FR3113760A1 - Dispositif électronique et procédé de réduction de diaphonie, système audio pour appuis-têtes de sièges et programme d’ordinateur associés - Google Patents

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Abstract

Dispositif électronique et procédé de réduction de diaphonie, s ystème audio pour appuis-têtes de sièges et programme d’ordinateur associés Ce dispositif (40) de réduction de diaphonie dans un système audio (30), comportant des première (32) et deuxième (34) paires de haut-parleurs et des première (36) et deuxième (38) sources audio, est connecté à chaque source et à la première paire. Il comprend un module (42) d’acquisition de premiers signaux audio de la première source et deuxièmes signaux audio de la deuxième source ; un module (44) de détermination de filtres de réduction de la diaphonie résultant d’un haut-parleur de la deuxième paire ; un module (46) de calcul de signaux correctifs par application des filtres de réduction aux deuxièmes signaux audio ; et un module (48) de génération de signaux audio corrigés pour la première paire, obtenus à partir des premiers signaux audio et signaux correctifs. Chaque filtre de réduction est obtenu à partir de fonctions de transfert, représentatives chacune d’un chemin acoustique entre un haut-parleur et une oreille de l’utilisateur. Figure pour l'abrégé : Figure 1

Description

Dispositif électronique et procédé de réduction de diaphonie, système audio pour appuis-têtes de sièges et programme d’ordinateur associés
La présente invention concerne un dispositif électronique de réduction de diaphonie dans un système audio, le système audio comportant une première paire de haut-parleurs droit et gauche destinée à diffuser des signaux acoustiques vers un utilisateur, une deuxième paire de haut-parleurs droit et gauche distincte de la première paire et destinée à diffuser des signaux acoustiques vers un autre utilisateur, et des première et deuxième sources audio distinctes.
L’invention concerne aussi un système audio pour appuis-têtes de sièges, le système audio comprenant deux paires distinctes de haut-parleurs droit et gauche, chacune étant configurée pour être intégrée dans un appui-tête de siège respectif ; deux sources audio distinctes ; et au moins un tel dispositif électronique de réduction de diaphonie.
L’invention concerne également un procédé de réduction de diaphonie dans un tel système audio, le procédé étant mis en œuvre par un tel dispositif électronique de réduction apte à être connecté en sortie de chaque source audio et en entrée de la première paire de haut-parleurs.
L’invention concerne aussi un programme d’ordinateur comportant des instructions logicielles qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ordinateur, mettent en œuvre un tel procédé de réduction de diaphonie.
L’invention concerne le domaine des systèmes audio pour véhicules de transport de passagers, en particulier pour véhicules automobiles.
On connaît des documents EP 2 405 670 A1 et US 9,860,643 B1 des dispositifs électroniques de réduction de diaphonie du type précité. Ces dispositifs de réduction de diaphonie sont embarqués chacun à bord d’un véhicule et permettent de réduire la diaphonie entre des sièges du véhicule, et plus particulièrement d’une paire de haut-parleurs équipant un appui-tête de siège à une autre paire de haut-parleurs équipant un autre appui-tête de siège.
Toutefois, la réduction de diaphonie obtenue avec de tels dispositifs de réduction n’est pas toujours optimale.
Le but de l’invention est donc de proposer un dispositif électronique et un procédé associé de réduction de diaphonie permettant de réduire davantage la diaphonie entre deux paires de haut-parleurs, et donc d’améliorer l’écoute d’un utilisateur percevant le son diffusé par une paire de haut-parleurs en limitant la diaphonie résultant d’une autre paire de haut-parleurs, et de lui offrir alors une meilleure expérience audio.
A cet effet, l’invention a pour objet un dispositif électronique de réduction de diaphonie dans un système audio, le système audio comportant une première paire de haut-parleurs droit et gauche destinée à diffuser des signaux acoustiques vers un utilisateur, une deuxième paire de haut-parleurs droit et gauche, distincte de la première paire et destinée à diffuser des signaux acoustiques vers un autre utilisateur, et des première et deuxième sources audio distinctes,
le dispositif de réduction étant apte à être connecté en sortie de chaque source audio et en entrée de la première paire de haut-parleurs, le dispositif de réduction comprenant :
- un module d’acquisition configuré pour acquérir des premiers signaux audio droit et gauche de la part de la première source et des deuxièmes signaux audio droit et gauche de la part de la deuxième source ;
- un module de détermination configuré pour déterminer deux filtres droit, et respectivement deux filtres gauche, de réduction de diaphonie, chacun étant apte à réduire pour l’oreille respective de l’utilisateur la diaphonie résultant d’un haut-parleur respectif de la deuxième paire ;
- un module de calcul configuré pour calculer un signal correctif droit, et respectivement gauche, par application des filtres droit, et respectivement gauche, de réduction de diaphonie aux deuxièmes signaux audio ;
- un module de génération configuré pour générer un premier signal audio corrigé droit, et respectivement gauche, destiné à être diffusé via le haut-parleur droit, et respectivement gauche, de la première paire pendant la diffusion des deuxièmes signaux audio droit et gauche via les haut-parleurs droit et gauche de la deuxième paire, chaque premier signal audio corrigé étant obtenu à partir du premier signal audio respectif et du signal correctif correspondant ;
chaque filtre respectif de réduction de diaphonie étant obtenu à partir de première et deuxième fonctions de transfert prédéfinies, chaque première fonction de transfert étant représentative d’un chemin acoustique entre un haut-parleur de la première paire et une oreille respective de l’utilisateur, et chaque deuxième fonction de transfert étant représentative d’un chemin acoustique entre un haut-parleur de la deuxième paire et une oreille respective de l’utilisateur.
Avec le dispositif selon l’invention, la réduction de diaphonie est calculée à partir des premières et deuxièmes fonctions de transfert prédéfinies, où chaque première fonction de transfert permet de modéliser le chemin acoustique entre un haut-parleur de la première paire et une oreille respective, et chaque deuxième fonction de transfert permet de modéliser le chemin acoustique entre un haut-parleur de la deuxième paire et une oreille respective. Ce calcul de la réduction de diaphonie est donc plus précis, et permet alors d’obtenir une réduction de diaphonie plus efficace entre les paires de haut-parleurs.
De préférence, chaque filtre respectif de réduction de diaphonie est obtenu à partir d’au moins une deuxième fonction respective de transfert et d’au moins un filtre inverse respectif, où chaque filtre inverse respectif est obtenu par inversion d’au moins une première fonction de transfert, afin d’offrir une réduction encore meilleure de la diaphonie résultant d’une autre paire de haut-parleurs.
De préférence encore, lors de ladite inversion d’une première fonction de transfert respective, un terme de régularisation est ajouté au dénominateur d’une fraction représentative de ladite inversion, ce qui permet d’avoir une meilleure stabilité du filtre inverse, et d’améliorer alors encore davantage la réduction de diaphonie.
Suivant d’autres aspects avantageux de l’invention, le dispositif électronique de réduction de diaphonie comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles :
- chaque filtre respectif de réduction de diaphonie est obtenu à partir d’au moins une deuxième fonction de transfert respective et d’au moins un filtre inverse respectif, chaque filtre inverse respectif étant obtenu par inversion d’au moins une première fonction de transfert ;
- le module de détermination est configuré, pour l’inversion d’au moins une première fonction de transfert, pour ajouter un terme de régularisation au dénominateur d’une fraction représentative de ladite inversion ;
- le module de détermination est configuré pour déterminer chaque filtre respectif de réduction de diaphonie dans le domaine fréquentiel,
le module de calcul étant de préférence configuré pour calculer chaque signal correctif dans le domaine fréquentiel ;
- le terme de régularisation dépend de la fréquence,
le terme de régularisation présentant de préférence une valeur constante minimale pour une plage prédéterminée de fréquences et une valeur tendant vers l’infini en dehors de ladite plage ;
- le module de détermination est configuré pour déterminer les filtres de réduction de diaphonie selon les équations suivantes :
où GILL, GIRL, GILR, GIRRreprésentent les filtres de réduction de diaphonie,
HILL, HIRL, HILR, HIRRreprésentent les deuxièmes fonctions de transfert respectives, et
JSLL, JSRRreprésentent des filtres inverses respectifs, chacun étant égal à l’inverse de la première fonction de transfert correspondante HSLL, HSRR;
- le module de détermination est configuré pour déterminer les filtres de réduction de diaphonie selon les équations suivantes :
où GILL, GIRL, GILR, GIRRreprésentent les filtres de réduction de diaphonie,
HILL, HIRL, HILR, HIRRreprésentent les deuxièmes fonctions de transfert respectives, et
JSLL, JSRL, JSLR, JSRRreprésentent les filtres inverses respectifs ;
- le module de calcul est configuré pour calculer les signaux correctifs selon les équations suivantes :
où CL, CRreprésentent les signaux correctifs gauche, et respectivement droit,
GILL, GIRL, GILR, GIRRreprésentent les filtres de réduction de diaphonie, et
YIL, YIRreprésentent les deuxièmes signaux audio gauche, et respectivement droit.
