de réverbération non contrôlé associé à la salle d’écoute dans laquelle se trouve le système de reproduction de sons est limité grâce aux différentes parois arrière et latérales. L’auditeur perçoit le son direct issu des différents haut-parleurs et le champ réverbéré réel est masqué par ce champ direct. Il est alors possible de recréer à l’aide d’une partie des haut-parleurs un champ réverbéré virtuel, qui constituera le champ réverbéré perçu par l’auditeur.
[55] Dans un mode de réalisation particulier, les transducteurs frontaux du système de reproduction de sons sont placés à une distance de l’auditeur permettant une écoute du champ direct de ces transducteurs frontaux, c’est-à-dire une distance inférieure à la distance critique pour laquelle les intensités du champ direct et du champ diffus sont égales.
[56] Selon un mode de réalisation, la distance entre l’auditeur et lesdits transducteurs frontaux est inférieure à 1 m.
[57] Une telle distance est inhabituelle pour le positionnement de haut-parleurs dans une salle lorsqu’un son enveloppant est recherché, mais elle permet généralement d’obtenir l’écoute en champ proche qui est précisément nécessaire pour obtenir la qualité de reproduction des sons visée par l’invention.
[58] Selon un mode de réalisation, au moins un des compartiments d’un caisson du système de reproduction de sons comprend un dispositif pour contraindre de manière fixe ou réglable l’orientation de l’axe d’émission d’au moins un desdits transducteurs.
[59] Grâce à cette disposition, l’utilisateur ou un opérateur peut ajuster l’orientation des deux transducteurs d’une paire de transducteurs l’une par rapport à l’autre et/ou par rapport à une autre paire de transducteur, notamment pour un auditeur donné ou pour choisir la hauteur de la zone d’écoute par rapport au sol par exemple.
[60] Selon un mode de réalisation, le système de reproduction de sons comprend un siège comportant au moins une assise, optionnellement recouverte au moins partiellement d’un matériau isolant acoustique, de sorte que la zone d’écoute se trouve au-dessus de l’assise et que chacun des caissons est lié au siège.
[61] Grâce à cette disposition, le placement optimal de l’auditeur par rapport à la zone d’écoute est facilité et l’écoute peut se faire sur des périodes de temps longues sans fatigue excessive pour l’auditeur.
[62] L’isolation acoustique au moins partielle de l’assise du siège permet de limiter les phénomènes de réverbération non souhaités sur cette assise et d’améliorer encore la précision de la reproduction de la scène sonore.
[63] Selon un mode de réalisation, le siège que comprend le système de reproduction de sons comprend en outre des accoudoirs, auxquels les caissons du système de reproduction de sons sont liés, optionnellement de manière amovible. [64] Grâce à cette disposition, un siège quelconque muni d’accoudoirs peut être transformé de manière réversible en siège d’écoute audio de qualité suivant l’invention, sans qu’il soit nécessaire d’acheter un siège spécifique pour le système de reproduction de sons, le positionnement des caissons sur les accoudoirs étant naturellement optimal pour l’auditeur et les accoudoirs participant à l’isolation acoustique par rapport aux sources sonores parasites.
[65] Notamment, des inserts d'implantations optionnels de support du caisson, placés sur les accoudoirs, peuvent permettre une mise en place stable, simple et rapide, sur n'importe quel type de siège et offrir un réglage en hauteur autour de l'auditeur
[66] Selon un mode de réalisation, le siège que comprend le système de reproduction de sons comporte au moins un transducteur infrabasse supplémentaire placé dans l'assise du siège.
[67] Grâce à cette disposition, la reproduction des fréquences infrabasse, dont la position de la source précise autour de l’auditeur importe peu pour la localisation de la scène sonore, peut être de bonne qualité.
[68] Selon un mode de réalisation, un siège que comprend le système de reproduction de sons comporte un dossier formant une paroi arrière optionnellement recouverte d’un matériau isolant acoustiquement.
[69] Grâce à cette disposition, l’auditeur est mieux isolé des phénomènes de réverbération non contrôlés qui lui parviendraient par l’arrière.
[70] Selon un mode de réalisation, l’inclinaison du dossier est réglable et/ou la position de l’assise est réglable en profondeur et/ou en hauteur.
[71] Grâce à cette disposition, le placement de l’auditeur par rapport à la zone d’écoute peut être ajusté en fonction de la taille de l’auditeur.
[72] Selon un mode de réalisation, les caissons du système de reproduction de sons sont liés, optionnellement de manière amovible, à un mur d’un bâtiment formant une paroi arrière, optionnellement recouverte d’un matériau isolant acoustique.
[73] Grâce à cette disposition, il est possible de former une zone d’écoute sans emprise du système au sol. Par exemple, une zone d’écoute peut être formé pour un auditeur placé debout dans un musée ou ailleurs, ou encore pour un auditeur allongé dans un lit.
[74] De plus, si la paroi arrière est isolante, l’écoute n’est pas perturbée par des phénomènes de réverbération non contrôlés vers l’arrière de l’auditeur ou par des sources sonores parasites émettant des ondes sonores pourraient se propager et parvenir directement à l’auditeur par l’arrière.
[75] Selon un mode de réalisation, les caissons du système de reproduction de sons peuvent être rabattus contre une paroi arrière auquel le système de reproduction est lié, lorsque ces caissons ne sont pas utilisés pour la reproduction de sons.
[76] Grâce à cette disposition, l’encombrement du système de reproduction de sons est réduit lorsqu’il n’est pas utilisé.
[77] Selon un mode de réalisation, le système de reproduction de sons comporte en outre deux transducteurs basse fréquence supplémentaires placés symétriquement l’un de l’autre dans les caissons.
[78] Cette disposition permet de rapprocher le plus possible de l’auditeur unique la source des basses fréquences, pour qu’elles soient perçues le plus rapidement possible pour mieux masquer le champ réverbéré, particulièrement intense dans les basses fréquences, puisqu’elles correspondent à des longueurs d'ondes élevées.
[79] Selon un mode de réalisation, le système de reproduction des sons comporte une paroi supérieure solidaire des caissons s’étendant dans un plan horizontal au-dessus de la tête de l’utilisateur et recouverte d’un matériau isolant acoustique.
[80] Grâce à cette disposition, l’écoute n’est pas perturbée par des phénomènes de réverbération non contrôlés sur le plafond de la salle ou par des sources sonores parasites émettant des ondes sonores qui pourraient se propager et parvenir à l’auditeur par le dessus de sa tête.
[81] Selon un mode de réalisation, le système de reproduction des sons comporte au moins un dispositif de traitement du signal, de sorte que le signal audio reçu par le transducteur arrière de chacune desdites paires de transducteurs est généré au moyen du dispositif de traitement du signal (DSP, « digital signal processor ») à partir du même signal audio que celui à partir duquel est formé le signal audio reçu par ledit transducteur frontal de ladite paire de transducteurs.
[82] Grâce à cette disposition, les signaux sonores émis par un transducteur frontal et le transducteur arrière sont liés, ce qui permet de simuler le champ réverbéré de manière contrôlée, c’est-à-dire de manière indépendante de la salle dans laquelle le système de reproduction de sons est placé, mais dépendante des réglages choisis au niveau du DSP.
[83] Selon un mode de réalisation, dans le système de reproduction des sons, le signal audio en entrée du transducteur arrière de chacune des paires de transducteurs est en retard sur le signal audio à partir duquel est formé le signal audio reçu par le transducteur frontal de ladite paire de transducteurs.
[84] Grâce à cette disposition, les signaux sonores émis par les transducteurs arrière simulent un champ effectivement perçu comme un champ réverbéré associé au champ libre émis par les transducteurs frontaux, et le contrôle du retard permet de simuler une ambiance acoustique particulière.
