FR2596191A1 - Simulateur polyphonique et procede de simulation polyphonique ainsi que leurs applications dans le domaine audio-visuel - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENTION A POUR OBJET UN SIMULATEUR POLYPHONIQUE A PARTIR DES SIGNAUX MONOPHONIQUES. ELLE EST CARACTERISEE EN CE QU'IL COMPREND AU MOINS UNE SOURCE DE SIGNAUX MONOPHONIQUES ET AU MOINS DEUX CANAUX DE SORTIE POUR RESTITUTION ETOU ENREGISTREMENT, LES SIGNAUX ENTRE L'ENTREE ET LA SORTIE PASSANT PAR DES DISPOSITIFS FILTRES ET DES DISPOSITIFS D'ORIENTATION DES SIGNAUX FILTRES VERS LES CANAUX DE SORTIE, CARACTERISES PAR LE FAIT QUE LES SIGNAUX MONOPHONIQUES INITIAUX E, E PASSENT PAR UN ENSEMBLE DE N FILTRES F A F DE FREQUENCES CROISANTES, CHAQUE BANDE AINSI FILTREE PAR CHAQUE FILTRE ETANT AMENEE VERS L'UN OU L'AUTRE DE P CANAUX DE SORTIE (CANAL 1 A CANAL N) FORMANT SOURCE POLYPHONIQUE, LE NOMBRE P ETANT EGAL OU INFERIEUR AU NOMBRE N. ELLE SE RAPPORTE A UN SIMULATEUR POLYPHONIQUE ET PROCEDE DE SIMULATION POLYPHONIQUE AINSI QUE LEURS APPLICATIONS DANS LE DOMAINE AUDIO-VISUEL.

Description

SIMULATEUR POLYPHONIQUE ET PROCEDE DE SIMULATION POLYPHONIQUE
AINSI QUE LEURS APPLICATIONS DANS LE DOMAINE AUDIO-VISUEL
La présente invention concerne des simulateurs polyphoniques permettant le traitement des sons et, en particulier, la transformation de sons monophoniques en sons polyphoniques. Elle concerne egalement le procédé de simulation polyphonique a partir de sons monophoniques et l'application de ces simulateurs et des procedes correspondants dans le domaine audio-visuel.

En effet, dans le domaine audio-visuel et malgre l'apparition de la stéréophonie de la quadriphonie ou autre forme polyphonique, il existe encore de nombreuses sources sonores monophoniques, soit que les documents initiaux aient été enregistres en monophonie pour des raisons d'epoque d'enregistrement, soit pour des raisons de prix de revient en depit d'enregistrements effectues a des epoques oO existaient deja les enregistrements polyphoniques.

Or il est evident que pour des raisons de confort d'ecoute, compte-tenu de l'accoutumance de l'auditeur a la qualité sonore des systemes stéréophoniques ou polyphoniques, il apparat de plus en plus souhaitable de pouvoir diffuser des documents initialement monophoniques a travers deux ou plusieurs canaux sonores émettant des sons non identiques et donnant l'illusion R l'auditeur d'une stéréophonie ou d'une polyphonie. Diverses tentatives ont ete faites pour atteindre ce but.