L’invention a aussi pour objet un système audio pour appuis-têtes de sièges, le système audio comprenant deux paires distinctes de haut-parleurs droit et gauche, chacune étant configurée pour être intégrée dans un appui-tête de siège respectif ; deux sources audio distinctes ; et au moins un dispositif électronique de réduction de diaphonie tel que défini ci-dessus.
L’invention a également pour objet un procédé de réduction de diaphonie dans un système audio, le système audio comportant une première paire de haut-parleurs droit et gauche destinée à diffuser des signaux acoustiques vers un utilisateur, une deuxième paire de haut-parleurs droit et gauche, distincte de la première paire et destinée à diffuser des signaux acoustiques vers un autre utilisateur, et des première et deuxième sources audio distinctes,
le procédé étant mis en œuvre par un dispositif électronique de réduction de diaphonie apte à être connecté en sortie de chaque source audio et en entrée de la première paire de haut-parleurs, le procédé comprenant les étapes suivantes :
- acquérir des premiers signaux audio droit et gauche de la part de la première source et des deuxièmes signaux audio droit et gauche de la part de la deuxième source ;
- déterminer deux filtres droit, et respectivement deux filtres gauche, de réduction de diaphonie, chacun étant apte à réduire pour l’oreille respective de l’utilisateur la diaphonie résultant d’un haut-parleur respectif de la deuxième paire ;
- calculer un signal correctif droit, et respectivement gauche, par application des filtres droit, et respectivement gauche, de réduction de diaphonie aux deuxièmes signaux audio ;
- générer un premier signal audio corrigé droit, et respectivement gauche, destiné à être diffusé via le haut-parleur droit, et respectivement gauche, de la première paire pendant la diffusion des deuxièmes signaux audio droit et gauche via les haut-parleurs droit et gauche de la deuxième paire, chaque premier signal audio corrigé étant obtenu à partir du premier signal audio respectif et du signal correctif correspondant ;
chaque filtre respectif de réduction de diaphonie étant obtenu à partir de première et deuxième fonctions de transfert prédéfinies, chaque première fonction de transfert étant représentative d’un chemin acoustique entre un haut-parleur de la première paire et une oreille respective de l’utilisateur, et chaque deuxième fonction de transfert étant représentative d’un chemin acoustique entre un haut-parleur de la deuxième paire et une oreille respective de l’utilisateur.
L’invention a aussi pour objet un programme d’ordinateur comportant des instructions logicielles qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ordinateur, mettent en œuvre un procédé de réduction de diaphonie tel que défini ci-dessus.
L’invention a également pour objet une paire d’appuis-têtes de siège destinés à être couplés à des dossiers respectifs de siège, équipée d’un système audio tel que défini ci-dessus, chaque paire de haut-parleurs étant intégrée dans un appui-tête de siège respectif.
L’invention a aussi pour objet un véhicule de transport de passagers, notamment véhicule automobile, le véhicule de transport comprenant plusieurs sièges, au moins deux sièges comportant une paire d’appuis-têtes de siège telle que définie ci-dessus.
Ces caractéristiques et avantages de l’invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d’exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
la figure 1 est une vue schématique d’un véhicule de transport de passagers comprenant plusieurs sièges, chacun étant équipé d’un appui-tête, et un système audio pour appui-têtes de siège selon l’invention, le système audio comprenant deux paires distinctes de haut-parleurs droit et gauche, chacune étant configurée pour être intégrée dans un appui-tête de siège respectif, deux sources audio distinctes et au moins un dispositif électronique de réduction de diaphonie, chaque dispositif de réduction de diaphonie étant apte à être connecté en sortie de chaque source audio et en entrée d’une paire respective de haut-parleurs, et comportant un module d’acquisition de premiers signaux audio droit et gauche de la part de la première source et de deuxièmes signaux audio droit et gauche de la part de la deuxième source, un module de détermination de deux filtres droit, et respectivement deux filtres gauche, de réduction de diaphonie, chacun étant apte à réduire pour l’oreille respective de l’utilisateur la diaphonie résultant d’un haut-parleur respectif de la deuxième paire, un module de calcul d’un signal correctif droit, et respectivement gauche, par application des filtres droit, et respectivement gauche, de réduction de diaphonie aux deuxièmes signaux audio, et un module de génération d’un premier signal audio corrigé droit, et respectivement gauche, destiné à être diffusé via le haut-parleur droit, et respectivement gauche, de la première paire pendant la diffusion des deuxièmes signaux audio droit et gauche via les haut-parleurs de la deuxième paire, chaque premier signal audio corrigé étant obtenu à partir du premier signal audio respectif et du signal correctif correspondant ; selon un premier mode de réalisation de l’invention ;
la figure 2 illustre deux exemples d’un terme de régularisation utilisé pour l’inversion d’une fonction de transfert, pour la détermination de chaque filtre respectif de réduction de diaphonie ;
la figure 3 est un organigramme d’un procédé de réduction de diaphonie selon l’invention, le procédé étant mis en œuvre par chaque dispositif électronique de réduction de diaphonie et comprenant une étape d’acquisition des premiers et deuxièmes signaux audio droit et gauche, une étape de détermination des filtres de réduction de diaphonie, une étape de calcul des signaux correctifs droit et gauche par application des filtres de réduction de diaphonie aux deuxièmes signaux audio, et une étape de génération des premiers signaux corrigés droit et gauche destinés à être diffusés via les haut-parleurs de la première paire pendant la diffusion des deuxièmes signaux audio via les haut-parleurs de la deuxième paire ;
la figure 4 est un organigramme plus détaillé de l’étape de détermination des filtres de réduction de diaphonie de l’organigramme de la figure 3 ;
la figure 5 est un ensemble de courbes illustrant, d’une part, un spectre d’un signal perçu par l’oreille gauche d’un utilisateur, selon que la réduction de diaphonie est mise en œuvre ou non, et d’autre part l’amélioration spectrale résultant de la mise en œuvre de la réduction de diaphonie ;
la figure 6 est une vue analogue à celle de la figure 5 pour l’oreille droite de l’utilisateur ;
la figure 7 est une vue simplifiée et analogue à celle de la figure 1, selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ;
la figure 8 est une vue analogue à celle de la figure 4 selon le deuxième mode de réalisation de l’invention ;
la figure 9 est une vue analogue à celle de la figure 5, selon le deuxième mode de réalisation de l’invention ; et
la figure 10 est une vue analogue à celle de la figure 6 selon le deuxième mode de réalisation de l’invention.
Dans la suite de la description, l’expression « sensiblement égal(e) à » définit une relation d’égalité à plus ou moins 10%, de préférence à plus ou moins 5%.
Sur la figue 1, un véhicule 10 de transport de passagers, notamment un véhicule automobile, comprend plusieurs sièges, non représentés, au moins deux sièges comportant une paire d’appuis-têtes de siège 12, à savoir un premier appui-tête de siège 12, également noté HR1, et un deuxième appui-tête de siège 12, également noté HR2.
Chaque appui-tête 12 est destiné à être couplé mécaniquement à un dossier, non représenté, d’un siège respectif. Chaque appui-tête 12 comprend un corps central 16, formant typiquement une zone 18 d’appui de la tête 20 d’un utilisateur 22.
En complément facultatif, au moins un appui-tête 12 comprend au moins un volet latéral 24, disposé latéralement par rapport au corps central 16, c’est-à-dire disposé d’un côté du corps central 16 par rapport à une direction d’extension du dossier du siège auquel est couplé ledit appui-tête.
Dans l’exemple de la figure 1, l’appui-tête 12 comprend deux volets latéraux 24 disposés de part et d’autre du corps central 16, à savoir un volet latéral droit et un volet latéral gauche, la droite et la gauche étant définies par rapport à la direction de déplacement dudit véhicule. Chaque volet latéral 24 est de préférence mobile par rapport au corps central 16, et est par exemple mobile en rotation par rapport à l’axe d’extension du dossier du siège. L’axe d’extension du dossier du siège s’étend généralement sensiblement verticalement. Chaque volet latéral 24 est par exemple articulé par rapport au corps central 16.
Au moins une paire d’appuis-têtes 12 est selon l’invention équipée d’un système audio 30 pour appuis-têtes de sièges.
Le système audio 30 selon l’invention comprend deux paires distinctes 32, 34 de haut-parleurs 35 droit et gauche. Plus précisément, le système audio 30 comprend une première paire 32 de haut-parleurs 35 droit et gauche, également notés respectivement SRet SLsur la figure 1, destinée à diffuser des signaux acoustiques vers l’utilisateur 22. Le système audio 30 comprend une deuxième paire 34 de haut-parleurs 35 droit et gauche, également notés respectivement IRet IL, cette deuxième paire 34 étant distincte de la première paire 32 et destinée à diffuser des signaux acoustiques vers un autre utilisateur, non représenté, distinct de l’utilisateur 22.
