WO1998007140A1 - Procede et dispositif pour l'enregistrement en boucles cycliques de plusieurs sequences phoniques - Google Patents

Procede et dispositif pour l'enregistrement en boucles cycliques de plusieurs sequences phoniques Download PDF

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WO1998007140A1
WO1998007140A1 PCT/FR1997/001477 FR9701477W WO9807140A1 WO 1998007140 A1 WO1998007140 A1 WO 1998007140A1 FR 9701477 W FR9701477 W FR 9701477W WO 9807140 A1 WO9807140 A1 WO 9807140A1
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recording
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Emmanuel Perille
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Emmanuel Perille
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    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10HELECTROPHONIC MUSICAL INSTRUMENTS; INSTRUMENTS IN WHICH THE TONES ARE GENERATED BY ELECTROMECHANICAL MEANS OR ELECTRONIC GENERATORS, OR IN WHICH THE TONES ARE SYNTHESISED FROM A DATA STORE
    • G10H1/00Details of electrophonic musical instruments
    • G10H1/0033Recording/reproducing or transmission of music for electrophonic musical instruments
    • GPHYSICS
    • G10MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
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    • G10H2250/00Aspects of algorithms or signal processing methods without intrinsic musical character, yet specifically adapted for or used in electrophonic musical processing
    • G10H2250/541Details of musical waveform synthesis, i.e. audio waveshape processing from individual wavetable samples, independently of their origin or of the sound they represent
    • G10H2250/641Waveform sampler, i.e. music samplers; Sampled music loop processing, wherein a loop is a sample of a performance that has been edited to repeat seamlessly without clicks or artifacts

Definitions

  • the present invention relates to a method and a device for the recording in cyclic loops of several phonic sequences, with a view to their simultaneous reproduction, by means of a device using sampled phonic signals and including a memory, a memory control unit and means for reproducing sounds.
  • the invention is particularly useful for a device of the pseudo multi-track play-back type intended to reproduce cyclically according to a determined rhythmic coefficient different phonic signals sampled and stored in accordance with the method of the invention.
  • an audio signal processor which can both sample and process audio signals.
  • the processor can also process external audio signals in real time so as to obtain complex choir and echo effects.
  • the sampled audio signal is divided into two parts, one of which is processed separately from the other.
  • EP-A-0 551 884 is also known, which deals with a sound signal generator adapted to be connected to a microcomputer.
  • EP-A-0 484 047 is also known which relates to a device providing an audio signal requiring a so-called MIDI sequence for cyclic synchronization.
  • a simple solution to obtain a cyclical musical background consists in reproducing, in a continuously repeated manner, one or more sound passages all calibrated in the same musical rhythm. This is what a device that reproduces, from a reading from a memory, different phonic signals can achieve. As a rule, these phonic signals have been previously sampled and digitized to be placed in memory.
  • the object of the present invention is to obviate these drawbacks with a method and a device of the relaxed type which does not require a trigger sequence to obtain synchronization of the signals.
  • Another object of the invention is to determine a device which can be used in a simple manner by a non-professional.
  • Yet another object of the invention is to deal essentially with the human voice.
  • the method is defined by the following steps: the loops are launched with default values, so that they operate substantially permanently with the desired values thereof in terms of tempo common to all loops, the desired number of measures of each loop and the sampling frequency; and recording the phonic signals for at least one determined loop.
  • the default values of the loops are determined beforehand.
  • the control unit includes a cyclic address generator dedicated to each of the loops
  • the cyclic address generators dedicated to each of the loops are launched with default values, so that they operate cyclically at all times.
  • the duration of the recording is limited to the strict duration of the determined loop, this duration being determined by the tempo, the number of measures of the loop and the sampling frequency.
  • the device includes an Honor sample, a random access memory, a memory control unit including a cyclic address generator dedicated to each of the loops and a means of reproducing the sounds; the address generators dedicated to each of the loops continuously evolve cyclically as a function of the sampling frequency, with loop values chosen by default.
  • the device comprises a means making it possible to modify the default values of the loops and, in particular, to fix a tempo common to all the loops, the number of measures of each of the loops before recording, and the sampling frequency.
  • Figure 1 is a block diagram of the device according to the invention.
  • Figure 2 schematically shows a block table of an address generation device usable in page mode that can be used in the device of the present invention.
  • Figure 3 is a schematic table of the connection of a random access memory to demultiplexed address bus to a microcontroller.
  • FIG. 1 thus represents a device of digital type comprising a control unit 101 including a memory control unit 103, an Honor sample and all the electronic circuits required for the management of the device.
  • the memory 103 is here of the random access type accessible in writing and in reading from the control unit 101.
  • “Honor sample” is understood, of course, conventionally a device for sampling an analog sound signal, but also a functional means for processing an already digitized signal originating, for example from a optical disc or computer.
  • the Honor sample normally includes an analog-to-digital converter preceded by anti-aliasing filters for analog signals.
  • the Honor sample includes a decoder of the digital input signals, and is limited either to resampling the input signal at the rate of the sampling frequency of the output signals, or to converting the frequency which can allow the device to work at a frequency other than that of the transmission link.
  • a dual access sequential memory can be favorably provided when the digital input signal is transmitted in the form of very high speed packets.
  • the sampler is of a conventional type, since the input phonic signal comes from a microphone.
  • the control unit 101 initially reads the default values to be applied to the loops, ie the common tempo, the number of measures and the sampling frequency of the sound signals. Cyclic address generators therefore operate continuously on the basis of these values. Preferably, this operation is carried out during the commissioning of the device. However, provision can be made for it to be performed simultaneously with the start of a recording.