Ces tentatives se situent a deux niveaux, l'un au niveau de la reproduction des enregistrements en vue de leur commercialisation, l'autre au niveau du matériel d'écoute par l'utilisateur final. Dans le premier cas, on citera, en particulier, des conversions d'enregistrements monophoniques en enregistrements polyphoniques et plus particulièrement stéréophoniques, qui ont ete effectues par des editeurs de phonogrammes, c'est-à-dire généralement de disques ou de cassettes. I1 est evident qu'existent dans les archives sonores, des enregistrements considérés comme importants ou historiques que ce soit en musique classique ou en musique ingère notamment.Or, l'un des defauts de la monophonie est, comme on l'a souligne plus haut, de gener l'auditeur habitué aujourd'hui d un environnement sonore lié a la polyphonie. Dans le cas le plus complexe qui est, par exemple, l'enregistrement de musique symphonique, les tentatives ont eu comme base la volonté de separer, autant que possible, les bandes de frequence propres a chaque instrument pour les relocaliser, notamment au niveau de la restitution finale stéréophonique et ceci en redonnant a chaque bande de frequence une simulation d'emplacement d'enregistrement correspondant A la place des groupes d'instruments dans l'orchestre.Ceci ne va pas sans une extraordinaire complication puisque, bien entendu, plus les groupes d'instruments sont variés et différents, plus les recouvrements de bandes de fréquence sont larges et plus il est difficile de trouver des distinctions. En moyenne, on peut arriver a certaines reconstitutions dès lors que l'on peut isoler un instrument soliste, par exemple un violon, et que l'on a tendance deplacer les bandes de fréquence graves vers la droite et les bandes de frequence un peu plus aiguës vers la gauche, ce qui correspond sensiblement a la disposition classique d'un orchestre symphonique, les violons étant a gauche, les contrebasses a droite et les seconds violons, les alti et les violoncelles se répartissant a peu pres lineairement entre violons et contrebasses.Il en va de même des bois et des cuivres, les percussions restant généralement au fond vers le milieu. Mais ceci fait appel a des appareillages extrêmement complexes, A des réglages quasi permanents au fur et A mesure de la transposition du monophonique en polyphonique et les prix de revient sont tels qu'ils ne sont envisageables, tant en matériel et en temps passé, qu'au niveau d'éditeurs de phonogrammes, de sorte que l'utilisateur final s'il possede des enregistrements monophoniques n'a pas acces a ces possibilites de restitution ou de simulation.On a mentionne le deuxième cas, a savoir que certains essais ont ete effectués pour permettre A un utilisateur final d'obtenir une simulation sinon polyphonique du moins stéréophonique a partir d'enregistrements monophoniques qu'.il possède. On a propos, par exemple, l'introduction de lignes å retard ou de systzmes dits en opposition de phases.Dans le premier cas, le but est atteint par une propagation inegale des sons dans le temps sur chaque canal, dans le second cas on injecte, dans chaque canal, une faible partie du son provenant de l'autre canal apres lui avoir fait subir un déphasage pour l'amener en opposition de phase avec le son Initial. I1 en résulte une annulation partielle des signaux creant ainsi une dissymétrie et une impression de stéréophonie. En réalité, ces procédés restent d'une application limitée en raison de la qualité médiocre de l'effet obtenu.De plus, dans le système en opposition de phase, il est souvent préférable de proceder b un codage préalable de la bande sonore, ce qui en limite ou en complique l'emploi. I1 se faisait donc sentir dans le domaine de l'audio-visuel le besoin de disposer de nouveaux dispositifs et de nouveaux procdFs permettant de transformer un son monophonique en son polyphonique qui n'offrent pas les désavantages des systèmes existants, qui puissent donner d'excellents resultats, tant sur le plan de la qualite que sur le plan de crédibilité du relief sonore et qui n'alterent pas le document original. C'est précisément le résultat obtenu a l'aide des simulateurs et des procédés faisant l'objet de la presente invention.Le but n'est est pas de reconstituer une polyphonie exacte comme, par exemple, la remise en place pour l'auditeur des divers instruments d'un orchestre symphonique, mais de simuler par un effet proche d'une polyphonie réelle un environnement sonore tel que les oreilles droite et gauche recoivent des sons differents en frequence, en puissance et en coloration, ce qui permet a l'auditeur dans des conditions de confort d'avoir sinon l'impression d'une polyphonie réelle, du moins une impression très voisine.

On notera d'ailleurs que tous les enregistrements polyphoniques actuels, en particulier quand ils se limitent a la stéréophonie. ne traduisent pas exactement la réalite mais des phénomènes proches de la réalité, c'est- -dire qu'ils sont valables pour un auditeur bien centré par rapport au système de hauts-parleurs et gardant une position relativement immobile, qui correspond a l'emplacement des microphones; dans certains modes. d'enregistrements, on cherche a simuler par l'emplacement meme des microphones et leurs dispositions l'enregistrement qu'auraient des oreilles humaines situées dans une disposition equivalente. On reste donc, de toute facon, dans un domaine relevant de l'approximation des lors que si un auditeur est en position correcte, les autres ne le seront pas exactement.

Selon une caracteristique de la présente invention, la simulation polyphonique est caracterishe en ce que le spectre sonore allant par exemple de 20 a 20.000 Hz qui constitue les signaux monophoniques initiaux est découpe en n-parties au moyen de n-filtres passe-bandes de frequence croissante, chaque partie du spectre sonore ainsi découpé et
isole etant ensuite dirige a la sortie des filtres vers l'un ou l'autre de p-canaux qui constituent les sources polyphoniques d'écoute, étant entendu que le nombre p de canaux est inférieur ou egal au nombre n de filtres passe-bandes utilisés. Le nombre p est reduit 2 en cas de stéréophonie a 4 en cas de quadriphonie.

La répartition sur les p-canaux des n-parties du spectre sonore provenant des n-filtres passe-bandes peut se faire de maniere arbitraire
selon l'effet sonore recherché. Dans la pratique, il est avantageux que
les sorties de filtres passe-bandes soient connectes successivement aux
p-canaux par ordre croissant de fréquence, notamment lorsque p est égal å 2, c'est-a-dire lorsque l'on veut obtenir la simulation d'un son
stereophonique.Dans ce cas, on peut, par exemple, connecter les sorties des filtres impairs au canal n01 et les sorties des filtres pairs au canal n"2. On constate tout de suite que le choix du nombre de canaux, compte-tenu de la repartition du spectre sonore de la totalite de l'enregistrement, va permettre de modifier les effets de polyphonie et, notamment de stéréophonie, désirés, en particulier-si chaque bande passante de filtres correspond à une source donnée, par exemple a un
instrument donné, on obtiendra un effet très voisin d'une polyphonie
celle. Par contre, si les spectres des divers instruments se recouvrent et si on decoupe 3 l'aide de filtres A etroite bande de fréquence,
l'effet pourra être totalement différent et procurer un environnement
sonore qui s'ecartera de la réalité mais sur lequel l'ingénieur du son
pourra jouer pour obtenir des effets pouvant etre inattendus.