[85] Selon un mode de réalisation, dans le système de reproduction des sons, le spectre d’amplitude et/ou le spectre de phase dudit signal audio en entrée du transducteur arrière de chacune des paires de transducteurs est modifié par rapport au spectre correspondant du signal audio à partir duquel est formé le signal audio reçu par le transducteur frontal de la même paire de transducteurs.
[86] Grâce à cette disposition, il est possible de donner une coloration particulière au champ réverbéré simulé par les transducteurs arrière et par exemple de reproduire fidèlement l’acoustique d’une salle d’enregistrement particulière.
[87] Selon un mode de réalisation, le système de reproduction des sons comprend une mémoire stockant des paramètres prédéfinis et choisis en fonction de l’acoustique d’une salle donnée, les paramètres étant utilisés par le dispositif de traitement du signal pour la modification du spectre d’amplitude et/ou du spectre de phase du signal audio en entrée du transducteur arrière de chacune des paires de transducteurs.
[88] Grâce à cette disposition, des ambiances acoustiques peuvent être mémorisées et sélectionnées par l’utilisateur au moment de l’écoute ou par un opérateur au moment du réglage du système.
[89] Selon un mode de réalisation, le système de reproduction des sons comporte en outre un deuxième dispositif de traitement du signal numérique et le signal audio reçu par un haut-parleur frontal est reçu en sortie du deuxième dispositif de traitement du signal numérique.
[90] Grâce à cette disposition, il est notamment possible de corriger d’éventuels défauts intrinsèques des haut-parleurs frontaux pour que le son émis par ces haut-parleurs soit aussi fidèle que possible au son qui a été enregistré.
[91] Selon un mode de réalisation, le deuxième dispositif de traitement du signal numérique est adapté pour corriger la non-linéarité d’au moins un des transducteurs frontaux. [92] Selon un mode de réalisation, les transducteurs frontaux du système de reproduction de sons sont coaxiaux à phase mécaniquement alignée.
[93] L’invention concerne aussi une salle équipée d’une pluralité de systèmes de reproduction de sons.
[94] L’invention concerne enfin un caisson comportant un ou plusieurs compartiments adaptés pour recevoir au moins un transducteur frontal et un transducteur arrière pour un système de reproduction de sons.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
[95] Des modes de réalisation de l’invention seront décrits ci-dessous par référence aux dessins, décrits brièvement ci-dessous :
[96] [Fig.1] représente une vue latérale du système de reproduction de sons selon un mode de réalisation.
[97] [Fig. 2] représente une vue de dessus du système de reproduction de sons de la figure 1.
[98] [Fig. 3] représente une vue de face du système de reproduction de sons de la figure 1.
[99] [Fig. 4] est un schéma synoptique de la chaîne de traitement du signal audio dans un mode de réalisation particulier.
[100] [Fig. 5] représente dans le plan (fréquence d’un signal sonore ; retard du son réfléchi sur le son direct) les zones pour lesquelles le son direct et le son réfléchi sur un obstacle sont perçus comme confondus ou au contraire séparés, de sorte que l’auditeur perçoit un phénomène de réverbération. Ce graphe a été obtenu à la suite d’études effectuées en chambre anéchoïque à l’institut National de l’Audiovisuel (INA, France, travaux de Patrick Thévenot.)
[101] [Fig. 6] représente la mesure de RT60 d’un siège équipé de l’invention. Le RT60 est le temps qu'il faut pour que le niveau de pression acoustique diminue de 60 dB, mesuré après que la source sonore ait été coupée brusquement. La courbe noire et la plus épaisse indique le temps de réverbération RT60 en fonction de la fréquence d’une salle d’étude. La courbe grise et épaisse indique le temps de réverbération RT60 au niveau du dispositif de reproduction de sons dans cette même salle d’étude, sans activation du contrôle numérique de la zone de réverbération(B). La courbe grise et fine correspond au temps de réverbérationRT60 mesuré dans les mêmes conditions mais avec réverbération recréée virtuellement, et réglée sur 0,56 secondes. [102] [Fig. 7] représente un caisson comprenant des compartiments dans lesquels sont placés un ensemble de transducteurs électro-acoustiques.
[103] Sur les dessins, des références identiques désignent des objets identiques ou similaires.
DESCRIPTION DETAILLEE
[104] L’invention se rapporte donc à un système de reproduction de sons 100 n comprenant au moins quatre transducteurs électroacoustiques recevant chacun un signal audio et le convertissant en un signal sonore, et comprenant une zone d’écoute pour un auditeur unique, dans lequel : a. deux des quatre transducteurs, dits transducteurs frontaux, sont placés symétriquement l’un de l’autre par rapport à un plan vertical médian, et orientés de manière à émettre chacun une onde sonore en direction de la zone d’écoute, b. deux des quatre transducteurs, dits transducteurs arrière, sont placés symétriquement l’un de l’autre par rapport au plan vertical médian et orientés de manière à émettre chacun une onde sonore en direction de la zone d’écoute.
[105] Les quatre transducteurs, frontaux et arrière, forment ainsi deux paires de transducteurs symétriques l’une de l’autre par rapport au plan vertical médian (ou équivalemment médiateur), chaque paire de transducteurs comprenant un transducteur frontal 105 et un transducteur arrière 107.
[106] L’auditeur unique se place face vers les transducteurs frontaux et dos vers les transducteurs arrière.
[107] Dans un mode de réalisation particulier, chacun des quatre transducteurs est une source sonore directive caractérisée par un axe principal d’émission sécant avec le plan vertical médiateur.
[108] De plus, pour chacune des paires de transducteurs, le signal sonore émis par ledit transducteur arrière 107 simule un champ réverbéré correspondant au signal sonore émis par le transducteur frontal 105.
[109] En outre, l’auditeur unique est placé dans une position d’écoute proche des quatre transducteurs, sans que le système de reproduction ne touche directement les oreilles de l’auditeur comme dans un casque audio usuel : a. les quatre transducteurs sont inclus dans un volume parallélépipédique de largeur inférieure à 200 cm, de longueur inférieure à 200 cm et de hauteur inférieure à 200 cm. b. La distance mesurée horizontalement entre les paires de transducteurs est supérieure à la distance mesurée horizontalement entre les deux oreilles de l’auditeur unique.
[110] La distance mesurée horizontalement entre les paires de transducteurs est définie comme la distance la plus courte entre un point d’une paire de transducteurs et un point de la seconde paire de transducteurs se trouvant dans un même plan horizontal.
[111] Cette position particulière d’écoute permet d’exploiter les effets psychoacoustiques : en particulier, comme l’intensité du champ réverbéré existant éventuellement est naturellement très inférieure à celle du champ réverbéré simulé par les haut-parleurs arrière dans la zone d’écoute, ce sont essentiellement les signaux audio issus des deux haut-parleurs arrière qui vont permettre à l’auditeur de reconstituer le phénomène de réverbération correspondant à la scène sonore reproduite par les haut-parleurs frontaux. Le champ réverbéré simulé masque l’éventuel champ réverbéré dû aux éléments environnant le système audio.
[112] Les transducteurs forment un ensemble approximativement symétrique par rapport à un plan vertical médiateur, qui est aussi un plan médiateur de la zone d’écoute pour l’auditeur. L’auditeur est placé de manière optimale lorsqu’il est face vers les transducteurs frontaux 105, dos vers les transducteurs arrière 107, la tête dans la zone d’écoute et que le plan médiateur du système de reproductions de sons est aussi un plan médiateur pour l’utilisateur.
[113] La notion de symétrie s’entend ici à la précision du réglage et de la mise en place près. Par ailleurs, par approximativement symétrique, on entend que des éléments de décoration, de câblages ou autres, non essentiels pour la reproduction des sons, peuvent être non symétriques par rapport au plan médian. Par exemple, la position de l’alimentation électrique du système de reproduction de sons 100 est indifférente pour la qualité de la reproduction des sons et pourra se trouver hors du plan médiateur.