  • the phonic signals which will be processed originate from a microphone 111. Although this is not highlighted in the drawing, stereophony can easily be implemented here.
  • the signal from the microphone 111 is applied to the input 113 of the control unit 101 for sampling and storage, via an amplifier 115 making it possible to adjust the initial volume.
  • an echo signal by means of a summer 117.
  • the characteristics of the delay line are directly controlled by the control unit 101.
  • this delay line 121 is theoretical, because the control unit 101 and the memory 103 are responsible for carrying out the echo like any other loop.
  • the signal applied to the input 113 of the control unit 101 is therefore already processed according to the choices of the user.
  • the user wears, in the example shown, a helmet
  • the control unit 101 reads the other previously recorded loops cyclically.
  • Figure 1 there are shown, for reasons of clarity, only three outputs 133 each provided with a amplifier, and connected to a summing device 135 for mixing. Obviously this number of outputs represented is in no way limiting.
  • the signal from this adder 135 is applied, via an amplifier 139, to another adder 137 to which the signal from the adder 117 is applied.
  • the internal clock of the control unit delivers, as a function of the values of the loops, a signal to a metronome 141 whose output is connected, via an amplifier 143 to the summator 137.
  • the user whose headphones are connected to the output of the summing device 137, then receives all of the signals from the microphone 111, the corresponding echo, the previously recorded loops 133 and the metronome 141, these signals thus being directly mixed .
  • control unit 101 is provided with means making it possible to limit the duration of the recording to the strict length of the loop.
  • length of the loop is meant the number of samples that it is likely to contain, and not the recording time of the sound sequence.
  • a switch 145 at the output of the microphone 111 controlled by the control unit 101 by an output 147.
  • this switch 145 is symbolic, since its function is obtained more simply by controlling the generator loop addresses.
  • the loops are de facto synchronous and it is no longer necessary to use any trigger sequence.
  • the origin of the signals has been shown here as being a microphone 111. If they come from a prerecorded source, for example from a disc or a magnetic tape, a time registration of the signals may prove to be necessary. to ensure a possible better juxtaposition. Such registration is easy to perform by ear by playing on the available parameters.
  • the device for a constant sampling frequency, the device essentially comprises, in combination, a first counter 2 modulo the rhythmic coefficient, a second binary counter 7, a memory of parameters 9 and a combinatorial operator 13.
  • the first counter 2 with modulo programmable by means of a register 3 as a function of the rhythmic coefficient recorded in this register 3, evolves at each period from a sampling signal 4 of the audio signals applied to the first counter 2, and delivers, on the one hand, the lower part 5 of the address in the random access memory 103 and, on the other hand, an overflow reserve 6 at the second counter 7, which evolves with this reserve 6 to deliver an address base 8 applied to the combinatorial operator 13.
  • the parameter memory 9 delivers, for a determined signal 10 chosen from the sampled audio signals, a masking vector 11 and a substitution vector 12 applied to the combinatorial operator 13.
  • the latter delivers the upper part 14 of the address in the random access memory 103 by using the masking vector 11 to select the binons to be shown from the base address 8 and by assigning a value determined according to the substitution vector 12 to each of the other binons of the address of base 8.
  • the parameters included in the parameter memory 9 are preferably determined once and for all during the coding of the program, the length and the location in memory of the loops being pre-established. It is however possible to provide for a modification of these parameters during the execution of the program by means of an appropriate interface.
  • the programmable modulo counter 2 produces the lower part 5 common to the audio samples of the signals to be reproduced during a given period of the sampling signal 4.
  • the counter 2 describes a cyclic sequence whose number of states is programmed by the rhythmic coefficient, coefficient which is, for example, recorded in a register 3, and periodically generates, when the sequence re-starts at the same initial state, a carry signal 6 which increments (or decrements) the second binary counter 7 issuing the base address 8.
  • the parameter memory 9 also supplies the combinatorial operator 13 with a registration value 15 which is added to the base address 8 before applying the aforementioned vectors 11 and 12 to determine the upper part of the address in random access memory.
  • This readjustment value makes it possible to shift a loop over time with respect to the other loops.
  • the offset is quantified by blocks of samples as a function of the rhythmic coefficient, which is clearly sufficient in rhythmic precision compared to the average duration of a measurement. For example, with a rhythmic coefficient equal to 650 and a sampling frequency of 32 kHz, the offset that can be obtained is of the order of 20 ms.
  • the device also comprises a pointer memory 16 in which the upper part 17 of the address is written by the combinatorial operator 13 when an overflow reserve 6 is issued by the first counter 2 with programmable modulo , this upper part of the address in the random access memory being reproduced at each period of the sampling signal 4 by reading for the audio signal chosen from the memory of pointers 16.
  • the pointers memory 16 keeps the value of the upper part of the address so as not to require an unnecessary recalculation at the next sampling period of the same upper part having a base address 8 unchanged when there is there was no carry signal 6. If there was a carry signal 6, the base address 8 changes via the binary counter 7 and the combinatorial operator 13 is asked to recalculate the part addresses and store it in the pointers memory 16.
  • Figure 3 which is a schematic table of the connection of a random access memory to a programmable microcontroller with demultiplexing of the address bus, thus allows the implementation of the invention.
  • a microcontroller 21 is connected to the random access memory 103, in a conventional manner, via a data bus 26, an address bus 30, 31 and a control bus 27.