Dans la pratique, si l'on desire envoyer la meme bande de frequence sur plusieurs canaux, le filtre correspondant sera avantageusement monté autant de fois qu'il y aura de canaux devant recevoir
ladite bande de fréquence.

Selon une caractéristique particulière, il est avantageux de decouper le spectre sonore monophonique en n-parties, de telle facon qu'il y ait recouvrement de frequence entre au moins deux filtres passe-bandes consecutifs. Cette caracteristique qui n'est pas limitative de l'invention contribue A l'obtention d'un rendu sonore proche de son polyphonique réel.

Le nombre n de filtres passe-bandes n'est pas limitatif. Dans la pratique, il est fonction du nombre p de canaux que l'on desire et de l'effet sonore recherché. Par exemple, lorsque p est egal a 2 ou a 4, c'est-3-dire lorsqu'il s'agit d'une simulation respectivement stéréopho nique ou quadriphonique du son et que l'on desire un rendu sonore proche du son polyphonique réel correspondant, il est souhaitable que le nombre de filtres ne soit pas inférieur à 12. Bien qu'il n'y ait pas, en principe, de limite supérieure au nombre de filtres, il n'apparat pas d'autres avantages particuliers a accroitre le nombre de filtres au-dela de 24 comme on y a fait deja allusion plus haut.Le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre dans des simulateurs polyphoniques qui entrent également dans le cadre de la presente invention.

On entend par simulateur polyphonique selon l'invention, tout ensemble de simulation repondant aux caractéristiques du procede dont les principes généraux ont été indiqués précédemment. En pratique, cette simulation est généralement effectuee en a; moins un étage associe a un ou plusieurs autres etages entrant habituellement dans la construction des appareils audio-visuels.

Ainsi, le simulateur proprement dit, constitue de l'ensemble des filtres montes selon l'invention, peut être associe, en amont par exemple, a un ou plusieurs preamplificateurs et à des filtres coupe-bandes et/ou un cretemetre et, en aval, par exemple a un reducteur de bruits ou tout autre circuit que l'on rencontre habituellement dans les montages d'appareils audio-visuels.

D'apres les caractéristiques de l'invention donnees précédemment, il apparat clairement que l'invention peut recevoir des applications dans tous les domaines touchant la restitution du son en vue de la simulation polyphonique, notamment la simulation du son stereophonique et quadriphonique. En particulier, les simulateurs polyphoniques selon l'invention peuvent entrer dans la fabrication d'appareils tels que recepteurs radiophoniques, auto-radios, magnetophones, lecteurs de cassettes, projecteurs de cinema, magnétoscopes et, d'une maniere génerale, de tout appareil destine a reproduire et/ou a enregistrer le son ainsi que dans les equipements permanents de sonorisation de salles de spectacle et, en particulier, de cinema.

Lorsque le simulateur polyphonique fait partie integrante de l'appareil sonore, il est generalement intéressant de prévoir un dispositif de basculement permettant l'audition soit du son monophonique de base, soit du son polyphonique crée par le dispositif de simulation conforme a la présente invention.

Le simulateur polyphonique selon l'invention peut également se presenter sous forme d'un dispositif individuel adaptable aux appareils commerciaux existants moyennant, éventuellement, la creation d'une prise pour permettre de l'intercaler avant les éléments finaux basses frequences de l'appareil.

Pour mieux faire comprendre les caracteristiques techniques et les avantages de la presente invention, on va en decrire des exemples de réalisation etant bien entendu que ceux-ci ne sont pas limitatifs quant a leur mode de mise en oeuvre et aux applications qu'on peut en faire.

On se referera aux figures suivantes qui representent schematiquement:
- la figure 1 un diagramme de frequence de fonctionnement de seize
filtres;
- la figure 2 represente un diagramme bloc d'un simulateur stereo
phonique conforme a l'invention applicable au domaine
du grand pubiic et presentant un ensemble de seize
filtres passe-bandes;
- la figure 3 represente un detail partiel du schéma de la figu
re 2;
- la figure 3a represente un diagramme d'un systeme de decouplage
d'alimentation utilisable dans le cas de l'exemple
illustre par les figures 2 et 3;
- la figure 4 représente un diagramme bloc d'un simulateur tetra
phonique conforme a l'invention pour application au
cinema sonore;
- la figure 5 represente une vue detaillée partielle du diagramme
bloc de la figure 4; ;
- la figure 5a représente un diagramme d'un dispositif de découplage
d'alimentation applicable t l'exemple illustre par
les schemas des figures 4 et 5;
- la figure 6 représente un diagramme bloc destiné a l'application
particuliere d'un simulateur conforme a l'invention
destine à l'application particuliere pour cinema
sonore et pouvant se combiner avec le schema de la
figure 4;
- la figure 6a est un diagramme schématique d'un systeme de décou
plage d'alimentation utilisable avec les dispositifs
de la figure 6.