[114] Le volume de la zone d’écoute est dans ce mode de réalisation particulier limité par la limitation des distances horizontales entre les différents transducteurs. La zone d’écoute est ainsi d’un volume restreint mais suffisant pour un auditeur unique, de sorte que : a. le placement se fait naturellement à proximité de la position idéale sans être contraint par des éléments de positionnement rigides qui rendraient l’usage du dispositif inconfortable. b. La tête de l’auditeur idéalement placé intercepte la plus grande part des faisceaux émis par les quatre transducteurs, de sorte que l’écoute n’est pas dégradée par des réflexions de ces faisceaux indésirables sur les différents éléments du système de reproduction de son ou de la salle dans laquelle il se trouve, ni par des interférences entre ces faisceaux au sein même de la zone d’écoute.
[115] En fonction de la directivité des faisceaux, il est possible qu’une partie des faisceaux sonores ne soit pas interceptés par la tête de l’auditeur. Mais on comprend que la qualité d’écoute dans le système de reproduction de sons 100 est d’autant meilleure que l’ouverture de ces faisceaux est bien contrôlée. On pourra d’ailleurs envisager d’adapter des guides d’onde sur un ou plusieurs des quatre transducteurs dans ce but.
[116] Selon un mode de réalisation, les axes d’émission des haut-parleurs frontaux 107 sont sécants en un point d ‘intersection des axes d’émission des haut-parleurs frontaux 107. Les haut-parleurs frontaux 107 sont délimités chacun par une face avant plane du côté de l’émission et le point d’intersection des axes d’émission des haut-parleurs frontaux forme avec les points d’intersection des axes d’émission avec les faces avant planes des deux haut-parleurs frontaux un triangle isocèle dont les angles égaux sont compris entre 50° et 70°.
[117] Il a été observé que cette gamme de configurations du dispositif de reproduction de sons 100 procure à l’auditeur un confort d’écoute particulier, lui permettant d’être particulièrement bien immergé dans le son émis par les haut-parleurs frontaux 107.
[118] Dans un mode de réalisation, chacune des paires de transducteurs du système de reproduction de sons 100 est intégrée dans un caisson 7, dans lequel des compartiments sont ménagés pour accueillir les transducteurs frontal 105 et arrière 107 de la paire de transducteurs. Un caisson 7 muni d’un ensemble de transducteurs est représenté vu du dessus à la [Fig. 7]
[119] Le caisson protège les transducteurs et facilite leur positionnement relatif et le positionnement de chaque paire de transducteurs relativement à l’autre paire de transducteurs.
[120] Le caisson 7 comporte en outre tous les composants électriques et électroniques nécessaires au fonctionnement des transducteurs électroacoustiques. [121] Un des caissons 7 (ou les deux caissons 7) peut comprendre une zone technique 110 permettant d’effectuer les réglages mécaniques et/ou acoustiques du système de reproduction de sons 100.
[122] Une ou plusieurs parois du caisson 7 peuvent être recouvertes de matériau isolant acoustique. Cette disposition permet d’isoler partiellement la zone d’écoute des sources sonores parasites et d’éventuels phénomènes de réverbération non contrôlés sur ces parois.
[123] Dans un mode de réalisation particulier, les compartiments sont configurés de manière à limiter les degrés de liberté de mouvement des haut-parleurs qu’ils contiennent. Il est notamment possible de laisser uniquement des degrés de liberté en rotation, afin que l’inclinaison de l’axe d’émission principal de chaque haut-parleur puisse être réglée à l’endroit où le système de reproductions est placé.
[124] De cette manière, la position de la zone d’écoute, notamment sa hauteur par rapport au sol, peut être ajustée, éventuellement en fonction de l’auditeur.
[125] Un système de blocage de l’orientation des haut-parleurs après réglage peut être prévu. Grâce à cette disposition, un préréglage peut être effectué par un opérateur, par exemple au montage des haut-parleurs sur le caisson, ou encore lors de l’installation du système de reproduction de sons 100 en un lieu donné, et ce réglage ne pourra être modifié que par déblocage volontaire du système de blocage.
[126] Dans un mode de réalisation particulier, la plus grande des deux distances d1 et d2, la distance d1 étant mesurée horizontalement entre les deux transducteurs frontaux et le plan médiateur et la distance d2 étant mesurée horizontalement entre les deux transducteurs arrière et le plan médiateur, et la distance d3 mesurée suivant la direction avant-arrière entre le transducteur frontal 105 et le transducteur arrière 107 de chacune des paires de transducteurs sont dans un rapport de l’ordre de 0.7.
[127] Les distances d1, d2, d3 sont définies par rapport au(x) centre(s) de la (des) membrane(s) du (des) haut-parleur(s) concerné(s).
[128] Grâce à cette disposition, la zone d’écoute, dans laquelle se croisent les faisceaux sonores émis par les quatre transducteurs frontaux et arrière a un volume optimal pour que l’auditeur ait une sensation de son enveloppant.
[129] De cette manière, la zone d’écoute est placée de manière idéale par rapport aux haut-parleurs frontaux pour obtenir une écoute peu perturbée par l’environnement du dispositif de reproduction de sons 100. [130] La position de la tête de l’auditeur qui procure la sensation de son la plus naturelle est au centre de la zone d’écoute. La position de ce centre par rapport à l’intersection des droites joignant un transducteur frontal 105 et le transducteur arrière 107 du côté opposé peut être ajustée par le réglage du rapport des puissances sonores émise par les transducteurs arrière 107 par rapport à celles émises par les transducteurs frontaux 105, mais aussi par le réglage du retard des sons émis par les transducteurs arrière 107 par rapport à ceux émis par les transducteurs frontaux 105 qui sera décrit plus loin, ainsi que de la transauralité.
[131] L’avantage du dispositif de reproduction de sons est qu’il laisse une certaine latitude de positionnement à l’auditeur tout en conservant une écoute agréable.
[132] On constate en particulier que l’auditeur peut être, un peu trop en avant ou en arrière, un peu au dessus ou en dessous de ce centre, en gardant une sensation d’écoute satisfaisante.
[133] Il est possible de munir le caisson 7 d’un ou plusieurs pieds. De cette manière, le système de reproduction de sons 100 peut être aisément déplacé d’un lieu à un autre si le pied n’est fixé à aucun autre objet que le caisson. Le système de reproduction de sons 100 peut ainsi aussi être placé à une certaine hauteur du sol. Il peut par exemple être adapté pour un auditeur debout, au centre d’une salle ou tout au moins à distance des murs de cette salle.
[134] Par ailleurs, l’emprise du système de reproductions de sons 100 au sol est réduite.
[135] Cette disposition permet par exemple de créer, à partir de plusieurs systèmes de reproduction de sons 100, un parcours sonore avec plusieurs zones d’écoute de qualité et indépendantes les unes des autres dans une salle telle qu’une salle de musée.
[136] Le choix de la hauteur du ou des pieds conditionne la gamme de hauteurs accessibles pour la zone d’écoute. Il sera ainsi possible de réaliser un système de reproductions de sons pour un auditeur assis ou debout, et pour des auditeurs de tailles variées en choisissant un pied de hauteur adaptée à l’usage souhaité.
[137] Dans un mode de réalisation particulier, le pied est réglable en hauteur. Cette disposition accroît la souplesse de réglage du système reproduction de sons 100.
[138] Si au contraire, le système de reproduction de sons 100 est destiné à un emplacement précis à proximité d’un mur ou d’une paroi, les caissons 7 peuvent dans un autre mode de réalisation être liés à ce mur ou à cette paroi, [139] Cette disposition permet de ne pas empêcher totalement ou partiellement le déplacement ou le positionnement d'objets ou de personnes au niveau du sol du fait de l’emprise du système de reproduction de sons 100.
[140] Par exemple, les caissons 7 d’un système de reproduction de sons 100 peuvent être placés de part et d’autre d’un écran, ou d’un tableau dans un musée, pour un auditeur debout.
[141] Les caissons 7 peuvent aussi être placés sur un mur ou un dosseret à l’arrière d’un lit pour permettre une écoute en position allongée ou adossée au mur.