  • the samples audio signals pass, of course, through the data bus 26.
  • the upper part 14 of the address is applied to the memory 103 via a part 30 of the address bus.
  • the demultiplexing of the address is ensured by a register 22 arranged between the data bus 26 and the remaining part 31 of the address bus where the lower part 5 of the address is applied.
  • An address decoder 23 is connected as an input to the part 30 of the address bus and to the control bus 27 from which it receives the signals 29 for selecting the address space in memory.
  • This decoder 23 essentially generates a locking signal 24 applied to the register 22 allowing the microcontroller 21 to write in this register 22 the value of the lower part 5 via the data bus 26. It also generates a selection signal d access 25 to memory 103 for reading or writing.
  • microcontroller rather than a simple microprocessor lies in the fact that a microcontroller includes, internally, all the basic circuits necessary to execute a digital signal processing program without having to call on external components . Indeed, all of the required functions can then easily be performed by a software program executed by the microcontroller. An example of such a program will now be briefly described without implied limitation.
  • the program consists of two execution tasks, one activated under hardware interruption by the sampling signal 4, and the other in the background.
  • the interrupted task essentially concerns the first counter 2 and the pointer memory 16. At each activation period, the first counter 2 is decremented if it has not yet reached the value zero. Otherwise, the value of the rhythmic coefficient is assigned to counter 2. A Boolean variable representing the carry 6 is then set to true, while a second Boolean variable for permuting the tables of the column pointers is inverted.
  • the pointer memory 16 which is a dual port random access memory if it is produced in the form of an electronic component, consists, in software form, of two pointer tables, the length of which is determined by the number of audio signals to be reproduced. Depending on the binary value of the second boolean variable mentioned above, the interrupted task will use one or the other of these two pointer tables. As we will see, when one of the tables is used for reading by the interrupted task, the other table is used for writing by the background task to compose the list of the upper parts of the addresses for the following deduction 6.
  • the background task By continuously monitoring the false state of the Boolean variable representing the carry, the background task is only active when a restraint 6 has been activated. As soon as the state becomes true, the restraint is detected and the background task will calculate the next upper parts 14. For this, the background task first assigns the false value to the boolean variable of restraint, increments the second counter 7 and then continues, with the new base address 8 obtained, the calculation and the writing in the table of column pointers, of the upper parts for each audio signal chosen 10 between the first and the last of the audio signals to be reproduced.
  • the device according to the invention further comprises, preferably, a programmable manual control console making it possible to adjust the volume and the possible stereophonic balance of the sound of each of the loops taken separately during reproduction.
  • a desk may have only two potentiometers for adjusting all of the loops, as soon as it has a keyboard allowing the user to choose the parameter to be adjusted using the potentiometers.
  • the parameters to be controlled here being digital, the console essentially comprises an analog / digital converter which converts the position of the cursor of the potentiometer into a digital value which will be processed with the sound signal. Then, for a continuous adjustment, a comparison will be made between the saved value of the parameter and the position of the potentiometer cursor until equality. The parameter will then follow the analog evolution of the cursor.
  • the device comprises, in addition, a means allowing the juxtaposition of the loops.
  • a direct access memory (DMA) processor to address the data transfer memory between the disk and the memory so as not to stop the addressing specific to the loops.
  • a cursor can, for example, consist of the movable part of a potentiometer. By carrying out a mathematical derivation of the output voltage of the potentiometer, we obtain the speed of movement of the cursor - in sign and in amplitude -, which will be able to control the sampling frequency.
  • the cursor can also be constituted by a conventional computer peripheral, such as that which is generally called "mouse 1

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Abstract

L'invention concerne un procédé et un dispositif pour l'enregistrement en boucles cycliques de plusieurs séquences phoniques, en vue d'une reproduction simultanée de celles-ci, au moyen d'un dispositif utilisant des signaux phoniques échantillonnés et incluant une mémoire (103), une unité de contrôle (101) de la mémoire (103) et un moyen de reproduction des sons. Selon l'invention, le procédé comprend les étapes suivantes: on lance les boucles avec des valeurs par défaut, de façon à ce qu'elles fonctionnent sensiblement en permanence avec les valeurs souhaitées de celles-ci en termes de tempo commun à toutes les boucles, du nombre de mesures souhaité de chacune desdites boucles et de la fréquence d'échantillonnage; et on enregistre les signaux phoniques pour au moins une boucle déterminée.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR L'ENREGISTREMENT
EN BOUCLES CYCLIQUES
DE PLUSIEURS SEQUENCES PHONIQUES
La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour l'enregistrement en boucles cycliques de plusieurs séquences phoniques, en vue d'une reproduction simultanée de celles-ci, au moyen d'un dispositif utilisant des signaux phoniques échantillonnés et incluant une mémoire, une unité de contrôle de la mémoire et un moyen de reproduction des sons.
L'invention est particulièrement utile pour un dispositif de type play-back pseudo multi-piste destiné à reproduire de façon cyclique selon un coefficient rythmique déterminé différents signaux phoniques échantillonnés et mémorisés conformément au procédé de l'invention.
L'importance que prend, dans la musique moderne, la reproduction cyclique de passages musicaux, a poussé certains constructeurs de matériels de traitement du son à fabriquer des échanti Honneurs phoniques numériques permettant de mixer d'une manière improvisée différents passages musicaux échantillonnés et mis en mémoire.