La figure 1 represente schématiquement un diagramme de fonctionnement d'un ensemble de seize filtres, les frequences en hertz étant portees looarithmiquement en abscisse et les atténuations en décibels en ordonnées. On a choisi un ensemble de seize filtres regulierement espaces logarithmiquement entre 53,3 H2 et 17.020 H2. Cet exemple a seize filtres sera repris dans les exemples de réalisation des figures suivantes. On remarque que le fonctionnement de chaque filtre présente un passage a O décibel pour la frequence sur lequel est centré chaque passe-bande.La bande s'élargit vers le bas, c'est-a-dire avec un taux d'atténuation de plus en plus élevé quand on s'ecarte de l'horizontale a
O decibel, la base de chacun des spectres de bande passes par chaque filtre recouvrant la base des deux filtres im;ndlatement inférieurs et des deux filtres d'ordre immédiatement superieurs. Ceci correspond l'une des caractéristiques qui a été mentionnée plus haut.

On ne reviendra pas sur le principe de ces seize filtres passebandes considérés ici a titre d'exemple pui-sque, comme on l'a souligné, on peut grosso modo aller de 12 a 24 filtres pour obtenir des résultats satisfaisants. Dans les exemples ci-dessous, on se référera toujours mais sans se limiter a ces dispositifs a 16 filtres passe-bandes, en se référant aux fréquences données a la figure 1.

EXEMPLE 1
Simulateur stéréophonique applicable au domaine du grand public (on se reportera aux figures 2 et 3).

A la figure 2, on releve essentiellement trois etages que l'on etudiera séparément. L'étage 1 est un étage préamplificateur. Le signal monophonique provenant de l'une des entres El ou est E'1 est achemine vers un préamplificateur atténuateur d'entree A1 puis passe a travers deux filtres coupe-bandes A3 et A2 respectivement a 100 Hz et 50 Hz commutables. Ces filtres ont pour but d'eliminer l'écoute de sources sonores médiocres présentant des ronflements a ces frequences de 100 ou 50 Hz. Le réglage du préamplificateur d'entrée est couplé avec un indicateur de saturation de l'étage pouvant etre constitue pour le cretemetre A4.Le bon reglage du niveau d'entrée est affiche gracie à une diode lumineuse clignotante (LED), ce qui permet d'attaquer les étages suivants avec un niveau sonore correct. Le premier étage comporte, en outre, l'alimentation électrique de la totalité du montage.

On remarquera que les filtres coupe-bandes A2 et A3 peuvent être court-circuités par interrupteur, ce qui permet, selon les cas, d'eviter ou de commander l'utilisation de l'un de ces filtres ou de l'ensemble des deux.

L'étage 2 concerne le simulateur stéréophonique, c'est-3-dire la partie essentielle de l'invention: On se refermera a la figure 2 ainsi qu'a la figure 3 qui représente cet étage 2 de facon plus détaillé?. Le coeur du montage est constitue par une serie de seize filtres passebandes F1 a F16 dont les entrées sont reliees à la sortie du premier etage. Ces différents filtres travaillent sur des bandes de fréquence centrees sur celles indiquées a la figure 1.Les seize filtres sont divises en deux canaux de huit filtres; si on les numerote de 1 b 16 par ordre croissant de frequence, les filtres d'ordre impair c'est-a-dire-de
F1 a F15 Sont montes du cote du canal 1 et les filtres d'ordre pair c'est-a-dire de F2 a F16 sont montés du cbté du canal 2. Le signal monophonique reçu du premier etage est ainsi découpe en bandes de frequence et les bandes d'ordre impair sont envoyees dans le premier canal, les bandes d'ordre pair dans le second.Comme on l"a vu å propos de la figure 1, les filtres se recoupent légèrement par leur base de manière qu'a aucun moment il ne puisse y avoir un signal sonore uniquement transmis par un seul canal. Comme les composantes sonores de chaque canal sont différentes, les deux canaux obtenus sont bien dissymetriques, d'où la simulation d'effet stéréophonique obtenue.

La connexion entre le premier et le second etage se fait par l'intermédiaire d'un condensateur et chaque filtre F1 a F16 est constitue comme on le voit a la figure 3 autour d'un amplificateur A5 a A20 dont l'entrée positive est P la masse et dont l'entrée négative reçoit le signal monophonique, chacun de ces amplificateurs différentiels est associe un ensemble de résistances et de capacites selon tout montage, adequat classique ou non.En fait, certains éléments jouent un rible important comme c'est le cas pour les deux capacites, de préférence de valeur egale, l'une a l'entrée negative de l'amplificateur, l'autre en parallele avec l'amplificateur, lesquelles jouent essentiellement le rible du filtre.Par exemple dans le cas de la figure 3, on peut donner à ses capacites les valeurs portées au tableau suivant:

<tb> N <SEP> du <SEP> ! <SEP> Frequence <SEP> en <SEP> Hz <SEP> calculée <SEP> ! <SEP> Valeur <SEP> de <SEP> la <SEP> ! <SEP> Canal <SEP> auquel <SEP> est
<tb> filtre <SEP> ! <SEP> a <SEP> partir <SEP> de <SEP> composants <SEP> ! <SEP> capacité <SEP> ! <SEP> reliée <SEP> la <SEP> sortie
<tb> normalises <SEP> d'entrée <SEP> du <SEP> filtre
<tb> ! <SEP> F1 <SEP> ! <SEP> 53,3 <SEP> 150 <SEP> nF <SEP> ! <SEP> 1
<tb> F2 <SEP> ! <SEP> 80 <SEP> ! <SEP> 100 <SEP> nF <SEP> ! <SEP> 2
<tb> F3 <SEP> 117,6 <SEP> 1 <SEP> 68 <SEP> nF <SEP> ! <SEP> <SEP> 1
<tb> F4 <SEP> ! <SEP> 170,2 <SEP> ! <SEP> 47 <SEP> nF <SEP> ! <SEP> 2
<tb> F5 <SEP> 242,4 <SEP> ! <SEP> 33 <SEP> nF <SEP> ! <SEP> 1
<tb> F6 <SEP> 363,6 <SEP> ! <SEP> 22 <SEP> nF <SEP> I <SEP> 2
<tb> F7 <SEP> 533,3 <SEP> ! <SEP> 15 <SEP> nF <SEP> ! <SEP> 1
<tb> F8 <SEP> ! <SEP> 800 <SEP> ! <SEP> 10 <SEP> nF <SEP> ! <SEP> 2
<tb> F9 <SEP> 1176 <SEP> ! <SEP> 6,8 <SEP> nF <SEP> ! <SEP> 1
<tb> F10 <SEP> ! <SEP> 1702 <SEP> ! <SEP> 4,7 <SEP> nF <SEP> ! <SEP> 2
<tb> F11 <SEP> ! <SEP> 2424 <SEP> ! <SEP> 3,3 <SEP> nF <SEP> ! <SEP> 1
<tb> F12 <SEP> ! <SEP> 3636 <SEP> ! <SEP> 2,2 <SEP> nF <SEP> ! <SEP> 2
<tb> F13 <SEP> ! <SEP> 5333 <SEP> ! <SEP> 1,5 <SEP> nF <SEP> ! <SEP> 1
<tb> F14 <SEP> ! <SEP> 8000 <SEP> ! <SEP> 1 <SEP> nF <SEP> ! <SEP> 2
<tb> F15 <SEP> ! <SEP> 11760 <SEP> ! <SEP> 680 <SEP> pF <SEP> ! <SEP> 1
<tb> F16 <SEP> ! <SEP> 17020 <SEP> ! <SEP> 470 <SEP> pF <SEP> ! <SEP> 2
<tb> I <SEP> I <SEP>
<tb>
Les autres caracteristiques, c'est-a-dire essentiellement la largeur de bandes et le gain, peuvent aisement definis à partir des valeurs des capacites figurant au tableau ci-dessus et des resistances du filtre, celle montee a l'entrée et celle montee en parallele avec l'amplificateur qui peuvent avoir, selon un mode de realisation préféré de l'invention correspondant aux valeurs de capacités du tableau cidessus et qui peuvent etre respectivement de 1,2 kn et 330 kn.

Dans le but d'éviter des oscillations parasites, il est nécessaire pratiquement de découpler l'alimentation selon le schema de la figure 3.

Il est évident que ce découpleur ne fait pas partie intégrante de l'invention et ne constitue qu'un montage accessoire de tout type classique ou non destiné à améliorer les performances de l'appareil.

A la sortie de ce second étage, on recueille donc sur le canal 1 d'une part, et sur le canal 2 d'autre part, des signaux simulant une stéréophonie. En revenant au schema de la figure 2, on entre à l'étage n"3 dédoublé en canaux 1 et 2, a un dispositif réducteur de bruit. De nombreuses sources sonores présentent, en effet, des bruits de fond appelés également "souffle". Chaque canal est donc doté d'un réducteur de bruit qui peut etre du type dit "DNL" qui améliore les résultats obtenus. Ce type de réducteur de bruit n'agissant qu'a la lecture sonore et il n'y a donc pas de precodage a effectuer. De ce fait, tous les signaux sonores monophoniques restent compatibles avec un tel simulateur stéréophonique.

On notera qu'une connexion entre le premier et le troisième etage permet, grace à un jeu d'interrupteurs, de court-circuiter les filtres des étages 1 et 2 pour recevoir sur les canaux 1 et 2 a la sortie les mêmes signaux monophoniques issus du premier amplificateur A1 lequel, gracie a un interrupteur placé en amont, peut fonctionner sur l'une des entres monophoniques El ou et E'1. Les sorties des canaux 1 et 2 de l'étage 3 peuvent etre connectes a tout dispositif d'émission de son, notamment des haut-parleurs via un amplificateur stéréo de puissance mais egalement a tout dispositif d'enregistrement en vue d'une restitution future.

EXEMPLE 2
Simulation tétraphonique pour application au cinéma sonore (on se referera aux figures 4, 5 et 5a)
La figure 4 représente un bloc diagramme d'un ensemble conforme a l'invention divise en sept étages successifs.