Le système audio 30 comprend également deux sources audio distinctes 36, 38, à savoir une première source audio 36 configurée pour délivrer des premiers signaux audio xSdroit et gauche destinés à être diffusés par les haut-parleurs 35 droit et gauche respectifs de la première paire 32, et une deuxième source audio 38 configurée pour délivrer des deuxièmes signaux audio yIdroit et gauche destinés à être diffusés par les haut-parleurs 35 droit et gauche respectifs de la deuxième paire 34.
L’homme du métier observera que, par convention et dans la présente description, les notations en lettre minuscule x, y, c, e pour les signaux et en lettre minuscule h pour les fonctions de transfert, suivies éventuellement de la précision « (t) », correspondent à des signaux et des fonctions de transfert dans le domaine temporel ; et que les notations en lettre majuscule X, Y, C pour les signaux et en lettre majuscule H pour les fonctions de transfert, suivies éventuellement de la précision « (z) », correspondent à des signaux et des fonctions de transfert dans le domaine fréquentiel. En outre, ces notations en lettre minuscule désignent les mêmes signaux et fonctions de transfert dans le domaine temporel que la précision « (t) » soit présente ou non ; et de même ces notations en lettre majuscule désignent les mêmes signaux et fonctions de transfert dans le domaine fréquentiel que la précision « (z) » soit présente ou non.
Le système audio 30 comprend au moins un dispositif électronique 40 de réduction de diaphonie, connecté en sortie de chaque source audio 36, 38 et en entrée d’une paire respective 32, 34 de haut-parleurs 35.
Le système audio 30 comprend de préférence deux dispositifs de réduction de diaphonie 40, tel qu’un dispositif de réduction de diaphonie 40 gauche connecté en sortie de sources audio gauche et droite et en entrée d’une paire gauche de haut-parleurs, et un dispositif de réduction de diaphonie 40 droit connecté en sortie des sources audio gauche et droite et en entrée d’une paire droite de haut-parleurs. L’homme du métier comprendra alors que, pour le dispositif de réduction de diaphonie 40 gauche, la première paire 32 de haut-parleurs est la paire gauche, et la deuxième paire 34 de haut-parleurs est la paire droite, la première source audio 36 étant la source gauche et la deuxième source audio 38 étant la source droite ; et qu’inversement pour le dispositif de réduction de diaphonie 40 droit, la première paire 32 de haut-parleurs est la paire droite, et la deuxième paire 34 de haut-parleurs est la paire gauche, la première source audio 36 étant la source droite et la deuxième source audio 38 étant la source gauche.
Lorsque le système audio 30 comprend deux dispositifs de réduction de diaphonie 40, l’homme du métier comprendra bien entendu que d’autres variantes sont possibles, telle qu’une variante avec un dispositif de réduction de diaphonie 40 avant connecté en sortie de sources audio avant et arrière et en entrée d’une paire avant de haut-parleurs, et un dispositif de réduction de diaphonie 40 arrière connecté en sortie des sources audio avant et arrière et en entrée d’une paire arrière de haut-parleurs. Selon cette variante, l’homme du métier observera en outre que, pour le dispositif de réduction de diaphonie 40 avant, la première paire 32 de haut-parleurs est la paire avant, et la deuxième paire 34 de haut-parleurs est la paire arrière, la première source audio 36 étant la source avant et la deuxième source audio 38 étant la source arrière ; et qu’inversement pour le dispositif de réduction de diaphonie 40 arrière, la première paire 32 de haut-parleurs est la paire arrière, et la deuxième paire 34 de haut-parleurs est la paire avant, la première source audio 36 étant la source arrière et la deuxième source audio 38 étant la source avant.
Dans l’exemple de la figure 1, un seul dispositif de réduction de diaphonie 40 est représenté par souci de simplification des dessins.
Chaque paire 32, 34 de haut-parleurs est configurée pour être intégrée dans un appui-tête 12 respectif, c’est-à-dire configurée pour être reçue dans des logements de l’appui-tête 12, prévus à cet effet, comme représenté sur la figure 1. Lorsqu’en complément facultatif l’appui-tête 12 comprend au moins un volet latéral 24, au moins un haut-parleur 35 est de préférence intégré dans un volet latéral 24 respectif. Lorsqu’en complément facultatif encore, l’appui-tête 12 comprend deux volets latéraux 24 disposés de part et d’autre du corps central 16, chaque haut-parleur 35 est de préférence intégré dans un volet latéral 24 respectif.
Le dispositif de réduction de diaphonie 40, connecté en sortie de chaque sortie audio 36, 38 et en entrée de la première paire 32 de haut-parleurs, comprend un module 42 d’acquisition des premiers signaux audio xSet des deuxièmes signaux audio yI, un module 44 de détermination de deux filtres droit GI L R, GIRRet respectivement de deux filtres gauche GI LL, GIR L, de réduction de diaphonie, chacun étant apte à réduire pour l’oreille respective de l’utilisateur 22 la diaphonie résultant d’un haut-parleur 35 respectif de la deuxième paire 34, un module 46 de calcul d’un signal correctif droit CRet respectivement gauche CLpar application des filtres droit GILR,GIRR, et respectivement gauche GILL, GIR L, de réduction de diaphonie aux deuxièmes signaux audio yI; et un module 48 de génération d’un premier signal audio corrigé droit vRet respectivement gauche vN, destiné à être diffusé via le haut-parleur droit et respectivement gauche de la première paire 32 pendant la diffusion des deuxièmes signaux audio yIdroit et gauche via les haut-parleurs de la deuxième paire 34.
Dans l’exemple de la figure 1, le dispositif électronique de réduction de diaphonie 40 comprend une unité de traitement d’informations 50 formée par exemple d’une mémoire 52 et d’un processeur 54 à la mémoire 52.
Dans l’exemple de la figure 1, le module d’acquisition 42, le module de détermination 44, le module de calcul 46 et le module de génération 48 sont réalisés chacun sous forme d’un logiciel, ou d’une brique logicielle, exécutable par le processeur 54. La mémoire 52 du dispositif de réduction de diaphonie 40 est alors apte à stocker un logiciel d’acquisition des premiers signaux audio et deuxièmes signaux audio, un logiciel de détermination des filtres de réduction de diaphonie, un logiciel de calcul des signaux correctifs par application des filtres de réduction de diaphonie aux signaux audio correspondants et un logiciel de génération des signaux audio corrigés destinés à être diffusés via les haut-parleurs de la première paire pendant la diffusion des deuxièmes signaux audio via les haut-parleurs de la deuxième paire. Le processeur 54 est alors apte à exécuter chacun des logiciels parmi le logiciel d’acquisition, le logiciel de détermination, le logiciel de calcul et le logiciel de génération.
En variante non représentée, le module d’acquisition 42, le module de détermination 44, le module de calcul 46 et le module de génération 48 sont réalisés chacun sous forme d’un composant logique programmable, tel qu’un FPGA (de l’anglaisField Programmable Gate Array), ou encore d’un circuit intégré dédié, tel qu’un ASIC (de l’anglaisApplication Specific Integrated Circuit).
Lorsque le dispositif de réduction de diaphonie 40 est réalisé sous forme d’un ou plusieurs logiciel(s), c’est-à-dire sous forme d’un programme d’ordinateur, il est en outre apte à être enregistré sur un support, non représenté, lisible par ordinateur. Le support lisible par ordinateur est par exemple, un médium apte à mémoriser les instructions électroniques et à être couplé à un bus d’un système informatique. A titre d’exemple, le support lisible est un disque optique, un disque magnéto-optique, une mémoire ROM, une mémoire RAM, tout type de mémoire non volatile (par exemple EPROM, EEPROM, FLASH, NVRAM), une carte magnétique ou une carte optique. Sur le support lisible est alors mémorisé un programme d’ordinateur comprenant des instructions logicielles.
Le module d’acquisition 42 est configuré pour acquérir les premiers signaux audio xSdroit et gauche de la part de la première source 36, et respectivement les deuxièmes signaux audio yIdroit et gauche de la part de la deuxième source 38. Par la suite, les premiers signaux droit et gauche sont respectivement notés xSRet xSL; et les deuxièmes signaux audio droit et gauche sont respectivement notés yIRet yI L.
En complément facultatif, le module d’acquisition 42 est configuré pour convertir les signaux acquis, c’est-à-dire les premiers signaux audio xSdroit et gauche, et respectivement les deuxièmes signaux audio yIdroit et gauche, du domaine temporel en premiers signaux audio XSdroit et gauche, et respectivement en deuxièmes signaux audio YIdroit et gauche, dans le domaine fréquentiel. La conversion du domaine temporel vers le domaine fréquentiel est par exemple effectuée via l’application d’une Transformée de Fourier, telle qu’une Transformée de Fourier locale, également appelée Transformée de Fourier à court terme (de l’anglaisShort-Time Fourier Transform), ou encore appelée Transformée de Fourier à fenêtre glissante, à chaque signal audio xS, yI.