On connait, par exemple de WO-A-95/10138, un processeur de signaux audio pouvant à la fois échantillonner et traiter des signaux audio. Le processeur peut également traiter des signaux audio externes en temps réel de manière à obtenir des effets complexes de choeurs et d'écho. Dans ce but, le signal audio échantillonné est partagé en deux parties dont l'une est traitée séparément de l'autre.
On connait également EP-A-0 551 884 qui traite d'un générateur de signal sonore adapté pour être relié à un microordinateur.
On connait également EP-A-0 484 047 qui relate un dispositif fournissant un signal audio nécessitant une séquence dite MIDI pour la synchronisation cyclique.
Comme on le sait, une solution simple pour obtenir un fond musical cyclique consiste à reproduire, d'une façon continuellement répétée, un ou plusieurs passages sonores tous calés dans un même rythme musical. C'est ce que peut réaliser un dispositif qui reproduit, à partir d'une lecture d'une mémoire, différents signaux phoniques. En règle générale, ces signaux phoniques ont été préalablement échantillonnés et numérisés pour être disposés en mémoire.
Une telle reproduction ne pose pas de problèmes techniques spécifiques pour un homme du métier, puisqu'il s'agit simplement de lire une ou plusieurs mémoires et de superposer les informations de façon analogique ou numérique selon la technique choisie. Il est cependant généralement nécessaire d'utiliser des séquences de déclenchement de type MIDI qui devront être synchronisées. En outre, du fait que, lors de l'acquisition en mémoire de différents signaux phoniques, notamment les sources de signaux musicaux pré-enregistrés sur disque par exemple, ces signaux musicaux n'ont généralement pas le même tempo, et les boucles correspondantes n'ont pas obligatoirement la même longueur, etc., un mixage à la reproduction pose alors un grave problème de synchronisation. L'opérateur doit manuellement et après enregistrement affiner le début et la fin de chaque séquence, supprimer les franges indésirables, ajuster la longueur des boucles, modifier le tempo de l'une d'elles, etc. Des dispositifs électroniques permettent cependant de l'aider dans cette tâche, postérieurement à l'acquisition des signaux. On obtient ainsi un matériel relativement complexe, donc coûteux, tel qu'il en existe actuellement dans le commerce, par exemple l'excellent matériel commercialisé par AKAI™ sous le nom de REMIX 16™, mais essentiellement destiné à des professionnels de la gestion du son et appelés "DJ" ("dise jockeys").
Cependant, un tel matériel ne permet généralement pas une optimisation de la reproduction lorsque les signaux phoniques enregistrés ne présentent pas un rythme facilement détectable par l'électronique, comme c'est le cas, par exemple, pour une vocalise faite au microphone.
Le but de la présente invention est d'obvier à ces inconvénients avec un procédé et un dispositif de type relaxé ne nécessitant pas de séquence de déclenchement pour obtenir une synchronisation des signaux.
Un autre but de l'invention est de déterminer un dispositif pouvant être utilisé de façon simple par un non-professionnel.
Encore un autre but de l'invention est de traiter essentiellement la voix humaine.
Ces buts sont atteints avec le procédé et le dispositif de l'invention. Selon un premier aspect de l'invention, le procédé est défini par les étapes suivantes : on lance les boucles avec des valeurs par défaut, de façon à ce qu'elles fonctionnent sensiblement en permanence avec les valeurs souhaitées de celles-ci en termes de tempo commun à toutes les boucles, du nombre de mesures souhaité de chacune des boucles et de la fréquence d'échant llonnage ; et on enregistre les signaux phoniques pour au moins une boucle déterminée.
De préférence, les valeurs par défaut des boucles sont préalablement déterminées.
Lorsque la mémoire est une mémoire à accès aléatoire et que l'unité de contrôle inclut un générateur cyclique d'adresses dédié à chacune des boucles, on lance les générateurs cycliques d'adresses dédiés à chacune des boucles avec des valeurs par défaut, de façon à ce qu'ils fonctionnent cycliquement en permanence.
De préférence, on limite la durée de l'enregistrement à la stricte durée de la boucle déterminée, cette durée étant déterminée par le tempo, le nombre de mesures de la boucle et la fréquence d'échantillonnage.
Selon un autre aspect de l'invention, le dispositif inclut un échanti Honneur, une mémoire à accès aléatoire, une unité de contrôle de la mémoire incluant un générateur cyclique d'adresses dédié à chacune des boucles et un moyen de reproduction des sons ; les générateurs d'adresses dédiés à chacune des boucles évoluent de façon cyclique en permanence en fonction de la fréquence d'échantillonnage, avec des valeurs de boucles choisies par défaut. De préférence , le dispositif comprend un moyen permettant de modifier les valeurs par défaut des boucles et, notamment, pour fixer un tempo commun à toutes les boucles, le nombre de mesures de chacune des boucles avant enregistrement, et la fréquence d'échantillonnage.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, avantages et caractéristiques de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lecture de la description qui suit d'un mode préféré de réalisation donné à titre non limitatif et à laquelle une planche de dessins est annexée sur laquelle :
La Figure 1 est un schéma synoptique du dispositif selon l'invention ;
La Figure 2 représente schématiquement un tableau synoptique d'un dispositif de génération d'adresses exploitable en mode page pouvant être utilisé dans le dispositif de la présente invention ; et
La Figure 3 est un tableau schématique du raccordement d'une mémoire à accès aléatoire à bus d'adresses démultiplexé à un microcontrôleur.
Dans la description qui suit, on se référera à un dispositif de type numérique mettant en oeuvre une mémoire à accès aléatoire, bien qu'un autre dispositif de type numérique ou analogique puisse être mis en oeuvre avec une mémoire à accès séquentiel.