L'étage 1 est un preamplificateur d'entrée. Comme on l'a vu à propos de l'exemple précédent, les signaux sonores sont souvent de faible valeur et il est nécessaire de les preamplifier. Le premier étage comporte donc plusieurs préamplificateurs selon que la source est un pick-up (PU), un microphone (MIC), une cellule de lecture optique (CELL) ou une source auxiliaire (AUX), cette derniere entre n'ayant pas besoin d'être préamplifiée. Un sélecteur d'entrée S avec visualisation lumineuse de l'entrez commutée, un jeu de résistances ajustables E1, E2, E3, E4, normalisant les différents niveaux d'entrée et un commutateur automatique programnable par impulsions C1 completent le premier étage.Le sélecteur S sert a choisir entre l'entrée pick-up ou autre lecteur de support enregistre, l'entrée microphone et les entres soit auxiliaire directe soit de cellule de lecture optique. Les deux premieres peuvent etre utilises par exemple lors des entr'actes, les deux autres en lecture directe par voie optique ou non, comme c'est généralement le cas en matière cinématographique. Lors que le sélecteur S est en position haute sur la figure 4 c'est le commutateur C1 qui choisit entre la lecture optique de l'entrée E2 et l'entrée auxiliaire E3. Ceci permet de changer de type d'enregistrement, par exemple sur un film cinématographique.

L'étage 2 consiste en un dispositif de préamplification generale et de compensation entre monophonie et quadriphonie. Le signal monophonique issu du premier etage est envoyé a un préamplificateur général A21 qui conditionne toute la suite. De son bon réglage dependent le degre de saturation de l'étage et le travail dans de bonnes conditions de l'étage des réducteurs de bruit qui sera décrit ci-dessous a propos du cinquième étage. Il est en cela aide par un crétemetre de précision que l'on verra au troisieme étage. Le signal est ensuite transmis directement au troisième étage par un ensemble compensateur atténuateur A22 (étage 2) et R (étage 3).On remarquera que le deuxième étage est dédoublé, ce qui permet de passer d'un ensemble A21, A22 à un ensemble A'21 A'22 qui peuvent être soit a réglages différents, soit utilisés pour etre substitués l'un # l'autre. Un réglage de niveau est prévu a l'entrée du deuxième étage sur chacune des deux voies A211 A22, et A'2l, A'22, par une simple résistance réglable. Sont egalement prevus entre les amplificateurs A21, A22 et A'21, A'22, des commutateurs a commande commune permettant, soit de passer par le compensateur A22 ou A'22, soit de le court-circuiter.

Le troisième étage est un étage atténuateur comprenant un cretemetre, l'atténuateur R sert à diminuer le volume sonore, par exemple pendant la diffusion de publicité a l'entrtacte. Le compensateur et l'atténuateur peuvent etre automatisés. Le cretembtre est, de préférence, un vu-cretemetre comme a l'exemple 1 et peut indiquer s'il y a saturation de l'étage, le bon réglage du niveau de l'entrée étant signalé par une rampe de diodes lumineuses clignotantes de type LED.

Le quatrieme étage est, à proprement parler, le simulateur quadriphonique partie essentielle de l'invention. On se reportera pour plus de détails aux figures 5 et Sa qui sont l'équivalent pour la figure 4 desfigures 3 et 3a pour la figure 2 de l'exemple 1.

Ce quatrleme étage du deuxième étage fonctionne de façon equiva- lente a celle du deuxième étage de l'exemple 1. Les caracteristiques générales des filtres sont identiques à celles données a l'exemple 1, mais la répartition des sorties de filtres sur les canaux est différente puisque l'on est ici en quadriphonie et non plus en stéréophonie. Les filtres F1, F3, F5, F7, Fg dont les sorties sont branchées sur le canal 1 correspond au haut-parleur côté écran gauche. D'une façon équivalente, les filtres F2, F4, F6 et F8 ont leurs sorties branchées sur le canal 2 côte écran droit.Les filtres F1, F3, F91 F11, F13 et F15 sont branches côte ambiance gauche et les filtres F2, F4, F10, F12, F14 et F16 sont branches coté ambiance droit. Plusieurs remarques sont å faire a ce sujet. Tout d'abord, on a distingué les canaux 1 et 2, tous deux du côte de l'écran, c'est-a-dire correspondant 1 des paroles ou des bruits particuliers et localisables propres S ia scène considérée. Les canaux 3 et 4 sont réservés a une ambiance sonore dont les sources ne sont pas nécessairement localisables et/ou identifiables comme c'est le cas pour les sons des canaux 1 et 2.On notera, par ailleurs, que le nombre de filtres branches sur le canal 1 et le nombre de filtres branches sur le canal 2, cinq du côté gauche, quatre du côté droit, ceci pour obtenir une moyenne de frequence peu pres egale de part et d'autre. Par ailleurs, les canaux 3 et 4 reçoivent les signaux d'un nombre egal de filtres mais on remarquera que les filtres 1, 3 et 9 sont communs aux canaux 1 et 3, tandis que les filtres 2 et 4 sont communs aux canaux 2 et 4. Ceci signifie, en particulier, que le filtre 9 evite une coupure dans les fréquences entre les canaux-ecran et les canauxambiance. Les caractéristiques des filtres F1 a F16 sont les mêmes qu'a la figure 3 et au tableau indiqué ci-dessus.Les amplificateurs numérotés a la figure 5 de A23 a A43 sont donc ceux autour desquels sont monts les différents filtres, mais on remarquera que les. amplificateurs et leurs accessoires A23, A32 sont identiques puisqu'ils correspondent au filtre F1, A28 et A38 sont identiques et correspondent au filtre F2, A24 et A33 sont identiques et correspondant au filtre F3, A29 et A39 sont identiques et correspondent au filtre F4, A27 et A34 sont identiques et correspondent au filtre Fg. Sur cette figure 5, sont indiqués également quatre relais permettant, soit d'utiliser chacun des canaux, soit de court-circuiter les filtres, notamment si l'on veut revenir à la stéréophonie ou meme t la monophonie.