Le module de détermination 44 est configuré pour déterminer deux filtres droit GILR, GIRR, et respectivement deux filtres gauche GIL L, GIR L, de réduction de diaphonie, chacun étant apte à réduire pour l’oreille respective de l’utilisateur 22 la diaphonie résultant d’un haut-parleur 35 respectif de la deuxième paire 34. Plus précisément, chaque filtre droit de réduction de diaphonie GILR, GIRRest apte à réduire, pour l’oreille droite de l’utilisateur 22, la diaphonie résultant d’un haut-parleur 35 respectif de la deuxième paire 34, et chaque filtre gauche de réduction de diaphonie GILL, GIRLest apte à réduire, pour l’oreille gauche de l’utilisateur 22, la diaphonie résultant d’un haut-parleur 35 respectif de la deuxième paire 34.
Chaque filtre respectif de réduction de diaphonie GILL, GILR, GIRL, GIRRest obtenu à partir de première HSLL, HS L R, HS R L, HS R Ret deuxième HI LL, HIL R, HIR L, HIR Rfonctions de transfert prédéfinies, chaque première fonction de transfert HSLL, HS L R, HS R L, HS R Rétant représentative d’un chemin acoustique entre un haut-parleur 35 de la première paire 32 et une oreille respective de l’utilisateur 22, et chaque deuxième fonction de transfert HI LL, HIL R, HIR L, HIR Rétant représentative d’un chemin acoustique entre un haut-parleur 35 de la deuxième paire 34 et une oreille respective de l’utilisateur 22.
Par convention, le filtre de réduction de diaphonie GI L Rest apte à réduire pour l’oreille droite de l’utilisateur la diaphonie résultant du haut-parleur gauche de la deuxième paire 34 ; le filtre de réduction de diaphonie GIRRétant apte à réduire pour l’oreille droite de l’utilisateur 22 la diaphonie résultant du haut-parleur droit de la deuxième paire 34 ; le filtre de réduction de diaphonie GILLétant apte à réduire pour l’oreille gauche de l’utilisateur 22 la diaphonie résultant du haut-parleur gauche de la deuxième paire 34 ; et le filtre de réduction de diaphonie GIRLétant apte à réduire pour l’oreille gauche de l’utilisateur 22 la diaphonie résultant du haut-parleur droit de la deuxième paire 34.
La première fonction de transfert HSLLest représentative du chemin acoustique entre le haut-parleur gauche de la première paire 32 et l’oreille gauche de l’utilisateur 22 ; la première fonction de transfert HSLRétant représentative du chemin acoustique entre le haut-parleur gauche de la première paire 32 et l’oreille droite de l’utilisateur 22 ; la première fonction de transfert HSRLétant représentative du chemin acoustique entre le haut-parleur droit de la première paire 32 et l’oreille gauche de l’utilisateur 22 ; et enfin la première fonction de transfert HSRRétant représentative du chemin acoustique entre le haut-parleur droit de la première paire 32 et l’oreille droite de l’utilisateur 22.
La deuxième fonction de transfert HILLest représentative du chemin acoustique entre le haut-parleur gauche de la deuxième paire 34 et l’oreille gauche de l’utilisateur 22 ; la deuxième fonction de transfert HILRétant représentative du chemin acoustique entre le haut-parleur gauche de la deuxième paire 34 et l’oreille droite de l’utilisateur 22 ; la deuxième fonction de transfert HIR Létant représentative du chemin acoustique entre le haut-parleur droit de la deuxième paire 34 et l’oreille gauche de l’utilisateur 22 ; et enfin la deuxième fonction de transfert HIRRétant représentative du chemin acoustique entre le haut-parleur droit de la deuxième paire 34 et l’oreille droite de l’utilisateur 22.
Le module de détermination 44 est typiquement configuré pour obtenir les premières fonctions de transfert hSLL, hSLR, hSRL, hSRR, et respectivement les deuxièmes fonctions de transfert hI LL, hI LR, hI RL, hI RRdans le domaine temporel ; puis pour convertir chaque fonction de transfert hSLL, hSLR, hSRL, hSRR, hI LL, hI LR, hI RL, hI RRdu domaine temporel en une fonction de transfert HSLL, HSLR, HSRL, HSRR, HI LL, HI LR, HI RL, HI RRrespective dans le domaine fréquentiel. La conversion du domaine temporel vers le domaine fréquentiel est par exemple effectuée via l’application d’une Transformée de Fourier, telle qu’une Transformée de Fourier locale, à chaque fonction de transfert hSLL, hSLR, hSRL, hSRR, hI LL, hI LR, hI RL, hI RRrespective.
Le module de détermination 44 est configuré pour obtenir les premières fonctions de transfert hSLL, hSLR, hSRL, hSRR, et respectivement les deuxièmes fonctions de transfert hI LL, hI LR, hI RL, hI RRdans le domaine temporel, par exemple via une mesure préalable de chaque fonction de transfert ou encore via une acquisition de chaque fonction de transfert depuis une base de données correspondante, non représentée.
En complément, le module de détermination 44 est configuré pour déterminer chaque filtre respectif de réduction de diaphonie GI LL, GIL R, GIR L, GIR Rdans le domaine fréquentiel, le module de calcul 46 étant alors configuré pour calculer chaque signal correctif CL, CRdans le domaine fréquentiel.
Chaque filtre de réduction de diaphonie GILL, GILR, GIRL, GIRRrespectif est typiquement obtenu à partir d’au moins une deuxième fonction de transfert HILL, HILR, HIRL, HIRRrespective et d’au moins un filtre inverse JSLL, JSLR, JSRL, JSRR respectif, chaque filtre inverse JSLL, JSLR, JSRL, JSRRrespectif étant obtenu par inversion d’au moins une première fonction de transfert HSLL, HSLR, HSRL, HSRR.
Pour la détermination de chaque filtre inverse respectif JSLL, JSLR, JSRL, JSRR, le module de détermination 44 est de préférence configuré pour agréger les premières fonctions de transfert HSLL, HSLR, HSRL, HSRRdans une première matrice globale de transfert HSreprésentative de tous les chemins acoustiques entre les haut-parleurs 35 de la première paire 32 et les oreilles de l’utilisateur 22, par exemple selon l’équation suivante :
où HSreprésente la première matrice globale de transfert, et
HS LL, HS RL, HS LR, HS RRreprésentent les premières fonctions de transfert.
Le module de détermination 44 est alors de préférence configuré pour inverser la première matrice globale de transfert HS(z) afin d’obtenir chaque filtre inverse respectif JSLL, JSLR, JSRL, JSRR, par exemple selon l’équation suivante :
où HS -1(z) représente l’inverse de la première matrice globale de transfert, et
JSLL, JS R L, JS L R, JSRRreprésentent les filtres inverses respectifs.
En complément, pour l’inversion d’au moins une première fonction de transfert HSLL, HS L R, HS R L, HS R R, le module de détermination 44 est configuré pour ajouter un terme de régularisation β au dénominateur d’une fraction représentative de ladite inversion.
Le module de détermination 44 est par exemple configuré pour ajouter le terme de régularisation β au dénominateur de ladite fraction selon l’équation suivante :
où HS -1(z) représente l’inverse de la première matrice globale de transfert,
HS H(z) représente la matrice complexe conjuguée de la première matrice globale de transfert HS(z),
β(z) représente le terme de régularisation,
I2représente la matrice identité de dimension 2x2, selon l’équation suivante :
L’équation (3) d’inversion de la première matrice globale de transfert est alors typiquement réécrite de la manière suivante :
où D(z) est une matrice d’inversion vérifiant l’équation suivante :
et s’écrivant par convention sous la forme suivante :
Selon le complément où chaque filtre respectif de réduction de diaphonie GI LL, GIL R, GIR L, GIR Rest déterminé dans le domaine fréquentiel, le terme de régularisation β dépend de la fréquence, c’est-à-dire est une fonction de régularisation dépendant de la fréquence. Le terme de régularisation β présente de préférence une valeur constante minimale pour une plage prédéterminée de fréquences et une valeur tendant vers l’infini en dehors de ladite plage.
Sur la figure 2, deux exemples de terme de régularisation β sont illustrés via des première 60 et deuxième 70 courbes respectives. Pour chacune des première 60 et deuxième 70 courbes, la valeur constante minimale est sensiblement égale à -40 dB, et la plage prédéterminée de fréquences s’étend sensiblement entre 100 Hz et 5 kHz. Pour la première courbe 60, la valeur du terme de régularisation β(z) tend plus rapidement vers l’infini en dehors de ladite plage prédéterminée de fréquences que pour la deuxième courbe 70.