On a ainsi représenté sur la Figure 1 un dispositif de type numérique comprenant une unité de commande 101 incluant une unité de commande de la mémoire 103, un échanti Honneur et tous les circuits électroniques requis pour la gestion du dispositif. La mémoire 103 est ici du type à accès aléatoire accessible en écriture et en lecture à partir de l'unité de commande 101. Par l'expression "échanti Honneur", on entend, bien sûr, de façon conventionnelle un dispositif d'échantillonnage d'un signal phonique analogique, mais également un moyen fonctionnel de traitement d'un signal déjà numérisé issu, par exemple d'un disque à lecture optique ou d'un ordinateur. Dans le cas conventionnel, l'echanti Honneur comprend normalement un convertisseur analogique- numérique précédé de filtres anti -repliement des signaux analogiques. Dans le deuxième cas, l'echanti Honneur comprend un décodeur des signaux numériques d'entrée, et se borne soit à ré-échantillonner le signal d'entrée au rythme de la fréquence d'échantillonnage des signaux de sortie, soit à convertir la fréquence d'échantillonnage, ce qui peut permettre au dispositif de travailler à une autre fréquence que celle du lien de transmission. Une mémoire séquentielle à double accès peut être favorablement prévue lorsque le signal numérique d'entrée est transmis sous forme de paquets à très haute vitesse. Dans l'exemple décrit et illustré ici, l'echantiHonneur est d'un type conventionnel, puisque le signal phonique d'entrée est issu d'un microphone.
L'unité de commande 101 lit initialement les valeurs par défaut à appliquer aux boucles, c'est à dire le tempo commun, le nombre de mesures et la fréquence d'échantillonnage des signaux phoniques. Les générateurs cycliques d'adresses fonctionnent dès lors en permanence sur la base de ces valeurs. De préférence, cette opération s'effectue lors de la mise en service du dispositif. Toutefois, on peut prévoir qu'elle ne soit effectuée que simultanément au démarrage d'un enregistrement.
Si ces valeurs par défaut ne sont pas satisfaisantes, l'utilisateur peut introduire les valeurs qu'il souhaite par les entrées 105, 107 et 109 de l'unité de commande 101. Les générateurs cycliques d'adresses fonctionnent alors en permanence sur la base de ces nouvelles valeurs.
Sur l'exemple représenté, et de préférence, les signaux phoniques qui vont être traités, ont pour origine un microphone 111. Bien que cela ne soit pas mis en évidence sur le dessin, la stéréophonie peut facilement être mise en oeuvre ici. Le signal issu du microphone 111 est appliqué à l'entrée 113 de l'unité de commande 101 pour échantillonnage et mise en mémoire, par l'intermédiaire d'un amplificateur 115 permettant d'ajuster le volume initial.
On peut favorablement superposer à ce signal appliqué à l'entrée 113, un signal d'écho au moyen d'un sommateur 117. Dans ce cas, une partie du signal issu du microphone 111, plus ou moins amplifiée au moyen de l'amplificateur 123, est dérivé en 119 vers une boucle de réaction classique comprenant une ligne à retard 121, un amplificateur opérationnel 125 et un sommateur 129. Les caractéristiques de la ligne à retard sont directement commandées par l'unité de commande 101. En pratique, cette ligne à retard 121 est théorique, car l'unité de commande 101 et la mémoire 103 se chargent de réaliser l'écho comme toute autre boucle. Le signal appliqué à l'entrée 113 de l'unité de commande 101 est donc déjà traité en fonction des choix de l'utilisateur.
L'utilisateur porte, dans l'exemple représenté, un casque
131 lui permettant d'écouter de façon simultanée ce qui est en train d'être enregistré en mémoire.
Simultanément à l'enregistrement de la boucle en cause, l'unité de commande 101 lit de façon cyclique les autres boucles préalablement enregistrées. Sur la Figure 1, on n'a représenté, pour des raisons de clarté, que trois sorties 133 pourvues chacune d'un amplificateur, et reliées à un sommateur 135 permettant d'en assurer le mixage. Bien évidemment ce nombre de sorties représentées n'est nullement limitatif. Le signal issu de ce sommateur 135 est appliqué, par l'intermédiaire d'un amplificateur 139, à un autre sommateur 137 auquel est appliqué le signal issu du sommateur 117.
De préférence, l'horloge interne de l'unité de commande délivre, en fonction des valeurs des boucles, un signal à un métronome 141 dont la sortie est reliée, par l'intermédiaire d'un amplificateur 143 au sommateur 137.
L'utilisateur, dont le casque est relié à la sortie du sommateur 137, reçoit alors l'ensemble des signaux issus du microphone 111, de l'écho correspondant, des boucles précédemment enregistrées 133 et du métronome 141, ces signaux étant ainsi directement mixés.
De préférence, l'unité de commande 101 est pourvu d'un moyen permettant de limiter la durée de l'enregistrement à la stricte longueur de la boucle. Par l'expression "longueur de la boucle", on entend le nombre d'échantillons qu'elle est susceptible de contenir, et non le temps d'enregistrement de la séquence phonique.
Ainsi, on a représenté schématiquement à cet effet un interrupteur 145 en sortie du microphone 111 commandé par l'unité de commande 101 par une sortie 147. Bien évidemment, cet interrupteur 145 est symbolique, puisque sa fonction est obtenue plus simplement en contrôlant le générateur d'adresses de la boucle.