La figure 5a est l'équivalent de la figure 3a rencontre I propos de l'exemple 1.

Le dispositif, tel celui de la figure 5, permet de répartir les gammes de frequence de la facon suivante:
- canal 1 (cran gauche: graves et médiums);
- canal 2 (écran droit: graves et médiums);
- canal 3 (ambiance gauche: graves et aigus);
- canal 4 (ambiance droite: graves et aigus).

Les sorties des canaux 1, 2, 3, 4 de ce quatrieme étage sont reliées quatre reducteurs de bruit R1, R2, R3, R4 du cinquieme étage qui sont semblables a ceux mentionnés au troisième étage de l'exemple 1.

Ils sont également destinés, comme indiqué A l'exemple 1, a réduire les bruits de fond. Ils peuvent etre, comme l'exemple 1, court circuites par quatre commutateurs a commande commune.

Le sixième étage sert a un écartement artificiel des canaux. Cet etage est compose de deux dispositifs EC1, EC2, fonctionnant respectivement entre canaux 1 et 2 et canaux 3 et 4, destines a élargir artificiellement l'écart existant entre canaux droits et canaux gauches, de maniere que pour l'auditeur tout se passe comme si les baffles s'écartaient l'un de l'autre. L'intérêt de tels dispositifs est de permettre une compensation acoustique dans des salles de spectacle manquant de largeur tout en conservant un bon rendu quadriphonique. Ces dispositifs ne font pas partie essentielle de l'invention mais peuvent être realisees d'apres les connaissances generales de l'homme de l'art.

Toujours en se reportant a la figure 4, l'étage 7 est constitué de correcteurs de tonalite paramétriques CTP1, CTP2, CTP3, et CTP4. Cet tage est essentiellement constitue de correcteurs destinés egaliser artificiellement les sons percus en fonction des dimensions, des formes et des revêtements de salles de projection. Le reglage paramétrique schématise A la figure 4 et réalisé conformement A la présente invention, permet de faire glisser la correction en fréquence le long de la bande audio, la où son emploi est jugé nécessaire contrairement aux dispositifs dont la frequence est fixée une fois pour toute.L'avantage de ce procédé ne constitue par non plus un objet essentiel de la présente invention mais peut-lui etre avantageusement adjoint en permet tant souplesse et précision et ce faisant on peut pratiquement sculpter la courbe de reponse audio selon l'effet exactement recherche. Les quatre sorties de ces correcteurs sont branchés comme les deux de l'exemple 1.

EXEMPLE 3
Simulateur tétraphonique pour application au cinema sonore
Cet exemple est très voisin de l'exemple 2 et se référera aux figures 4, 6 et 6a, la figure 4 est donc commune aux exemples 2 et 3. Le schéma général etant identique puisqu'il est représenté t la figure 4, on remarquera cependant que l'agencement general est different par des differences de connexion des sorties de filtres.Dans cet exemple, le canal 1 (écran gauche) est connecté aux sorties des filtres F1, F3, F5, le canal 2 (ecran droit) a la sortie des filtres F2, F4, le canal 3 (ambiance gauche) a la sortie des filtres F5, F7, Fg, F11, F13, F15 et le canal 4 (ambiance droit) a la sortie des filtres F6, F8, Flo, Fil2,
F14, F16.Ces filtres F1 a F16 sont de realisation identique a ceux rencontres dans les exemples precedents. La figure 6 est donc est donc assez voisine de la figure 5, les amplificateurs A44 I A60 sont de construction équivalente avec leurs circuits auxiliaires a ceux correspondants aux memes filtres dans les figures precedentes, seuls se retrouve double a la figure 6, l'amplificateur A46 équivalant dans sa construction a l'amplificateur A49, ce qui correspond au filtre F5 seul commun entre le canal 1 et le canal 3. Aucun autre filtre n'est doublé.

Selon cet exemple de realisation, la tetraphonie est donc approximativement repartie comme suit, canal 1 (écran gauche: graves), canal 2 (ecran droit: graves), canal 3 (ambiance gauche: mediums et aigus), canal 4 (ambiance droite: mediums et aigus). La figure 6a est l'équivalent pour la figure 6 des figures 5a et 3a rencontrées précédemment et respectivement associees aux figures 5 et 3 des exemples 2 et 1.

Il est evident que ce qui vient d'etre decrit a propos d'un exemple de stéréophonie et de deux exemples de quadriphonie peut etre etendu à tout système de polyphonie. Il est évident egalement que l'on peut imaginer tout dispositif de connexion permettant aux choix de l'utilisateur de brancher chacun des filtres vers la sortie ou le canal de son choix, ce qui peut se faire par toute matrice de commutateurs. On peut ainsi, selon les sources de monophonie et selon les effets désirés ou le mode d'utilisation, distribuer a volonté les différentes bandes filtrées dans les différents canaux d'enregistrement ou d'émission.