En variante, la valeur minimale du terme de régularisation β(z) dépend d’une moyenne glissante du dénominateur de l’équation (3). Selon cette variante, le module de détermination 44 est configuré pour calculer la moyenne glissante de chaque terme de la matrice sur un voisinage de chaque fréquence, i.e. de chaque fréquence échantillonnée, ceci pour la plage prédéterminée de fréquences ; puis pour multiplier cette moyenne glissante par une valeur constante pour obtenir le terme de régularisation β(z) dans la plage prédéterminée de fréquences. En dehors de la plage prédéterminée de fréquences, la valeur du terme de régularisation β(z) tend vers l’infini, de manière analogue à ce qui a été décrit dans les exemples précédents de la figure 2.
D’après l’équation (4) combinée aux équations (2), (6) et (1), le module de détermination 44 est configuré pour inverser chaque filtre inverse respectif JSLL, JSLR, JSRL, JSRRselon l’équation suivante :
ou encore selon le jeu d’équations suivantes:
Pour l’obtention de chaque filtre respectif de réduction de diaphonie GILL, GILR, GIRL, GIRR, le module de détermination 44 est de préférence configuré pour agréger les deuxièmes fonctions de transfert HILL, HILR, HIRL, HIRRdans une deuxième matrice globale de transfert HIreprésentative de tous les chemins acoustiques entre les haut-parleurs 35 de la deuxième paire 34 et les oreilles de l’utilisateur 22, par exemple selon l’équation suivante :
où HIreprésente la deuxième matrice globale de transfert, et
HI LL, HI RL, HI LR, HI RRreprésentent les deuxièmes fonctions de transfert.
Le module de détermination 44 est aussi de préférence configuré pour agréger les filtres de réduction de diaphonie GILL, GILR, GIRL, GIRRdans une matrice globale de réduction de diaphonie G représentative de toutes les réductions de diaphonie pour les oreilles de l’utilisateur 22 résultant des haut-parleurs 35 de la deuxième paire 34, par exemple selon l’équation suivante :
où G représente la matrice globale de réduction de diaphonie, et
GILL, GILR, GIRL, GIRRreprésentent les filtres de réduction de diaphonie.
Le module de détermination 44 est alors par exemple configuré pour déterminer la matrice globale de réduction de diaphonie G selon l’équation suivante :
D’après l’équation (11) combinée aux équations (10), (2) et (9), le module de détermination 44 est pour déterminer les filtres de réduction de diaphonie GI LL, GIL R, GIR L, GIR Rselon le jeu d’équations suivantes :
où GILL, GIRL, GILR, GIRRreprésentent les filtres de réduction de diaphonie,
HILL, HIRL, HILR, HIRRreprésentent les deuxièmes fonctions de transfert respectives, et
JSLL, JS R L, JS L R, JSRRreprésentent les filtres inverses respectifs.
Le module de calcul 46 est configuré pour calculer le signal correctif droit CR, et respectivement gauche CL, par application des filtres droit GILR, GIRR, et respectivement gauche GILL, GIRL, de réduction de diaphonie aux deuxièmes signaux audio YIL, YIR. Plus précisément, le signal correctif droit CRest obtenu par application des filtres droit de réduction de diaphonie GILR, GIRRaux deuxièmes signaux audio YIL, YIR, et le signal correctif gauche CLest obtenu par application des filtres gauche de réduction de diaphonie GILL, GIRLaux deuxièmes signaux audio YIL, YIR.
Le module de calcul 46 est alors configuré pour calculer les signaux correctifs selon les équations suivantes :
où CL, CRreprésentent les signaux correctifs gauche, et respectivement droit,
GILL, GIRL, GILR, GIRRreprésentent les filtres de réduction de diaphonie, et
YIL, YIRreprésentent les deuxièmes signaux audio gauche, et respectivement droit.
Le module de génération 48 est alors configuré pour générer le premier signal audio corrigé droit VR, et respectivement gauche VL, à partir du premier signal audio XSR, XSLrespectif et du signal correctif CL, CRcorrespondant.
Chaque premier signal audio corrigé VR, VLest typiquement la somme du premier signal audio XSR, XSLrespectif et du signal correctif CL, CRcorrespondant.
Le module de génération 48 est alors par exemple configuré pour générer les premiers signaux audio corrigés VR, VL selon l’équation suivante :
où une matrice V de signaux audio corrigés vérifie :
une matrice XSde premiers signaux audio vérifie :
et une matrice C de signaux correctifs vérifie :
Le module de génération 48 est alors configuré pour convertir chaque premier signal audio corrigé VR, VLdu domaine fréquentiel en un premier signal audio corrigé vR, vLrespectif dans le domaine temporel, par exemple via l’application d’une Transformée de Fourier inverse, telle qu’une Transformée de Fourier locale inverse, également appelée Transformée de Fourier à court terme inverse (de l’anglaisinverse S hort-Time Fourier Transform), ou encore appelée Transformée de Fourier à fenêtre glissante inverse.
Le premier signal audio corrigé droit vR, et respectivement le premier signal audio corrigé gauche vL, dans le domaine temporel sont alors destinés à être diffusés via le haut-parleur 35 droit, et respectivement gauche, de la première paire 32 pendant la diffusion des deuxièmes signaux audio droit yIRet gauche yILvia les haut-parleurs 35 droit et gauche de la deuxième paire 34.
Le fonctionnement du système audio 10 pour appuis-têtes 12 de siège et en particulier du dispositif électronique de réduction de diaphonie 40, selon l'invention, va être à présent décrit en regard des figures 3 et 4 représentant un organigramme du procédé de réduction de diaphonie selon l’invention, le procédé étant mis en œuvre par le dispositif électronique de réduction de diaphonie 40.
Lors d’une étape initiale 100, visible sur la figure 3, le dispositif de réduction de diaphonie 40 acquiert, via son module d’acquisition 42, les premiers signaux audio xSdroit et gauche, et respectivement les deuxièmes signaux audio yIdroit et gauche, dans le domaine temporel.
En complément facultatif, lors de l’étape d’acquisition 100, le module d’acquisition 42 convertit les signaux acquis, c’est-à-dire les premiers signaux audio xSdroit et gauche, et respectivement les deuxièmes signaux audio yIdroit et gauche, du domaine temporel en premiers signaux audio XSdroit et gauche, et respectivement en deuxièmes signaux audio YIdroit et gauche dans le domaine fréquentiel, typiquement via l’application d’une Transformée de Fourier respective, telle qu’une Transformée de Fourier locale, à chaque signal audio acquis.
Le dispositif de réduction de diaphonie 40 détermine, lors de l’étape 110 et via son module de détermination 44, deux filtres droit GILR, GIRR, et respectivement deux filtres gauche GIL L, GIR L, de réduction de diaphonie, chacun étant apte à réduire pour l’oreille respective de l’utilisateur 22 la diaphonie résultant d’un haut-parleur 35 respectif de la deuxième paire 34.
L’étape de détermination 110, effectuée par le module de détermination 44, est représentée plus en détail sur la figure 4, et comporte une sous-étape initiale 200 d’obtention des premières fonctions de transfert hSLL, hSLR, hSRL, hSRR, et respectivement des deuxièmes fonctions de transfert hI LL, hI LR, hI RL, hI RR, dans le domaine temporel.
Le module de détermination 44 passe ensuite à la sous-étape 210 lors de laquelle il convertit chaque fonction de transfert obtenue hSLL, hSLR, hSRL, hSRR, hI LL, hI LR, hI RL, hI RRdu domaine temporel en une fonction de transfert HSLL, HSLR, HSRL, HSRR, HI LL, HI LR, HI RL, HI RRrespective dans le domaine fréquentiel, typiquement via l’application d’une Transformée de Fourier, telle qu’une Transformée de Fourier locale, à chaque fonction de transfert hSLL, hSLR, hSRL, hSRR, hI LL, hI LR, hI RL, hI RRrespective.
Lors de la sous-étape suivante 220, le module de détermination 44 obtient chaque filtre inverse respectif JSLL, JSLR, JSRL, JSRRpar inversion d’au moins une première fonction de transfert HSLL, HSLR, HSRL, HSRR.
La détermination de chaque filtre inverse respectif JSLL, JSLR, JSRL, JSRRest par exemple effectuée selon l’équation (7), résultant en le jeu (8) d’équations.
Le module de détermination 44 passe enfin à la sous-étape 230 lors de laquelle il détermine chaque filtre respectif de réduction de diaphonie GILL, GILR, GIRL, GIRR, typiquement à partir d’au moins une deuxième fonction respective de transfert HILL, HILR, HIRL, HIRRet d’au moins un filtre inverse respectif JSLL, JSLR, JSRL, JSRR.