Ainsi, du fait des valeurs pré- imposées aux boucles (tempo, nombre de mesures de la boucle, fréquence d'échantillonnage), et du fait que les boucles 'tournent' en permanence préalablement à l'enregistrement (ou, éventuellement, simultanément au démarrage de l'enregistrement), les boucles sont synchrones de fait et il n'est plus nécessaire d'utiliser une séquence quelconque de déclenchement.
Bien évidemment, avant l'enregistrement de la première boucle, il pourra être nécessaire d'effacer de la mémoire les enregistrements précédents. Toutefois, cela n'est pas impératif dès lors que l'utilisateur met en oeuvre correctement les amplificateurs en série avec chaque boucle. Ainsi, par exemple, en mettant à zéro les coefficients d'amplification des amplificateurs 123 et 125, la boucle correspondante sera effacée à la vitesse de défilement du générateur d'adresses correspondant.
On a représenté ici l'origine des signaux comme étant un microphone 111. Si ceux-ci proviennent d'une source pré-enregistrée, par exemple d'un disque ou d'une bande magnétique, un recalage temporel des signaux pourra se révéler nécessaire pour en assurer une éventuelle meilleure juxtaposition. Un tel recalage est facile à réaliser à l'oreille en jouant sur les paramètres disponibles.
On va maintenant décrire un exemple d'un générateur d'adresses que Ton peut mettre en oeuvre dans l'invention.
Dans l'exemple illustré Figure 2 pour une fréquence d'échantillonnage constante, le dispositif comprend essentiellement, en combinaison, un premier compteur 2 modulo le coefficient rythmique, un deuxième compteur binaire 7, une mémoire de paramètres 9 et un opérateur combinatoire 13.
Le premier compteur 2 à modulo programmable par l'intermédiaire d'un registre 3 en fonction du coefficient rythmique enregistré dans ce registre 3, évolue à chaque période d'un signal d'échantillonnage 4 des signaux audio appliqués au premier compteur 2, et délivre, d'une part, la partie basse 5 de l'adresse dans la mémoire à accès aléatoire 103 et, d'autre part, une retenue de dépassement 6 au deuxième compteur 7, lequel évolue avec cette retenue 6 pour délivrer une adresse de base 8 appliquée à l'opérateur combinatoire 13.
La mémoire de paramètres 9 délivre, pour un signal déterminé 10 choisi parmi les signaux audio échantillonnés, un vecteur de masquage 11 et un vecteur de substitution 12 appliqués à l'opérateur combinatoire 13. Ce dernier délivre la partie haute 14 de l'adresse dans la mémoire à accès aléatoire 103 en sélectionnant à l'aide du vecteur de masquage 11 les binons à transparaître de l'adresse de base 8 et en affectant une valeur déterminée selon le vecteur de substitution 12 à chacun des autres binons de l'adresse de base 8.
Les paramètres inclus dans la mémoire de paramètres 9 sont, de préférence, déterminés une fois pour toutes lors du codage du programme, la longueur et l'emplacement en mémoire des boucles étant pré-établis. Il est toutefois possible de prévoir une modification de ces paramètres en cours d'exécution du programme au moyen d'une interface appropriée.
Ainsi, le compteur à modulo programmable 2 produit la partie basse 5 commune aux échantillons audio des signaux à reproduire pendant une période donnée du signal d'échantillonnage 4. De même, le compteur 2 décrit une séquence cyclique dont le nombre d'états est programmé par le coefficient rythmique, coefficient qui est, par exemple, enregistré dans un registre 3, et génère périodiquement, lorsque la séquence re-démarre à un même état initial, un signal de retenue 6 qui incrémente (ou décrémente) le deuxième compteur binaire 7 délivrant l'adresse de base 8. La mémoire de paramètres 9 délivre, en outre, à l'opérateur combinatoire 13, une valeur de recalage 15 qui est ajoutée à l'adresse de base 8 avant application des vecteurs précités 11 et 12 pour déterminer la partie haute de l'adresse dans la mémoire à accès aléatoire.
Cette valeur de recalage permet de décaler dans le temps une boucle par rapport aux autres boucles. Le décalage est quantifié par blocs d'échantillons fonction du coefficient rythmique, ce qui est nettement suffisant en précision rythmique par rapport à la durée moyenne d'une mesure. Par exemple, avec un coefficient rythmique égal à 650 et une fréquence d'échantillonnage de 32 kHz, le décalage que l'on peut obtenir est de Tordre de 20 ms.
Le dispositif comprend, en outre, une mémoire de pointeurs 16 dans laquelle est écrite la partie haute 17 de l'adresse par l'opérateur combinatoire 13 lors de l'émission d'une retenue de dépassement 6 par le premier compteur 2 à modulo programmable, cette partie haute de l'adresse dans la mémoire à accès aléatoire étant reproduite à chaque période du signal d'échantillonnage 4 par lecture pour le signal audio choisi de la mémoire de pointeurs 16.