[142] Le mur peut optionnellement être recouvert d’un matériau isolant acoustiquement.
[143] Grâce à cette disposition, l’écoute est peu perturbée par des phénomènes de réverbération non contrôlés vers l’arrière de l’auditeur ou par des sources sonores parasites dont l’onde sonore pourrait se propager et parvenir directement à l’auditeur par l’arrière.
[144] La liaison des caissons 7 au mur ou à la paroi peut, dans une première variante, être de type encastrement, au moyen de vis par exemple.
[145] Cette liaison peut, dans une seconde variante, conserver certains degrés de liberté de mouvement des caissons 7 par rapport au mur ou à la paroi. Notamment, le caisson 7 peut-être fixé au mur au moyen d’un bras articulé, qui permet le réglage en profondeur de la position du caisson par rapport au mur, et/ou le rabattement du caisson 7 le long du mur lorsque le système de reproduction de sons 100 n’est pas utilisé.
[146] Des moyens de blocage temporaire du réglage du bras articulé peuvent être prévus.
[147] Dans un mode de réalisation particulier, le système de reproduction 100 est adapté spécifiquement à la position assise. Il comporte alors, comme représenté sur la figure 1 un siège 101 comprenant une assise 102, optionnellement un dossier 103, optionnellement une paroi arrière 111 et optionnellement deux parois latérales 104. L’ensemble de ces éléments est approximativement symétrique par rapport à un plan vertical, dit plan « médian » du système de reproduction de sons 100, ou équivalemment plan médiateur.
[148] Dans un mode de réalisation particulier, les deux parois latérales 104 comprennent les caissons 7 ou sont constituées par les caissons 7.
[149] En variante, les parois latérales 104 sont des accoudoirs d’un siège sur lesquels sont placés deux caissons 7, éventuellement munis de pieds. [150] De cette manière, un siège que possède déjà un auditeur peut être équipé, à moindre coût et éventuellement réversiblement, de deux caissons 7 de manière à constituer un système de reproductions 100.
[151] Notamment, des inserts d'implantations optionnels de support du caisson, placés sur les accoudoirs, peuvent permettre une mise en place stable, simple et rapide, sur n'importe quel type de siège et offrir un réglage en hauteur autour de l'auditeur.
[152] Quel que soit le mode de réalisation, les paires de transducteurs sont symétriques l'une de l’autre. Comme vu précédemment, la notion de symétrie s’entend ici à la précision du réglage et de la mise en place près. Par ailleurs, par approximativement symétrique, on entend que des éléments de décoration du siège, de câblages ou autres, non essentiels pour la reproduction des sons, peuvent être non symétriques par rapport au plan médian. Par exemple, la position de l’alimentation électrique du système de reproduction de sons 100 est indifférente pour la qualité de la reproduction des sons et pourra se trouver hors du plan médian.
[153] Le siège 101 est par ailleurs équipé d’une pluralité de transducteurs électroacoustiques recevant un signal électrique en entrée et délivrant un signal sonore en sortie.
[154] Le siège 101 comporte en outre tous les composants électriques et électroniques nécessaires au fonctionnement des transducteurs électroacoustiques.
[155] Les dimensions de l’assise 102, du dossier 103 et des parois latérales 104 sont fixées de manière à ce que la tête et le cou de la majorité des utilisateurs pour lesquels le siège est prévu se situent dans une zone dite d’écoute, au-dessus des bords les plus hauts des parois latérales, le reste du corps se trouvant, au plus jusqu’à hauteur d’épaules, encadré par le dossier et les deux parois latérales. La zone d’écoute n’est ainsi pas encadrée par les parois latérales, ce qui permet d’éviter la réponse en peigne au niveau de la tête de l’auditeur.
[156] Dans un mode de réalisation particulier, la distance (d1) mesurée horizontalement entre les deux transducteurs frontaux et le plan médiateur et la distance (d2) mesurée horizontalement entre les deux transducteurs arrière et le plan médiateur et la distance (d3) mesurée suivant la direction avant-arrière entre le transducteur frontal et le transducteur arrière de chacune desdites paires de transducteurs sont notamment dans un rapport de préférence de l’ordre de 0.7.
[157] Les distances d1 , d2, d3 sont définies à partir du centre de la membrane du haut- parleur. [158] Selon un mode de réalisation particulier, la hauteur de l’assise 102 et l’inclinaison du dossier 103 peuvent être réglées par l’utilisateur ou tout au moins personnalisées en fonction de l’utilisateur du siège.
[159] Les mousses qui constituent l’assise 102, les parois latérales 104, la paroi arrière 111 et le dossier 103 présentent de préférence un coefficient d’absorption acoustique alpha sabine élevé dans la gamme des fréquences audibles, et plus particulièrement dans la gamme [500 Hz, 5000 Hz] dans laquelle la sensibilité de l’oreille est la plus importante.
[160] L’assise 102, les parois latérales 104, la paroi arrière 111 et le dossier 103 sont par ailleurs de préférence recouverts de tissus acoustiques, transparents aux ondes sonores.
[161] Cette disposition permet de limiter les réflexions des ondes sonores émises par les transducteurs sur ces différents éléments, de façon à ce que l’onde sonore résultante perçue par l’utilisateur soit essentiellement constituée des ondes directes émises par les transducteurs du système de reproduction de sons 100.
[162] En particulier, dans ce mode de réalisation, les ondes émises par les différents transducteurs ne se propagent pratiquement pas à l’extérieur du système de reproductions 100, ce qui limite le phénomène de réverbération lié à la salle d’écoute perceptible pour l’auditeur.
[163] L’extension verticale des parois latérales 104 du siège 101 approximativement jusqu’à hauteur d’épaule de l’utilisateur permet aussi une isolation partielle de l’auditeur par rapport aux sources sonores externes au système de reproduction de sons 100.
[164] Dans le mode de réalisation de la figure 1 , le système de reproduction de sons 100 comporte au moins quatre transducteurs électroacoustiques, dont au moins deux transducteurs électroacoustiques frontaux 105, qui sont placés dans des évidements des parois latérales 104 du siège qui constituent les caissons 7, en avant de la paroi arrière 111.
[165] La forme des évidements peut participer au guidage de l’onde sonore émise par les transducteurs dans la direction souhaitée.
[166] Ces transducteurs sont dans ce mode de réalisation, ainsi qu’éventuellement dans les autres modes de réalisation, à titre d’exemple non limitatif, de type « point source », coaxiaux à phase mécaniquement alignée pour les deux voies correspondant aux différentes gammes de fréquence (grave/médium et aigu,), ou encore des haut-parleurs à large bande.
[167] Les haut-parleurs coaxiaux à phase mécaniquement alignée présentent un alignement des phases de très haute précision entre les deux voies au niveau de l’émission. De tels haut-parleurs se rapprochent donc d’un point-source unique.
[168] Dans le mode de réalisation décrit sur la figure 1 , l’auditeur se trouve typiquement à moins d’un mètre des sources. Cette position d’écoute inhabituelle a pour second intérêt de permettre une écoute en champ proche, pour masquer le champ réverbéré.
[169] Le filtrage en peigne dans les gammes de fréquence correspondant au recouvrement entre les différentes voies est très limité et le son restitué est de très bonne qualité.
[170] Les transducteurs frontaux 105 et arrière 107 émettent typiquement au moins dans la gamme de fréquence [100 Hz ; 20 kHz],
[171] Dans le cas de transducteurs « point source », l’onde émise à partir du haut- parleur est approximativement sphérique, de sorte que l’intensité sonore est une fonction inverse du carré de la distance entre le point de mesure et le point source. La proximité de l’auditeur par rapport aux transducteurs permet d’obtenir une écoute satisfaisante avec une intensité sonore émise plus faible que lorsque l’auditeur se trouve à une distance d’écoute plus habituelle (quelques mètres) des haut-parleurs, puisque l’intensité sonore décroît quand la distance à la source augmente.