Bien entendu la présente invention n'est pas limite aux modes de realisation decrits et représentés, mais elle est susceptible de nombreuses variantes accessibles a l'homme de l'art sans que l'on ne s'écarte de l'esprit de l'invention.

Claims (20)

REVENDICATIONS

1.- Simulateur polyphonique a partir des signaux monophoniques comprenant au moins une source de signaux monophoniques et au moins deux canaux de sortie pour restitution et/ou enregistrement, les signaux entre l'entrée et la sortie passant par des dispositifS filtres et des dispositifs d'orientation des signaux filtrés vers les canaux de sortie, caracterises par le fait que les signaux monophoniques initiaux E1; E' passent par un ensemble de n filtres F1 b F n de fréquences croisantes, chaque bande ainsi filtre par chaque filtre etant amenée vers l'un ou l'autre de p canaux de sortie (CANAL i a CANAL n) formant source polyphonique, le nombre p etant egal ou inférieur au nombre n.

2.- Simulateur selon la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est precede par au moins un preamplificateur d'entree.

3.- Simulateur selon l'une des revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les préamplificateurs d'entree sont suivis d'un preamplificateur général avec compensation, monophonie polyphonie.

4.- Simulateur selon l'une des revendication 1 a 4, caractérisé par le fait que le simulateur est précédé par un cretemetre A4.

5.- Simulateur selon l'une des revendications 1 a 4, caractérisé par le fait que le cretemetre est précédé par au moins un attenua- teur AT.

6.- Simulateur selon l'une des revendications 1 a 5, caractérisé par le fait que les filtres sont suivis par des reducteurs de bruit (R1, Rn)

7.- Simulateur selon l'une des revendications 1 å 6, caractérise par le fait que les canaux droits et gauches sont écartés, artificiellement, par un dispositif d'ecartement EC1, EC2.

8.- Simulateur selon l'une des revendications 1 a 7, caractérisé par le fait qu'en aval des filtres sont disposés des correcteurs de tonalite parametriques (CTP1, CTPn) d'adaptation aux conditions acoustiques du lieu de restitution des sons.

9.- Simulateur selon l'une des revendications 1 8, caractérisé par le fait que l'alimentation est découplée (fig. 3a, 5a, 6a).

10.- Simulateur selon l'une des revendications 1 å 9, caractérise en ce qu'il est inclus dans un ensemble de projection cinematographique.

11.- Simulateur selon l'une des revendications 1 a 9, caractérisé par le fait qu'il est inclus dans un ensemble de sonorisation.

12.- Procédé de simulation polyphonique a partir de signaux ordinaires monophoniques, caractérise en ce que le spectre sonore qui constitue le signal monophonique initial est découpe en n-parties au moyen de n-filtres passes-bandes de fréquence croissante, chaque partie du spectre étant ensuite dirigée a la sortie des filtres vers l'un ou l'autre de p-canaux qui constituent les sources polyphoniques d'écoute, le nombre p des canaux étant egal ou inferieur au nombre des filtres passe-bandes utilisés.

13.- Procédé de simulation polyphonique selon la revendication 12, caracterise en ce que le spectre sonore qui constitue le signal monophonique initial est découpé avec recouvrement partiel des fréquences issues au moins de deux filtres å bandes consecutives.

14.- Procede de simulation selon l'une des revendications 12 ou 13, caracterise en ce que le nombre de bandes filtres est dans la gamme de 12 a 24.

15.- Procédé de simulation polyphonique selon l'une des revendica ttons 12 a 14, caractérisé en ce que le nombre de canaux constituant une source polyphonique d'ecoute est égal a 2.

16.- Procédé de simulation polyphonique selon l'une des revendications 12 8 14, caractérisé en ce que le nombre de canaux constituant une source polyphonique d'ecoute est egal a 4.

17.- Procédé de simulation polyphonique selon l'une des revendications 12 a 16, caracterise par le fait que les sorties de filtres pairs sont dirigees sur un canal et les sorties de filtres impairs sont dirigees vers un autre canal.

18.- Procede de simulation polyphonique selon l'une des revendications 16 ou 17, caractérisé en ce que les sorties des filtres successifs sont dirigees sur les quatre canaux, de maniere que l'on ait la repartition suivante:

- a gauche, une partie des graves et des médiums dans un canal et

une partie des graves et des aigus dans l'autre canal; et

- a droite, l'autre partie des graves et médiums dans un canal et

l'autre partie des graves et aigus dans l'autre canal.

19.- Procédé de simulation selon l'une des revendications 16 ou 17, caractérisé par le fait que les sorties des filtres successifs sont dirigées sur les quatre canaux, de maniere que l'on ait la répartition suivante:

- à gauche, une partie des graves dans un canal et des médiums et

des aigus dans l'autre canal;

- 1 droite, l'autre partie des graves dans un canal et l'autre

partie des médiums et des aigus dans l'autre canal.

20.- Simulateur selon l'une des revendications 1 à 11, mettant en application le procede selon l'une des revendications 12 a 19.