La mémoire de pointeurs 16 conserve la valeur de la partie haute de l'adresse pour ne pas nécessiter un re-calcul inutile à la période d'échantillonnage suivante de la même partie haute ayant une adresse de base 8 inchangée lorsqu'il n'y a pas eu de signal de retenue 6. S'il y a eu un signal de retenue 6, l'adresse de base 8 change par l'intermédiaire du compteur binaire 7 et l'opérateur combinatoire 13 est sollicité pour re-calculer la partie haute des adresses et la stocker dans la mémoire de pointeurs 16. La Figure 3, qui est un tableau schématique du raccordement d'une mémoire à accès aléatoire à un microcontrôleur programmable avec démultiplexage du bus d'adresses, permet ainsi la mise en oeuvre de l'invention. Un microcontrôleur 21 est raccordé à la mémoire 103 à accès aléatoire, de façon conventionnelle, par l'intermédiaire d'un bus de données 26, d'un bus d'adresses 30, 31 et d'un bus de contrôle 27. Les échantillons des signaux audio transitent, bien sûr, par le bus de données 26. La partie haute 14 de l'adresse est appliquée à la mémoire 103 par l'intermédiaire d'une partie 30 du bus d'adresses. Sur le bus de contrôle 27, transitent normalement les signaux qui activent la mémoire 103 en lecture ou en écriture, et qui assurent la sélection d'espace d'adressage en mémoire.
Le démultiplexage de l'adresse est assuré par un registre 22 disposé entre le bus de données 26 et la partie restante 31 du bus d'adresses où est appliquée la partie basse 5 de l'adresse. Un décodeur d'adresses 23 est connecté en entrée à la partie 30 du bus d'adresses et au bus de contrôle 27 dont il reçoit les signaux 29 de sélection d'espace d'adressage en mémoire. Ce décodeur 23 génère essentiellement un signal de verrouillage 24 appliqué au registre 22 permettant au microcontrôleur 21 d'écrire dans ce registre 22 la valeur de la partie basse 5 par l'intermédiaire du bus de données 26. Il génère également un signal de sélection d'accès 25 à la mémoire 103 en lecture ou en écriture.
L'intérêt d'utiliser un microcontrôleur plutôt qu'un simple microprocesseur réside dans le fait qu'un microcontrôleur comprend, en interne, tous les circuits de base nécessaires pour exécuter un programme de traitement numérique des signaux sans devoir faire appel à des composants externes. En effet, l'intégralité des fonctions requises peut alors aisément être effectuée par un programme logiciel exécuté par le microcontrôleur. Un exemple d'un tel programme va maintenant être succinctement décrit à titre non limitatif.
Le programme est constitué de deux tâches d'exécution, Tune activée sous interruption matérielle par le signal d'échantillonnage 4, et l'autre en tâche de fond.
La tâche sous interruption concerne essentiellement le premier compteur 2 et la mémoire de pointeurs 16. A chaque période d'activation, le premier compteur 2 est décrémenté s'il n'a pas encore atteint la valeur zéro. Dans le cas contraire, la valeur du coefficient rythmique est affectée au compteur 2. Une variable booléenne représentant la retenue 6 est alors positionnée à vrai, tandis qu'une deuxième variable booléenne de permutation des tables des pointeurs de colonnes est inversée.
La mémoire de pointeurs 16, qui est une mémoire à accès aléatoire à double port si elle est réalisée sous forme d'un composant électronique, est constituée, sous forme logicielle, de deux tables de pointeurs, dont la longueur est déterminée par le nombre des signaux audio à reproduire. Suivant la valeur binaire de la deuxième variable booléenne précitée, la tâche sous interruption va utiliser Tune ou l'autre de ces deux tables de pointeurs. Comme on va le voir, lorsque Tune des tables est utilisée en lecture par la tâche sous interruption, l'autre table est utilisée en écriture par la tâche de fond pour composer la liste des parties hautes des adresses pour la retenue suivante 6.
En surveillant en permanence l'état à faux de la variable booléenne représentant la retenue, la tâche de fond n'est active que lorsqu'une retenue 6 a été activée. Dès que l'état devient vrai, la retenue est détectée et la tâche de fond va calculer les prochaines parties hautes 14. Pour cela, la tâche de fond affecte d'abord la valeur à faux à la variable booléenne de retenue, incrémente le deuxième compteur 7 et poursuit ensuite, avec la nouvelle adresse de base 8 obtenue, le calcul et l'écriture dans la table des pointeurs de colonnes, des parties hautes pour chaque signal audio choisi 10 entre le premier et le dernier des signaux audio à reproduire.
Le dispositif selon l'invention comprend, en outre, de préférence, un pupitre de commande manuel programmable permettant d'ajuster le volume et la balance stéréophonique éventuelle du son de chacune des boucles prises séparément lors de la reproduction. Un tel pupitre peut ne comporter que deux potentiomètres pour régler l'ensemble des boucles, dès lors qu'il présente un clavier permettant à l'utilisateur de choisir le paramètre à régler au moyen des potentiomètres. Les paramètres à contrôler étant ici numériques, le pupitre comprend essentiellement un convertisseur analogique/numérique qui convertit la position du curseur du potentiomètre en une valeur numérique qui va être traité avec le signal phonique. Ensuite, pour un réglage sans discontinuité, une comparaison sera effectuée entre la valeur enregistrée du paramètre et la position du curseur du potentiomètre jusqu'à égalité. Le paramètre suivra ensuite l'évolution analogique du curseur.
Bien que Ton ait représenté et décrit ce que Ton considère actuellement être les modes de réalisation préférés de la présente invention, il est évident que l'Homme de TArt pourra y apporter différents changements et modifications sans sortir du cadre de la présente invention tel que défini par les revendications jointes. Notamment lorsque les signaux phoniques d'entrée sont déjà des signaux numériques, par exemple issus d'un disque dur d'un ordinateur ou d'un disque à lecture optique, le dispositif comprend, en outre, un moyen permettant la juxtaposition des boucles. A cet effet, à titre d'exemple, il sera utile d'utiliser un processeur à mémoire à accès direct (DMA) pour adresser la mémoire de transfert des données entre le disque et la mémoire pour ne pas arrêter l'adressage propre aux boucles. Le type d'adressage en mode de page des boucles, tel qu'il a été décrit, rend cela possible, puisqu'il y a un temps disponible à chaque période d'échantillonnage pour que le processeur DMA accède à sa propre mémoire. Pour obtenir alors la corrélation rythmique requise, il est facile d'imposer une adresse initiale du contenu phonique dans la boucle à charger.