[172] Le placement des transducteurs frontaux 105 dans la partie avant des parois latérales 104 du mode de réalisation de la figure 1, donc sous la tête de l’utilisateur et en avant de son tronc, permet que l’utilisateur soit hors de la zone dans laquelle interfèrent significativement les ondes émises par les deux transducteurs frontaux ainsi que les ondes réfléchies sur les parois latérales correspondantes. Autrement dit, l’utilisateur se trouve en-dehors de la zone de réponse en peigne, ce qui permet une écoute de grande précision, fidèle au son d’origine et que l’on cherche à reproduire. Cette modalité peut être mise en œuvre dans d’autres modes de réalisation.
[173] Le placement des deux transducteurs frontaux 105 dans les parois latérales 104, de manière à ce qu’ils soient orientés vers la tête de l’utilisateur contribue aussi à la maîtrise de la zone de l’espace dans laquelle l’onde sonore émise par chacun de ces transducteurs reste audible. L’essentiel de l’intensité sonore se répartit dans un cône 106 de sommet le point source et contenant au moins une partie de la tête de l’utilisateur. [174] Dans des modes de réalisation particuliers, les deux haut-parleurs frontaux 105 sont orientés de manière à ce que leurs axes d’émission se coupent au niveau du lobe frontal de l’auditeur, à proximité de son plan médiateur vertical.
[175] L’angle alpha formé alors par ces deux axes d’émission peut varier en fonction de l’inclinaison du dossier et/ou de la longueur des parois latérales, mais ces paramètres seront limités de sorte que l’angle alpha soit compris entre environ 60° et 90°. Dans ce cas, l’auditeur percevra des sons monophoniques (c’est-à-dire identiques en phase et en amplitude pour deux transducteurs symétriques par rapport au plan médian du siège, par exemple des sons placés au centre lors des opérations de mixage) comme émis dans le plan médian du siège, en avant de lui et non au-dessus de lui.
[176] Les fréquences les mieux analysées par le cerveau humain sont celles situées entre 500 Hz et 5 kHz. Les oreilles de l’auditeur doivent donc se trouver si possible dans l’axe de rayonnement des hauts parleurs émettant ces fréquences. On comprend donc l’intérêt pour obtenir une précision d’écoute élevée de contraindre le positionnement de l’auditeur par rapport aux différents transducteurs, en liant la position de ces derniers et du siège.
[177] Lorsque les transducteurs frontaux 105 sont placés dans les parois latérales 104 d’un siège ou dans des caissons 7 placés de manière à respecter les contraintes sur les distances d1 , d2 et d3 mentionnées précédemment, ils se trouvent à une distance de l’auditeur inférieure à la distance critique pour laquelle l’intensité du champ libre, correspondant à l’onde provenant directement de la source, devient égale à celle du champ diffus, correspondant aux réflexions multiples de l’onde sonore initiale. En deçà de la distance critique, le champ libre prédomine : l’auditeur perçoit essentiellement les sons directs issus des transducteurs frontaux. Le phénomène de réverbération naturelle (qui est issu, malgré l’isolation acoustique partielle du siège, de la propagation d’une fraction des émises par les haut-parleurs vers l’extérieur du siège) est en grande partie masqué par ces sons directs, comme l’indique la figure 6, et une réverbération essentiellement virtuelle pourra être créée grâce à des transducteurs autres que les transducteurs frontaux, qui seront introduit plus loin dans cette description. Autrement dit, le phénomène de réverbération perçu par l’auditeur est essentiellement virtuel et maîtrisable.
[178] La figure 6 montre l’influence du système de reproduction de sons 100 selon le mode de réalisation de la figure 1 avec activation des seuls transducteurs frontaux 105. On constate que, par rapport à l’auditeur situé en un point donné de la salle de mesure, le phénomène de réverbération est beaucoup moins dépendant de la fréquence en présence du système de reproduction de sons (courbe grise et épaisse) qu’en l’absence de ce système (courbe noire et la plus épaisse). En l’absence de siège, le temps de réverbération RT60 dépend de la fréquence, ce qui veut dire que le spectre du signal perçu par l’auditeur ne sera pas identique au spectre du signal émis. L’écoute est impactée par la salle dans laquelle elle est réalisée. En présence du système de reproduction, le phénomène de réverbération existe mais est peu dépendant de la fréquence, donc il modifie approximativement de la même façon toutes les fréquences du signal : le son est perçu par l’auditeur avec un spectre peu déformé par rapport au spectre à l’émission.
[179] L’écoute en champ proche a pour avantage supplémentaire de réduire les nuisances sonores. Typiquement un système de reproduction de sons conventionnel placé à deux mètres de l’auditeur nécessiterait une intensité sonore supérieure de 10 dB acoustiques au niveau de la source pour une même perception par l’auditeur que lorsqu’il est placé dans le siège équipé du système de reproduction sonore décrit dans ce document.
[180] De manière concomitante, la réduction de l’intensité sonore au niveau des sources par rapport à un système conventionnel pour une même intensité sonore perçue par l’auditeur permet de réduire le taux de distorsion harmonique et donc d’augmenter la fidélité du son perçu par l’utilisateur.
[181] Le système de reproduction de sons 100 décrit ici permet par exemple d’obtenir une puissance sonore restituée de l’ordre de 100 dB de niveau de pression sonore (dB SPL) avec un taux de distorsion harmonique inférieur à 3% pour l’auditeur pour des fréquences supérieures à 60 Hz.
[182] Des guides d’ondes spécifiques peuvent de manière optionnelle être ajoutés à la sortie de chacun des transducteurs frontaux pour contrôler au mieux l’angle au sommet de ce cône.
[183] Grâce à ces dispositions, un réglage approprié de la distance entre deux sièges consécutifs et des puissances sonores maximales émises par les transducteurs, ainsi qu’éventuellement de la forme des guides d’onde, permet en outre une relative séparation de deux sièges contigus : l’utilisateur d’un siège donné ne percevra pratiquement que le son correspondant aux transducteurs équipant son propre siège. En particulier, la puissance sonore émise dans la gamme des basses fréquences est adaptable sur chaque siège de manière à pouvoir contrôler l’intensité globale des basses fréquences dans la salle, pour lesquelles l’effet de couplage physique avec la salle est particulièrement sensible, dans le cas où les différents sièges reproduisent simultanément le même son.
[184] Les deux transducteurs frontaux 105 reçoivent chacun un signal audio en entrée et émettent un signal sonore en sortie.
[185] Les signaux audio en entrée des deux transducteurs frontaux 105 sont les signaux audio tels qu’enregistrés, ou bien ayant subi au moyen d’un processeur de signal digital une étape de traitement dont le but est de corriger la non-linéarité des transducteurs frontaux
[186] Dans un mode de réalisation particulier, le signal audio correspondant à l’enregistrement à reproduire n’est pas directement envoyé en entrée du transducteur frontal considéré, mais il constitue le signal d’entrée d’un système de traitement du signal numérique (DSP) dédié aux transducteurs frontaux 105. Le processeur de signal numérique filtre ce signal d’entrée, notamment pour corriger les défauts de linéarités des transducteurs frontaux. Le signal audio en sortie du système de traitement du signal numérique constitue le signal audio d’entrée pour le transducteur frontal 105 concerné.
[187] Le système de traitement numérique du signal peut par exemple être placé dans le caisson 7 ou dans une paroi latérale 104 ou une zone technique 110.
[188] Au niveau des transducteurs frontaux 105, dont la réponse en fréquence n’est pas parfaitement linéaire compte tenu de la modification d’impédance acoustique apportée par les évidements guidant l’onde, cette étape de filtrage a pour but d’obtenir un champ direct restitué aussi fidèle que possible au signal sonore enregistré.
[189] Dans un mode de réalisation, un étage d’amplification pour chacune des voies des transducteurs frontaux 105 peut être inséré entre le système de traitement du signal numérique et les transducteurs frontaux 105.