La détermination de chaque filtre de réduction de diaphonie GILL, GILR, GIRL, GIRRrespectif est par exemple effectuée selon le jeu (12) d’équations, résultant de l’équation (11) combinée aux équations (10), (2) et (9).
A l’issue de l’étape de détermination 110, le dispositif de réduction de diaphonie 40 passe ensuite à l’étape 120, visible sur la figure 3, lors de laquelle il calcule, via son module de calcul 46, le signal correctif droit CR, et respectivement gauche CL, par application des filtres droit GILR, GIRR, et respectivement gauche GILL, GIRL, de réduction de diaphonie aux deuxièmes signaux audio YIL, YIR.
Le calcul du signal correctif droit CR, et respectivement du signal correctif gauche CL, est par exemple effectué selon l’équation (14), et respectivement selon l’équation (13).
Le dispositif de réduction de diaphonie 40 génère enfin, lors de l’étape suivante 130 et via son moule de génération 48, le premier signal audio corrigé droit VR, et respectivement gauche VL, à partir du premier signal audio XSR, XSLrespectif et du signal correctif CL, CRcorrespondant.
Chaque premier signal audio corrigé VR, VLest typiquement la somme du premier signal audio XSR, XSLrespectif et du signal correctif CL, CRcorrespondant.
La génération des premiers signaux audio corrigés VR, VL est par exemple effectuée selon l’équation (15).
Lorsqu’en complément facultatif, les étapes de détermination 110 et de calcul 120 ont été effectuées dans le domaine fréquentiel, le module de génération 48 convertit en outre chaque premier signal audio corrigé VR, VLdu domaine fréquentiel en un premier signal audio corrigé vR, vLrespectif dans le domaine temporel, par exemple via l’application d’une Transformée de Fourier inverse, telle qu’une Transformée de Fourier locale inverse.
Ainsi, lorsque le premier signal audio corrigé droit vR, et respectivement gauche vL, dans le domaine temporel sont diffusés via le haut-parleur 35 droit, et respectivement gauche, de la première paire 32 pendant la diffusion des deuxièmes signaux audio droit yIRet gauche yILvia les haut-parleurs 35 droit et gauche de la deuxième paire 34, l’utilisateur 22 perçoit en son oreille droite un signal audio perçu droit eR, et respectivement en son oreille gauche un signal audio perçu gauche eL.
Le signal audio perçu gauche eLvérifie alors l’équation suivante :
et le signal audio perçu droit eRvérifie l’équation suivante :
Or, compte-tenu de ce qui précède, notamment de la détermination de chaque filtre de réduction de diaphonie GILL, GILR, GIRL, GIRRet de chaque signal correctif CL, CR, le signal audio perçu gauche eLvérifie alors l’équation suivante :
où représente un signal audio perçu gauche sans diaphonie ;et
le signal audio perçu droit eRvérifie l’équation suivante :
où représente un signal audio perçu droit sans diaphonie.
Le dispositif de réduction de diaphonie 40 selon l’invention permet alors de calculer la réduction de diaphonie à partir des premières HSLL, HS L R, HS R L, HS R Ret deuxièmes HI LL, HIL R, HIR L, HIR Rfonctions de transfert prédéfinies, où chaque première fonction de transfert HSLL, HS L R, HS R L, HS R Roffre une modélisation du chemin acoustique entre un haut-parleur 35 de la première paire 32 et une oreille respective de l’utilisateur 22, et chaque deuxième fonction de transfert HI LL, HIL R, HIR L, HIR Roffre une modélisation du chemin acoustique entre un haut-parleur 35 de la deuxième paire 34 et une oreille respective de l’utilisateur 22.
De préférence, chaque filtre de réduction de diaphonie GILL, GILR, GIRL, GIRRrespectif est obtenu à partir d’au moins une deuxième fonction de transfert HI LL, HIL R, HIR L, HIR Rrespective et d’au moins un filtre inverse JSLL, JS R L, JS L R, JSRRrespectif, où chaque filtre inverse JSLL, JS R L, JS L R, JSRRrespectif est obtenu par inversion d’au moins une première fonction de transfert HSLL, HS L R, HS R L, HS R R, ce qui engendre une réduction encore meilleure de la diaphonie résultant de la deuxième paire de haut-parleurs.
De préférence encore, lors de ladite inversion d’une première fonction de transfert HSLL, HS L R, HS R L, HS R Rrespective, le terme de régularisation β est ajouté au dénominateur de la fraction représentative de ladite inversion, ce qui permet d’avoir une meilleure stabilité du filtre inverse JSLL, JS R L, JS L R, JSRRrespectif, et d’améliorer alors encore davantage la réduction de diaphonie.
Ce calcul de la réduction de diaphonie est donc plus précis, et permet alors d’obtenir une réduction de diaphonie plus efficace entre les paires 32, 34 de haut-parleurs, comme montré sur la figure 5 pour l’oreille gauche, repérée par la notation L, et respectivement sur la figure 6 pour l’oreille droite, repérée par la notation R.
Sur la figure 5, une première courbe 300 en trait pointillé représente le spectre du signal audio perçu gauche eL, i.e. du signal audio perçu par l’oreille gauche de l’utilisateur 22 lorsque le dispositif de réduction de diaphonie 40 est en fonctionnement ; et une deuxième courbe 310 en trait continu représente le spectre du signal audio perçu par l’oreille gauche de l’utilisateur 22 en l’absence de réduction de diaphonie. Chaque spectre de signal audio perçu est une courbe représentant l’amplitude, exprimée en décibels ou dB, du signal audio perçu en fonction de sa fréquence, exprimée en Hertz ou Hz.
Une troisième courbe 320 montre alors l’amélioration perçue par l’oreille gauche de l’utilisateur 22 résultant de la mise en œuvre du dispositif de réduction de diaphonie 40 selon l’invention.
Sur la figure 6, une quatrième courbe 350 en trait pointillé représente le spectre du signal audio perçu droit eR, i.e. du signal audio perçu par l’oreille droite de l’utilisateur 22 lorsque le dispositif de réduction de diaphonie 40 est en fonctionnement ; et une cinquième courbe 360 en trait continu représente le spectre du signal audio perçu par l’oreille droite de l’utilisateur 22 en l’absence de réduction de diaphonie. Chaque spectre de signal audio perçu est une courbe représentant l’amplitude, exprimée en décibels ou dB, du signal audio perçu en fonction de sa fréquence, exprimée en Hertz ou Hz.
Une sixième courbe 370 montre alors l’amélioration perçue par l’oreille droite de l’utilisateur 22 résultant de la mise en œuvre du dispositif de réduction de diaphonie 40 selon l’invention.
La réduction de diaphonie avec le dispositif de réduction de diaphonie 40 selon l’invention est alors particulièrement remarquable jusqu’à environ 3 kHz, avec une amélioration jusqu’à 20 dB pour chaque oreille de l’utilisateur 22.
Les figures 7 à 10 illustrent un deuxième mode de réalisation de l’invention pour lesquels les éléments analogues au premier mode de réalisation, décrit précédemment, sont repérés par des références identiques, et ne sont donc pas décrits à nouveau.
Selon le deuxième mode de réalisation, la modélisation des chemins acoustiques entre les haut-parleurs 35 de la première paire 32 et les oreilles de l’utilisateur 22 est simplifiée en considérant que l’oreille gauche de l’utilisateur 22 perçoit essentiellement le signal audio xSLissu du haut-parleur gauche de la première paire 32, et respectivement que l’oreille droite de l’utilisateur 22 perçoit essentiellement le signal audio xS Rissu du haut-parleur droit de la première paire 32.
Autrement dit, selon le deuxième mode de réalisation, la première fonction de transfert HSRLreprésentative du chemin acoustique entre le haut-parleur droit de la première paire 32 et l’oreille gauche de l’utilisateur 22, et la première fonction de transfert HSLRreprésentative du chemin acoustique entre le haut-parleur gauche de la première paire 32 et l’oreille droite de l’utilisateur 22 sont supposées nulles.
En d’autres termes, parmi les premières fonctions de transfert HSLL, HSLR, HSRL, HSRR, seules la première fonction de transfert HSLLreprésentative du chemin acoustique entre le haut-parleur gauche de la première paire 32 et l’oreille gauche de l’utilisateur 22 et la première fonction de transfert HSRRreprésentative du chemin acoustique entre le haut-parleur droit de la première paire 32 et l’oreille droite de l’utilisateur 22 sont prises en compte, et les premières fonctions de transfert HSLR, HSRLsont ignorées.
Selon le deuxième mode de réalisation, le module de détermination 44 est alors de préférence configuré pour agréger les premières fonctions de transfert HSLL, HSRRdans la première matrice globale de transfert HSreprésentative des chemins acoustiques entre les haut-parleurs 35 de la première paire 32 et les oreilles de l’utilisateur 22, selon l’équation suivante :
où HSreprésente la première matrice globale de transfert, et
HS LL, HS RRreprésentent les premières fonctions de transfert prises en compte selon le deuxième mode de réalisation.