Par ailleurs, il est possible d'obtenir l'effet sonore dit de 'scratch' par simple manipulation d'un curseur mobile. Cet effet sonore était précédemment obtenu en modifiant manuellement la vitesse angulaire des disques noirs classiques. En effet, avec le dispositif qui vient d'être décrit, on peut aisément piloter la fréquence d'échantillonnage instantanée en fonction de la vitesse du déplacement d'un curseur. Un tel curseur peut, par exemple, être constitué de la partie mobile d'un potentiomètre. En effectuant une dérivation mathématique de la tension de sortie du potentiomètre, on obtient la vitesse de déplacement du curseur -en signe et en amplitude-, laquelle va pouvoir piloter la fréquence d'échantillonnage. Le curseur peut également être constitué par un périphérique d'ordinateur conventionnel, tel que celui qui est généralement appelé "souris1

Claims

R E V E ND I C AT I ON S
1 - Procédé pour l'enregistrement en boucles cycliques de plusieurs séquences phoniques, en vue d'une reproduction simultanée de celles-ci, au moyen d'un dispositif utilisant des signaux phoniques échantillonnés et incluant une mémoire, une unité de contrôle de la mémoire et un moyen de reproduction des sons, caractérisé par les étapes suivantes : on lance les boucles avec des valeurs par défaut, de façon à ce qu'elles fonctionnent sensiblement en permanence avec les valeurs souhaitées de celles-ci en termes de tempo commun à toutes les boucles, du nombre de mesures souhaité de chacune des dites boucles et de la fréquence d'échantillonnage ; et on enregistre les signaux phoniques pour au moins une boucle déterminée.
2 - Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que des valeurs par défaut des dites boucles sont préalablement déterminées.
3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2 caractérisé en ce que, la dite mémoire étant une mémoire à accès aléatoire et la dite unité de contrôle incluant un générateur cyclique d'adresses dédié à chacune des boucles, on lance les générateurs cycliques d'adresses dédiés à chacune des boucles avec des valeurs par défaut, de façon à ce qu'ils fonctionnent cyclique ent en permanence. 4 - Procédé selon Tune quelconque des revendication précédentes, caractérisé en ce qu'on limite la durée de l'enregistrement à la stricte durée de la boucle déterminée, cette durée étant déterminée par le tempo, le nombre de mesures de la dite boucle et la fréquence d'échantillonnage.
5 - Procédé selon Tune quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on recale temporellement les boucles les unes par rapport aux autres pour assurer une meilleure juxtaposition.
6 - Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon Tune quelconque des revendications 3 à 5, le dit dispositif utilisant des signaux phoniques échantillonnés incluant une mémoire à accès aléatoire, une unité de contrôle de la mémoire incluant un générateur cyclique d'adresses dédié à chacune des boucles et un moyen de reproduction des sons, caractérisé en ce que les dits générateurs d'adresses dédiés à chacune des dites boucles évoluent de façon cyclique en permanence en fonction de la fréquence d'échantillonnage, éventuellement avant même le commencement du dit enregistrement, avec des valeurs de boucles choisies par défaut.
7 - Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen permettant de modifier les dites valeurs par défaut des boucles et, notamment, pour fixer un tempo commun à toutes les boucles, le nombre de mesures de chacune des boucles avant enregistrement et la fréquence d'échantillonnage.
8 - Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un générateur commun d'adresses à séquence ent cyclique évoluant à la fréquence d'échantillonnage et commandant les dits générateurs d'adresses dédiés à chaque bouche, la mémoire étant adressée successivement de façon biunivoque par simple juxtaposition de l'adresse générée par un générateur dédié et de l'adresse générée par le dit générateur commun.
9 - Dispositif selon la revendication 8 caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, une mémoire d'adresses, dans laquelle sont inscrites successivement les adresses dédiées des échantillons des boucles utilisées, l'adressage de la mémoire à accès aléatoire étant alors réalisé par simple lecture de la dite mémoire d'adresses, tant que le dit générateur commun n'a pas fini une révolution complète.
10 - Dispositif selon Tune quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que, notamment lorsque les signaux phoniques d'entrée sont déjà des signaux numériques, il comprend, en outre, un moyen permettant la juxtaposition des boucles.
11 - Dispositif selon Tune quelconque des revendications 6 à 10 caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un moyen pour limiter le dit enregistrement à la stricte longueur de la boucle en cours.
12 - Dispositif selon Tune quelconque des revendications 6 à 11 caractérisé en ce qu'il comprend un métronome au même tempo.
13 - Dispositif selon Tune quelconque des revendications
6 à 11 caractérisé en ce qu'il comprend un pupitre de commande manuel permettant d'ajuster le volume et la balance stéréophonique du son de chacune des boucles prises séparément lors de la reproduction, et, par ailleurs, d'ajuster le volume et la balance stéréophonique éventuelle de l'ensemble des boucles simultanément. 14 - Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, un curseur dont la vitesse de déplacement pilote la fréquence d'échantillonnage instantanée.
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