[190] Dans le mode de réalisation représenté à la figure 1 , au moins deux autres transducteurs électroacoustiques arrière 107 sont placés dans ou au-dessus la partie supérieure de la paroi arrière 111 , approximativement à hauteur d’oreilles de l’utilisateur, de part et d’autre de l’utilisateur, de façon à ce qu’ils soient symétriques l’un de l’autre par rapport au plan médian du siège.
[191] Les transducteurs arrière sont orientés de sorte que l’axe d’émission de chacun de ces transducteurs passe à proximité de l’oreille de l’utilisateur se trouvant du même côté du plan médian du siège que le transducteur. [192] Ces deux transducteurs 107 émettent des signaux sonores dont les fréquences sont comprises typiquement au moins dans la gamme [100 Hz ; 20 kHz],
[193] Dans tous les modes de réalisation, le signal audio en entrée de chaque transducteur arrière 107 est généré grâce à un système de traitement numérique du signal (Digital Signal Processor, DSP) dédié à ces deux transducteurs arrière. Le système de traitement numérique du signal peut par exemple être placé, suivant le mode de réalisation choisi, dans le caisson 7 ou dans une paroi latérale 104 ou une zone technique 110.
[194] Chaque transducteur 107 reçoit un signal électrique en entrée qui est calculé par rapport au signal électrique en entrée du transducteur 105 se trouvant du même côté que lui du plan médian du siège.
[195] Si un système de traitement numérique du signal a été dédié aux transducteurs frontaux 105, c’est le signal audio en entrée de ce système de traitement du signal qui constitue le signal d’entrée pour le système de traitement du signal dédié aux transducteurs arrière 107.
[196] Dans les deux modes de réalisation (avec ou sans système de traitement numérique du signal dédié aux transducteurs frontaux 105), la notion de stéréophonie est conservée pour l’ensemble des transducteurs frontaux et arrière.
[197] Dans un mode de réalisation, un étage d’amplification large bande peut être inséré entre le système de traitement du signal numérique dédié aux transducteurs arrière et les transducteurs arrière 107.
[198] Dans un mode de réalisation, le système de traitement numérique du signal et les composants électroniques nécessaires pour générer le signal électrique en entrée des transducteurs arrière sont placés dans une zone technique 110 sous l’assise du siège 101.
[199] En variante dans le cas où une salle est équipée de plusieurs systèmes de reproduction de sons 100, l’ensemble des zones techniques des différents systèmes de reproduction de sons 100 peut être regroupée dans une zone technique unique distincte des systèmes de reproduction de sons 100.
[200] Le signal électrique à fournir en entrée des transducteurs arrière 107 est calculé à partir du signal électrique fourni en entrée des transducteurs frontaux 105, de façon à créer un effet de réverbération virtuelle. [201] En particulier, le signal électrique en entrée de chaque transducteur arrière 107 est en retard sur le signal électrique en entrée du transducteur frontal 105 à partir duquel il est calculé.
[202] Le retard est la somme de deux termes :
- le premier terme est constant et fixé par la géométrie du siège. Il permet de tenir compte de la différence de positionnement du transducteur frontal et du transducteur arrière correspondant par rapport à la zone d’écoute. En présence de ce terme seul, les ondes émises par un transducteur frontal donné et le transducteur arrière correspondant sont en phase au centre de la zone d’écoute ;
- le second terme est réglable par l’utilisateur ou un opérateur au moyen par exemple d’un potentiomètre. Le retard peut par exemple être réglé entre dans la gamme ]0 s, 5 s], la gamme [0,3 s ; 0,7 s] donnant une perception satisfaisante pour la plupart des scènes sonores.
[203] On comprendra l’influence du second terme à l’aide de la figure 6. Sur cette figure, on a déjà vu plus haut qu’en présence du siège mais sans activation des transducteurs arrière 107, le RT60 est une fonction presque constante de la fréquence pour des fréquences supérieures à 100 Hz. Il est de l’ordre de 0,3 s pour le siège testé dans la salle de test.
[204] Le champ réverbéré dépend en général des caractéristiques géométriques et acoustiques de la salle d’écoute. Le système de reproduction de sons 100 permet au contraire d’obtenir un champ réverbéré virtuellement reconstitué et aussi constant que possible en fréquence : comme l’auditeur est placé à proximité des différents transducteurs, et grâce aux différents éléments du système de reproduction de sons 100, il subsiste un champ réverbéré réel dont on a déjà vu sur la figure 6 qu’il était très peu dépendant de la fréquence. Le décalage temporel, de l’ordre de 300 ms, est suffisant pour que ce champ réverbéré réel ne soit pas confondu avec le champ direct par l’auditeur, qui perçoit donc un son enveloppant mais peu déformé par rapport au son direct. Les transducteurs arrière 107 vont alors permettre de créer un champ réverbéré virtuel maîtrisé grâce au retard réglable.
[205] L’effet du retard peut être visualisé sur la courbe grise et la plus fine de la figure 6. Dans le cas présenté ici, un second terme a été sommé au premier terme constant, de manière à obtenir un retard de 0,56 s entre le signal émis par les transducteurs arrière et le signal émis par les transducteurs frontaux correspondants. On constate que ce retard est effectivement obtenu avec une précision tout-à-fait satisfaisante dans la gamme [500 Hz, 5 kHz] correspondant à la sensibilité maximale de l’oreille humaine.
[206] Un retard court sera plus approprié pour la restitution d’un son émis par un instrument comme une batterie alors qu’un retard long conviendra mieux pour la reproduction du son émis par un orgue. Un retard élevé donnera notamment un son qui s’éteint moins vite donc une sensation de son plus « enveloppant » qu’un retard faible.
[207] Dans un mode de réalisation, comme vu précédemment, un deuxième système de traitement du signal numérique (DSP) est dédié aux transducteurs arrière 107. Ce deuxième DSP permet de contrôler la coloration sonore du champ réverbéré, afin qu’elle reproduise au mieux celle de la salle choisie, par exemple celle où l’enregistrement a été réalisé.
[208] Pour cela, différents paramètres sont réglables par intervention sur le DSP, par exemple sur la zone technique 110. La coloration sonore peut être choisie à partir des paramètres numériques fournis au système de traitement du signal numérique. Par exemple, l’amplitude et/ou la phase de l’onde réverbérée peuvent être modulées en fonction de la fréquence pour obtenir la coloration désirée.
[209] Il est par exemple possible de prédéfinir une ou plusieurs signatures sonores associées à une ou plusieurs salles données au niveau de la zone technique. Dans ce cas, la zone technique contient une mémoire apte à stocker les paramètres caractérisant ces signatures sonores et à les transmettre au DSP contrôlant la coloration sonore du champ réverbéré.
[210] L’intensité sonore du champ réverbéré peut, elle aussi, être réglée au niveau de la zone technique.
[211] Le réglage de l’ensemble de ces paramètres permet d’obtenir une acoustique adaptée au type de sons écoutés par l’auditeur, par exemple une acoustique proche d’une salle pour orchestre symphonique, ou adaptée à un concert de musique rock, ....
[212] Le système de reproduction de sons 100 est ainsi adapté aussi bien à un travail en studio d’enregistrement - comme le montage ou le mixage de documents sonores - qu’à une écoute récréative ou encore qu’à des salles de cinéma ou de jeux vidéos.
[213] En variante, le système de reproductions de sons 100 peut être adapté à l’écoute de sons obtenus par mixage multicanal. Le nombre de transducteurs frontaux 105 et arrière 107 est alors adapté au nombre de canaux, la relation entre les signaux émis par chaque transducteur frontal 105 et le transducteur arrière 107 correspondant étant gérée de la façon décrite aux paragraphes précédents.