Selon le deuxième mode de réalisation, le module de détermination 44 est alors de préférence configuré pour inverser la première matrice globale de transfert HS(z) afin d’obtenir chaque filtre inverse respectif JSLL, JSRR, par exemple selon l’équation suivante :
où HS -1(z) représente l’inverse de la première matrice globale de transfert, et
JSLL, JSRRreprésentent les filtres inverses respectifs pris en compte selon le deuxième mode de réalisation.
La matrice d’inversion D(z) s’écrit alors par convention sous la forme suivante :
D’après l’équation (4) qui reste valable pour ce deuxième mode de réalisation, combinée aux équations (24), (25) et (23), le module de détermination 44 est, selon le deuxième mode de réalisation, configuré pour inverser chaque filtre inverse respectif JSLL, JSRRselon l’équation suivante :
ou encore selon le jeu d’équations suivantes:
D’après l’équation (11) qui reste valable pour ce deuxième mode de réalisation, combinée aux équations (9) et (10) qui restent valables pour ce deuxième mode de réalisation et à l’équation (24), le module de détermination 44 est, selon le deuxième mode de réalisation, configuré pour déterminer les filtres de réduction de diaphonie GI LL, GIL R, GIR L, GIR Rselon le jeu d’équations suivantes :
où GILL, GIRL, GILR, GIRRreprésentent les filtres de réduction de diaphonie,
HILL, HIRL, HILR, HIRRreprésentent les deuxièmes fonctions de transfert respectives, et
JSLL, JSRRreprésentent les filtres inverses respectifs pris en compte selon le deuxième mode de réalisation.
Le module de calcul 46 est alors configuré pour calculer le signal correctif droit CR, et respectivement gauche CL, de manière analogue à ce qui a été décrit précédemment pour le premier mode de réalisation, les équations (13) et (14) restant par exemple valables pour ce deuxième mode de réalisation.
Le module de génération 48 est alors configuré pour générer le premier signal audio corrigé droit VR, et respectivement gauche VL, à partir du premier signal audio XSR, XSLrespectif et du signal correctif CL, CRcorrespondant, de manière analogue à ce qui a été décrit précédemment pour le premier mode de réalisation, les équations (15) à (18) restant par exemple valables pour ce deuxième mode de réalisation.
Le fonctionnement de ce deuxième mode de réalisation est analogue à celui du premier mode de réalisation et n’est donc pas décrit à nouveau.
En particulier, l’homme du métier observera que l’organigramme de la figure 8 représentant l’étape de détermination 110 est simplifié par rapport à celui de la figure 4 associé au premier mode de réalisation. En effet, d’après ce qui précède, lors de la sous-étape 200, seules les premières fonctions de transfert hSLL, hSRR, et les deuxièmes fonctions de transfert hI LL, hI LR, hI RL, hI RR, sont obtenues dans le domaine temporel, les premières fonctions de transfert hSLR, hSRLn’étant pas prises en compte. Il en découle que lors de la sous-étape seules les fonctions de transfert obtenues hSLL, hSRR, hI LL, hI LR, hI RL, hI RRsont converties du domaine temporel en fonctions de transfert HSLL, HSRR, HI LL, HI LR, HI RL, HI RRrespectives dans le domaine fréquentiel ; et lors de la sous-étape suivante 220, seuls les filtre inverses JSLL, JSRRsont déterminés, ceci par inversion des premières fonctions de transfert HSLL, HSRRrespectives prises en compte selon le deuxième mode de réalisation. Lors de la sous-étape 230 enfin, le module de détermination 44 détermine chaque filtre respectif de réduction de diaphonie GILL, GILR, GIRL, GIRR, typiquement à partir d’au moins une deuxième fonction respective de transfert HILL, HILR, HIRL, HIRRet d’au moins un filtre inverse respectif JSLL, JSRR. La détermination de chaque filtre de réduction de diaphonie GILL, GILR, GIRL, GIRRrespectif est par exemple effectuée selon le jeu (28) d’équations, résultant de l’équation (11) combinée aux équations (9), (10) et (24).
Le signal audio perçu gauche eLvérifie alors l’équation suivante :
et le signal audio perçu droit eRvérifie l’équation suivante :
Or, compte-tenu de ce qui précède, notamment de la détermination de chaque filtre de réduction de diaphonie GILL, GILR, GIRL, GIRRet de chaque signal correctif CL, CR, le signal audio perçu gauche eLvérifie alors l’équation (21), et le signal audio perçu droit eRvérifie l’équation (22), les équations (21) et (22) restant chacune valables pour ce deuxième mode de réalisation.
Les avantages de ce deuxième mode de réalisation sont analogues à ceux du premier mode de réalisation et ne sont donc pas décrits à nouveau.
En particulier, le dispositif de réduction de diaphonie 40 selon ce deuxième mode de réalisation permet de calculer plus simplement et alors plus rapidement la réduction de diaphonie à partir des premières HSLL, HS R Ret deuxièmes HI LL, HIL R, HIR L, HIR Rfonctions de transfert prédéfinies, où chaque première fonction de transfert HSLL, HS R Roffre une modélisation du chemin acoustique entre un haut-parleur 35 de la première paire 32 et l’oreille correspondante de l’utilisateur 22, et chaque deuxième fonction de transfert HI LL, HIL R, HIR L, HIR Roffre une modélisation du chemin acoustique entre un haut-parleur 35 de la deuxième paire 34 et une oreille respective de l’utilisateur 22.
Ce calcul de la réduction de diaphonie est donc plus rapide, tout en restant précis, et permet alors d’obtenir une réduction de diaphonie efficace entre les paires 32, 34 de haut-parleurs, comme montré sur la figure 9 pour l’oreille gauche, repérée par la notation L, et respectivement sur la figure 10 pour l’oreille droite, repérée par la notation R.
Sur la figure 9, une septième courbe 400 en trait pointillé représente le spectre du signal audio perçu gauche eL, i.e. du signal audio perçu par l’oreille gauche de l’utilisateur 22 lorsque le dispositif de réduction de diaphonie 40 selon le deuxième mode de réalisation est en fonctionnement ; et une huitième courbe 410 en trait continu représente le spectre du signal audio perçu par l’oreille gauche de l’utilisateur 22 en l’absence de réduction de diaphonie. Chaque spectre de signal audio perçu est une courbe représentant l’amplitude, exprimée en décibels ou dB, du signal audio perçu en fonction de sa fréquence, exprimée en Hertz ou Hz.
Une neuvième courbe 420 montre alors l’amélioration perçue par l’oreille gauche de l’utilisateur 22 résultant de la mise en œuvre du dispositif de réduction de diaphonie 40 selon le deuxième mode de réalisation de l’invention.
Sur la figure 10, une dixième courbe 450 en trait pointillé représente le spectre du signal audio perçu droit eR, i.e. du signal audio perçu par l’oreille droite de l’utilisateur 22 lorsque le dispositif de réduction de diaphonie 40 selon le deuxième mode de réalisation est en fonctionnement ; et une onzième courbe 460 en trait continu représente le spectre du signal audio perçu par l’oreille droite de l’utilisateur 22 en l’absence de réduction de diaphonie. Chaque spectre de signal audio perçu est une courbe représentant l’amplitude, exprimée en décibels ou dB, du signal audio perçu en fonction de sa fréquence, exprimée en Hertz ou Hz.
Une douzième courbe 470 montre alors l’amélioration perçue par l’oreille droite de l’utilisateur 22 résultant de la mise en œuvre du dispositif de réduction de diaphonie 40 selon le deuxième mode de réalisation de l’invention.
La réduction de diaphonie avec le dispositif de réduction de diaphonie 40 selon le deuxième mode de réalisation reste alors remarquable jusqu’à environ 3 kHz, avec une amélioration jusqu’à 20 dB pour l’oreille droite de l’utilisateur 22 et jusqu’à 10 dB pour son oreille gauche.
On conçoit alors que le dispositif de réduction de diaphonie 40 selon l’invention, et le procédé associé de réduction de diaphonie, permettent de réduire davantage la diaphonie entre les deux paires 32, 34 de haut-parleurs, et donc d’améliorer l’écoute de l’utilisateur 22 percevant le son diffusé par la première paire 32 de haut-parleurs en limitant la diaphonie résultant de la deuxième paire 34 de haut-parleurs, et de lui offrir alors une meilleure expérience audio.