[214] Dans le cas de l’équipement de salles de cinéma selon le mode de réalisation représenté sur la figure 1 , ce système de reproduction de sons 100 permet une écoute de qualité identique quel que soit le positionnement du siège dans la salle, alors qu’avec les systèmes de reproduction du son couramment utilisés, seuls les auditeurs se trouvant dans l’axe du système de diffusion sonore perçoivent les sons centrés sur cet axe au mixage comme provenant d’un point de cet axe.
[215] Dans un mode de réalisation particulier, comme vu précédemment, le système de reproduction de sons 100 ne comporte ni assise ni dossier, mais comporte des parois latérales 104 et peut par exemple être positionné de manière à être utilisé par un auditeur se tenant debout.
[216] Dans un mode de réalisation particulier, notamment dans un environnement bruyant, comme un lieu public ou un hall d’exposition, une paroi supérieure recouverte d’un matériau isolant acoustique, formant un toit au-dessus de la tête de l’utilisateur, peut être rajoutée sur le système de reproduction de sons de manière à isoler encore davantage l’auditeur des sons autres que ceux émis par les transducteurs équipant le système. Cette paroi peut, suivant le mode de réalisation choisi, être fixée sur les caissons 7, une paroi arrière 111 ou encore un mur le cas échéant.
[217] Dans un mode de réalisation particulier, deux transducteurs électroacoustiques supplémentaires 108 émettant dans la gamme des basses fréquences (par exemple entre 20 Hz et 500 Hz, ou encore entre 20 Hz et 150 Hz) sont placés dans les caissons 7, approximativement au plus près des oreilles de l’utilisateur. Cette grande proximité des oreilles de l’auditeur permet le masquage du champ réverbéré dans les basses fréquences, particulièrement délicat du fait des grandes longueurs d’ondes des ondes sonores correspondantes. Elle permet de retrouver les nuances des basses fréquences présentes dans l’enregistrement, qui sont perdues si l’on éloigne au contraire de ce qui est proposé dans l’invention l’auditeur de la source, et perte d’autant plus importante que la distance source - auditeur s’accroît.
[218] Les transducteurs 108 étant dédiés aux basses fréquences donc aux grandes longueurs d’onde, ils peuvent être placés plus près de l’auditeur que les transducteurs 105. Par ailleurs, la localisation de la source des basses fréquences étant de faible précision pour l’auditeur, la hauteur des transducteurs 108 dans les caissons 7 est indifférente pour la qualité de l’écoute. [219] Un DSP est relié aux transducteurs 108 supplémentaires, de sorte que chaque transducteur supplémentaire 108 reçoit chacun en entrée les composantes de basse fréquence du signal audio en entrée du transducteur frontal 105 qui se trouve du même côté du plan médian que lui, sur lequel un retard a été appliqué de manière à ce que les ondes émises par un transducteur frontal donné et le transducteur 108 supplémentaire se trouvant du même côté de l’auditeur soient perçues en phase au point d’écoute.
[220] Le signal en entrée de chaque transducteur 108 supplémentaire est par ailleurs filtré en passe-bas, libérant à la fréquence de croisement, les transducteurs frontaux de ces basses fréquences. Les transducteurs frontaux 105 ont alors un filtrage passe haut formant une cible acoustique symétrique, telle que défini par les fonctions de transferts générales de type Linkwitz-Riley, Bessel, Butterworth, avec des ordres acoustiques pouvant varier de 2 à 12, par exemple un ordre 4.
[221] Dédier des transducteurs 108 supplémentaires aux basses fréquences permet de limiter la puissance électrique à fournir aux haut-parleurs frontaux 105 et ainsi la distorsion au niveau de ces derniers, en renvoyant les fréquences les plus basses à des caissons de basses (« subwoofers ») dont les paramètres Thieles / Small sont adaptés à cet usage.
[222] Les transducteurs 108 supplémentaires peuvent enfin avoir un réglage de phase entre eux (stéréophonie traditionnelle) ou à phase partiellement inversée ou totalement inversées pour bénéficier des travaux de David Gresinger (acoustical society meeting in Vancouver, May 2005).
[223] Dans un mode de réalisation particulier, un transducteur électroacoustique 109 émettant dans la gamme des infrabasses, c’est-à-dire à des fréquences inférieures à 20 Hz, est placé dans l’assise pour compléter l’ambiance sonore créée par le dispositif de reproduction de sons 100.
[224] De même que pour les transducteurs frontaux, un étage de traitement numérique du signal pour corriger les défauts de linéarité de chacun des transducteurs supplémentaires 108 et/ou infrabasses 109, ainsi qu’un étage d’amplification en sortie de l’étage de traitement numérique du signal peuvent être mis en œuvre dans un mode de réalisation particulier. Ces étages ont toujours pour finalité d’obtenir un son reproduit aussi fidèle que possible au son qui a été utilisé pour l’enregistrement à reproduire.
[225] Enfin, dans un mode de réalisation particulier, un écran vidéo 201 peut être placé face à l’auditeur, par l’intermédiaire duquel l’utilisateur peut par exemple visionner des contenus vidéos, notamment des films ou des captations audiovisuelles de concerts, et/ou régler certains des paramètres du système de reproduction de sons 100.
[226] REFERENCES
100 : système de reproduction de sons
101 : siège d’un système de reproduction de sons 100 comprenant un siège
102 : assise d’un siège 101
103 : dossier d’un siège 101
104 : paroi latérale d’un système de reproduction 100
105 : haut-parleur frontal
106 : axe d’émission principal d’un haut-parleur frontal 105
107 : haut-parleur arrière
108 : transducteur basses fréquences
109 : transducteur infrabasses
110 : zone technique
111 : paroi arrière d’un système de reproduction 100
210 : écran
7 : caisson
701 : résonateur passif

Claims

33 REVENDICATIONS
1. Système de reproduction de sons (100) comprenant au moins quatre transducteurs électroacoustiques recevant chacun un signal audio et le convertissant en un signal sonore, et comprenant une zone d’écoute pour un auditeur unique, caractérisé en ce que : deux desdits quatre transducteurs, dits transducteurs frontaux (105), sont placés symétriquement l’un de l’autre par rapport à un plan vertical médian, et orientés de manière à émettre chacun une onde sonore en direction de la zone d’écoute, deux desdits quatre transducteurs, dits transducteurs arrière (107), sont placés symétriquement l’un de l’autre par rapport audit plan vertical médian et orientés de manière à émettre chacun une onde sonore en direction de la zone d’écoute, les quatre transducteurs frontaux (107) et arrière (105) formant ainsi deux paires de transducteurs symétriques l’une de l’autre par rapport au plan vertical médian, chaque paire de transducteurs comprenant un transducteur frontal (105) et un transducteur arrière (107), l’auditeur unique étant à placer face vers les transducteurs frontaux (105) et dos vers les transducteurs arrière (107).
2. Système de reproduction de sons (100) suivant la revendication 1 caractérisé en ce que : chacun des quatre transducteurs est une source sonore directive caractérisée par un axe principal d’émission sécant avec ledit plan vertical médian, pour chacune desdites paires de transducteurs, le signal sonore émis par ledit transducteur arrière (107) simule un champ réverbéré correspondant audit signal sonore émis par le transducteur frontal (105), les quatre transducteurs sont inclus dans un volume parallélépipédique de largeur inférieure à 200 cm, de longueur inférieure à 200 cm et de hauteur inférieure à 200 cm, et la distance mesurée horizontalement entre les paires de transducteurs est supérieure à la distance mesurée horizontalement entre les deux oreilles de l’auditeur unique.
3. Système de reproduction de sons (100) suivant la revendication 2 caractérisé en ce que lesdits axes d’émission des haut-parleurs frontaux (107) sont sécants en un point d’intersection des axes d’émission des haut-parleurs frontaux (107), en ce que les haut-parleurs frontaux (107) sont délimités chacun par une face avant plane du côté de l’émission et en ce que le point d’intersection des axes d’émission des haut- 34 parleurs frontaux forme avec les points d’intersection de chacun des axes d’émission de chaque haut-parleur frontal avec la face avant plane de ce haut-parleur frontal un triangle isocèle dont les angles égaux sont compris entre 50° et 70°.
4. Système de reproduction de sons suivant la revendication 2 ou la revendication 3 caractérisé en ce que chacune desdites paires de transducteurs est intégrée dans un caisson (7) comprenant un ou plusieurs évidements dans lequel ou lesquels les transducteurs frontaux (105) et arrière (107) de la paire de transducteurs sont placés, et dont au moins une partie des parois est recouverte d’un matériau isolant acoustiquement.
5. Système de reproduction de sons (100) suivant la revendication 4 caractérisé en ce que chacun desdits caissons (7) est monté sur au moins un pied, optionnellement réglable en hauteur.
6. Système de reproduction de sons (100) suivant la revendication 1 caractérisé en ce qu’il comprend en outre : une paroi arrière (111), et deux parois latérales (104), s’étendant en profondeur en avant de la paroi arrière (111 ) et en hauteur jusqu’à une hauteur inférieure à celle du bord supérieur de la paroi arrière (111), et comprenant chacune au moins un évidement de sorte que les parois (104) forment chacune un caisson (7) dans lequel une des paires de transducteurs est placée, la paroi arrière (111) et les parois latérales (104) constituant un ensemble symétrique par rapport audit plan vertical médian, la zone d’écoute correspondant au volume vide se trouvant entre les parois latérales (104) à une hauteur supérieure à celle des bords supérieurs des parois latérales (104) et inférieure à celle du bord supérieur de la paroi arrière (111), les transducteurs frontaux (105) émettant chacun une onde sonore en direction de la zone d’écoute dans un cône d’émission intégralement intercepté par la tête de l’auditeur placée dans la zone d’écoute et/ou par la paroi arrière (111) et/ou par les parois latérales (104), et les transducteurs arrière (107) émettant chacun une onde sonore en direction de la zone d’écoute dans un cône d’émission intégralement intercepté par la tête de l’auditeur placée dans la zone d’écoute et/ou par les parois latérales (104).
7. Système de reproduction de sons (100) suivant l’une quelconque des revendications 5 ou 6 caractérisé en ce que les transducteurs frontaux (105) sont placés à une distance de l’auditeur permettant une écoute du champ direct de ces transducteurs frontaux (105), c’est-à-dire une distance inférieure à la distance critique pour laquelle les intensités du champ direct et du champ diffus sont égales.
8. Système de reproduction de sons (100) suivant l’une quelconque des revendications 4 à 7 caractérisé en ce qu’au moins un des caissons (7) comprend un dispositif pour contraindre de manière fixe ou réglable l’orientation de l’axe d’émission d’au moins un desdits quatre transducteurs.
9. Système de reproduction de sons (100) suivant l’une quelconque des revendications 4 à 8 caractérisé en ce qu’il comprend un siège (101) comportant au moins une assise (102), optionnellement recouverte au moins partiellement d’un matériau isolant acoustique, de sorte que la zone d’écoute se trouve au-dessus de ladite assise (102) et que chacun des caissons (7) est lié audit siège (101).
10. Système de reproduction de sons (100) suivant la revendication 9 caractérisé en ce que le siège (101) comprend en outre des accoudoirs auxquels les caissons (7) sont liés, optionnellement de manière amovible.
11. Système de reproduction des sons (100) suivant l’une quelconque des revendications 9 et 10 caractérisé en ce qu’il comporte au moins un transducteur infrabasse supplémentaire (109) placé dans l’assise (102) du siège (101).
12. Système de reproduction de sons (100) suivant l’une des revendications 9 à 11 caractérisé en ce que le siège (101) comprend en outre un dossier (103) formant une paroi arrière optionnellement recouverte d’un matériau isolant acoustiquement.
13. Système de reproduction des sons (100) suivant la revendication 12 caractérisé en ce que l’inclinaison dudit dossier (103) est réglable et/ou en ce que la position de l’assise (102) est réglable en profondeur et/ou en hauteur.
14. Système de reproduction de sons (100) suivant la revendication 4 caractérisé en ce que les caissons (7) sont liés, optionnellement de manière amovible, à un mur d’un bâtiment formant une paroi arrière (111), optionnellement recouverte d’un matériau isolant acoustiquement.
15. Système de reproduction de sons (100) suivant la revendication 14 caractérisé en ce que les caissons (7) peuvent en outre être rabattus contre la paroi arrière (111) lorsqu’ils ne sont pas utilisés pour la reproduction de sons.
16. Système de reproduction des sons (100) suivant l’une quelconque des revendications 4 à 15 caractérisé en ce qu’il comporte en outre deux transducteurs basse fréquence supplémentaires (108) placés symétriquement l’un de l’autre dans les caissons (7).
17. Système de reproduction des sons suivant l’une quelconque des revendications 4 à 16 caractérisé en ce qu’il comporte une paroi supérieure solidaire des caissons (7) s’étendant dans un plan horizontal au-dessus de la tête de l’utilisateur et recouverte d’un matériau isolant acoustique.
18. Système de reproduction de sons (100) suivant l’une quelconque des revendications 1 à 17 caractérisé en ce que la distance entre l’auditeur unique et les transducteurs frontaux (105) est inférieure à 1 m.
19. Système de reproduction des sons (100) suivant l’une quelconque des revendications 1 à 18 caractérisé en ce qu’il comporte au moins un dispositif de traitement du signal, de sorte que le signal audio reçu par le transducteur arrière (107) de chacune des paires de transducteurs est généré au moyen de l’au moins un dispositif de traitement du signal à partir du même signal audio que celui à partir duquel est formé le signal audio reçu par le transducteur frontal (105) de la paire de transducteurs .
20. Système de reproduction des sons (100) suivant la revendication 19 caractérisé en ce que le signal audio en entrée du transducteur arrière (107) de chacune des paires de transducteurs est en retard sur le signal audio à partir duquel est formé le signal audio reçu par le transducteur frontal (105) de la paire de transducteurs.
21. Système de reproduction des sons (100) suivant l’une quelconque des revendications 19 et 20 caractérisé en ce que le spectre d’amplitude et/ou le spectre de phase du signal audio en entrée du transducteur arrière (107) de chacune des paires de transducteurs est modifié par rapport au spectre correspondant du signal audio à partir duquel est formé le signal audio reçu par le transducteur frontal (105) de la paire de transducteurs.
22. Système de reproduction des sons (100) suivant la revendication 21 caractérisé en ce qu’il comprend une mémoire stockant des paramètres prédéfinis et choisis en fonction de l’acoustique d’une salle donnée, lesdits paramètres étant utilisés par l’au moins un dispositif de traitement du signal pour la modification du spectre d’amplitude et/ou du spectre de phase dudit signal audio en entrée dudit transducteur arrière (107) de chacune despaires de transducteurs.
23. Système de reproduction des sons (100) suivant l’une quelconque des revendication 19 à 22 caractérisé en ce qu’il comporte en outre un deuxième dispositif de traitement du signal numérique et que le signal audio reçu par un haut-parleur frontal (105) est reçu en sortie du deuxième dispositif de traitement du signal numérique.
24. Système de reproduction des sons (100) suivant la revendication 23 caractérisé en ce que le deuxième dispositif de traitement du signal numérique est adapté pour corriger la non-linéarité d’au moins un des transducteurs frontaux (105). 37
25. Système de reproduction des sons (100) suivant l’une quelconque des revendications 1 à 24 caractérisé en ce que les transducteurs frontaux (105) sont coaxiaux à phase mécaniquement alignée.
26. Salle équipée d’une pluralité de systèmes de reproduction de sons (100) suivant l’une quelconque des revendications 1 à 25.
27. Caisson (7) comportant un ou plusieurs compartiments adaptés pour recevoir au moins le transducteur frontal (105) et le transducteur arrière (107) d’une des paires de transducteurs d’ un système de reproduction de sons suivant l’une quelconque des revendications 4 à 25.
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