Claims (11)

  1. Dispositif électronique (40) de réduction de diaphonie dans un système audio (30), le système audio (30) comportant une première paire (32) de haut-parleurs (35) droit et gauche destinée à diffuser des signaux acoustiques vers un utilisateur (22), une deuxième paire (34) de haut-parleurs (35) droit et gauche, distincte de la première paire (32) et destinée à diffuser des signaux acoustiques vers un autre utilisateur, et des première (36) et deuxième (38) sources audio distinctes,
    le dispositif de réduction (40) étant apte à être connecté en sortie de chaque source audio (36, 38) et en entrée de la première paire (32) de haut-parleurs, le dispositif de réduction (40) comprenant :
    - un module d’acquisition (42) configuré pour acquérir des premiers signaux audio (xS) droit et gauche de la part de la première source (36) et des deuxièmes signaux audio (yI) droit et gauche de la part de la deuxième source (38) ;
    - un module de détermination (44) configuré pour déterminer deux filtres droit (GILR, GIRR), et respectivement deux filtres gauche (GIL L, GIR L), de réduction de diaphonie, chacun étant apte à réduire pour l’oreille respective de l’utilisateur (22) la diaphonie résultant d’un haut-parleur (35) respectif de la deuxième paire (34) ;
    - un module de calcul (46) configuré pour calculer un signal correctif droit (CR), et respectivement gauche (CL), par application des filtres droit (GILR, GIRR), et respectivement gauche (GIL L, GIR L), de réduction de diaphonie aux deuxièmes signaux audio (yI) ;
    - un module de génération (48) configuré pour générer un premier signal audio corrigé droit (vR), et respectivement gauche (vL), destiné à être diffusé via le haut-parleur (35) droit, et respectivement gauche, de la première paire (32) pendant la diffusion des deuxièmes signaux audio (yI) droit et gauche via les haut-parleurs (35) droit et gauche de la deuxième paire (34), chaque premier signal audio corrigé (vR, vL) étant obtenu à partir du premier signal audio (xS) respectif et du signal correctif (CR, CL) correspondant ;
    caractérisé en ce que chaque filtre respectif de réduction de diaphonie (GILL, GILR, GIRL, GIRR) est obtenu à partir de première (HSLL, HS L R, HS R L, HS R R) et deuxième (HI LL, HIL R, HIR L, HIR R) fonctions de transfert prédéfinies, chaque première fonction de transfert (HSLL, HS L R, HS R L, HS R R) étant représentative d’un chemin acoustique entre un haut-parleur de la première paire (32) et une oreille respective de l’utilisateur (22), et chaque deuxième fonction de transfert (HI LL, HIL R, HIR L, HIR R) étant représentative d’un chemin acoustique entre un haut-parleur de la deuxième paire (34) et une oreille respective de l’utilisateur (22).
  2. Dispositif (40) selon la revendication 1, dans lequel chaque filtre respectif de réduction de diaphonie (GILL, GILR, GIRL, GIRR) est obtenu à partir d’au moins une deuxième fonction de transfert (HILL, HILR, HIRL, HIRR) respective et d’au moins un filtre inverse (JSLL, JSLR, JSRL, JSRR) respectif, chaque filtre inverse (JSLL, JSLR, JSRL, JSRR) respectif étant obtenu par inversion d’au moins une première fonction de transfert (HSLL, HSLR, HSRL, HSRR).
  3. Dispositif (40) selon la revendication 2, dans lequel le module de détermination (44) est configuré, pour l’inversion d’au moins une première fonction de transfert (HSLL, HS L R, HS R L, HS R R), pour ajouter un terme de régularisation (β) au dénominateur d’une fraction représentative de ladite inversion.
  4. Dispositif (40) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le module de détermination (44) est configuré pour déterminer chaque filtre respectif de réduction de diaphonie (GI LL, GIL R, GIR L, GIR R) dans le domaine fréquentiel,
    le module de calcul (46) étant de préférence configuré pour calculer chaque signal correctif (CR, CL) dans le domaine fréquentiel.
  5. Dispositif (40) selon les revendications 3 et 4, dans lequel le terme de régularisation (β) dépend de la fréquence,
    le terme de régularisation (β) présentant de préférence une valeur constante minimale pour une plage prédéterminée de fréquences et une valeur tendant vers l’infini en dehors de ladite plage.
  6. Dispositif (40) selon la revendication 4 ou 5, dans lequel le module de détermination (44) est configuré pour déterminer les filtres de réduction de diaphonie (GI LL, GIL R, GIR L, GIR R) selon les équations suivantes :




    où GILL, GIRL, GILR, GIRRreprésentent les filtres de réduction de diaphonie,
    HILL, HIRL, HILR, HIRRreprésentent les deuxièmes fonctions de transfert respectives, et
    JSLL, JSRRreprésentent des filtres inverses respectifs, chacun étant égal à l’inverse de la première fonction de transfert correspondante HSLL, HSRR.
  7. Dispositif (40) selon la revendication 4 ou 5, dans lequel le module de détermination (44) est configuré pour déterminer les filtres de réduction de diaphonie (GI LL, GIL R, GIR L, GIR R) selon les équations suivantes :




    où GILL, GIRL, GILR, GIRRreprésentent les filtres de réduction de diaphonie,
    HILL, HIRL, HILR, HIRRreprésentent les deuxièmes fonctions de transfert respectives, et
    JSLL, JS R L, JS L R, JSRRreprésentent les filtres inverses respectifs.
  8. Dispositif (40) selon l’une quelconque des revendications 4 à 7, dans lequel le module de calcul (46) est configuré pour calculer les signaux correctifs (CL, CR) selon les équations suivantes :


    où CL, CRreprésentent les signaux correctifs gauche, et respectivement droit,
    GILL, GIRL, GILR, GIRRreprésentent les filtres de réduction de diaphonie, et
    YIL, YIRreprésentent les deuxièmes signaux audio gauche, et respectivement droit.
  9. Système audio (30) pour appuis-têtes (12) de sièges, le système audio (30) comprenant deux paires (32, 34) distinctes de haut-parleurs (35) droit et gauche, chacune étant configurée pour être intégrée dans un appui-tête (12) de siège respectif ; deux sources audio (36, 38) distinctes ; et au moins un dispositif électronique de réduction de diaphonie (40),
    caractérisé en ce que chaque dispositif électronique de réduction de diaphonie (40) est selon l’une quelconque des revendications précédentes.
  10. Procédé de réduction de diaphonie dans un système audio (30), le système audio (30) comportant une première paire (32) de haut-parleurs (35) droit et gauche destinée à diffuser des signaux acoustiques vers un utilisateur (22), une deuxième paire (34) de haut-parleurs (35) droit et gauche, distincte de la première paire (32) et destinée à diffuser des signaux acoustiques vers un autre utilisateur, et des première (36) et deuxième (38) sources audio distinctes,
    le procédé étant mis en œuvre par un dispositif électronique de réduction de diaphonie (40) apte à être connecté en sortie de chaque source audio (36, 38) et en entrée de la première paire (32) de haut-parleurs, le procédé comprenant les étapes suivantes :
    - acquérir (100) des premiers signaux audio (xS) droit et gauche de la part de la première source (36) et des deuxièmes signaux audio (yI) droit et gauche de la part de la deuxième source (38) ;
    - déterminer (110) deux filtres droit (GILR, GIRR), et respectivement deux filtres gauche (GIL L, GIR L), de réduction de diaphonie, chacun étant apte à réduire pour l’oreille respective de l’utilisateur (22) la diaphonie résultant d’un haut-parleur (35) respectif de la deuxième paire (34) ;
    - calculer (120) un signal correctif droit (CR), et respectivement gauche (CL), par application des filtres droit (GILR, GIRR), et respectivement gauche (GIL L, GIR L), de réduction de diaphonie aux deuxièmes signaux audio (yI) ;
    - générer (130) un premier signal audio corrigé droit (vR), et respectivement gauche (vL), destiné à être diffusé via le haut-parleur (35) droit, et respectivement gauche, de la première paire (32) pendant la diffusion des deuxièmes signaux audio (yI) droit et gauche via les haut-parleurs (35) droit et gauche de la deuxième paire (34), chaque premier signal audio corrigé (vR, vL) étant obtenu à partir du premier signal audio (xS) respectif et du signal correctif (CR, CL) correspondant ;
    caractérisé en ce que chaque filtre respectif de réduction de diaphonie (GILL, GILR, GIRL, GIRR) est obtenu à partir de première (HSLL, HS L R, HS R L, HS R R) et deuxième (HI LL, HIL R, HIR L, HIR R) fonctions de transfert prédéfinies, chaque première fonction de transfert (HSLL, HS L R, HS R L, HS R R) étant représentative d’un chemin acoustique entre un haut-parleur de la première paire (32) et une oreille respective de l’utilisateur(22), et chaque deuxième fonction de transfert (HI LL, HIL R, HIR L, HIR R) étant représentative d’un chemin acoustique entre un haut-parleur de la deuxième paire (34) et une oreille respective de l’utilisateur (22).
  11. Programme d’ordinateur comportant des instructions logicielles qui, lorsqu’elles sont exécutées par un ordinateur, mettent en œuvre un procédé selon la revendication précédente.
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