Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.
2(~0~
La présente invention concerne la stéréophonie et,
plus particulièrement, un perfectionnement apporté au système
stéréophonique dans le but d'améliorer la qualité de
l'ambiance sonore restituée en stéréophonie.
Comme on le sait, la stéréophonie est un procédé de
reproduction de l'ambiance acoustique d'une scène sonore
enregistrée qui permet à un auditeur de reconstituer la
répartition spatiale des sources sonores formant cette scène.
Pour obtenir cet effet, dit stéréophonique, de directivité et
de profondeur, il est nécessaire d'enregistrer la scène
sonore à reproduire à l'aide d'au moins deux microphones
séparés, l'un correspondant à une écoute par l'oreille droite
et l'autre à une écoute par l'oreille gauche. Les deux
signaux électriques d'audiofréquence issus de ces deux micro-
phones sont enregistrés respectivement sur deux pistes sépa-
rées à partir desquelles ils peuvent être lus, traités et
appliqués respectivement par un canal droit et par un canal
gauche à un haut-parleur droit et à un haut-parleur gauche
qui reproduisent les sons enregistrés par les microphones en
donnant à un auditeur leur faisant face l'impression du
relief sonore qu'aurait ressenti un auditeur écoutant la
scène sonore au moment de l'enregistrement.
Tout être humain possède la faculté de localiser en
direction, c'est-à-dire en largeur et en profondeur, une
source sonore grâce à l'analyse qu'effectue son cerveau à
partir des différences entre les messages reçus respective-
ment par l'oreille droite et l'oreille gauche. La localisa-
tion en profondeur est obtenue par l'appréciation incons-
ciente de l'intensité de la source, qui décrolt avec la dis-
tance, tandis que la localisation en largeur est obtenue
grâce au fait que les ondes sonores parvenant à l'oreille
~5~
droite et à l'oreille gauche y seront ressenties de façondifférente. En effet, les ondes émises sur le côté droit
arriveront à l'oreille droite avant d'arriver à l'oreille
gauche et leur intensité sera plus grande pour l'oreille
droite que pour l'oreille gauche. De même leur phase rela-
tive sera différente. Ces trois caractéristiques sont ren-
forcées par la présence de la tête entre les deux oreilles.
Celle-ci, en effet, constitue un obstacle et joue le rôle
d'un filtre de fréquence: les sons arrivant de la droite
seront plu5 bruyants pour l'oreille droite et plus sourds
pour l'oreille gauche car la tête absorbe les sons aigus.
sien entendu, des solutions ont été apportées à ces
divers problèmes par un traitement électronique approprié des
signaux électriques des canaux droit et gauche avant que les
informations sonores qu'ils contiennent ne soient reproduites
par les haut-parleurs.
Toutefois, un autre problème subsiste. En effet, un
auditeur écoutant une ambiance sonore naturelle entendra une
source sonore localisée comme étant émise d'un point unique
de l'espace. Or, Ull auditeur écoutant la meme ambiance
sonore reproduite de façon stéréophonique entendra la meme
source sonore émise cette fois de deux points de l'espace
puisqu'elle aura été enregistrée par deux microphones éloi-
gnés l'un de l'autre et reproduite par deux haut-parleurs
éloignés également l'un de l'autre.
Etant donné qu'un meme son, lorsqu'il est reproduit
en stéréophonie, est issu de deux points de l'espace, donc
perçu de façon différente, il existe, du fait de la distance
séparant les deux haut-parleurs, un déphasage artificiel qui
n'existe pas dans la scène sonore normale mais, de plus, en
raison de la présence de deux sons émis simultanément pour un
~s~
même son, on peut considérer que des informations supplémen-
taires, pouvant être qualifiées de parasites, seront perçues
par l'auditeur et interprétées par son cerveau qui, de ce
fait, ne reconstituera pas exactement l'ambiance sonore de la
scène telle qu'elle existe dans les conditions naturelles,
lors de son enregistrement.
La présente invention a donc pour objet un procédé
pour améliorer la qualité de restitution de l'ambiance acous-
tique d'une scène sonore dans un système de reproduction sté-
réophonique comprenant deux ensembles de transducteursélectro-acoustiques de reproduction disposés à distance l'un
de l'autre pour restituer simultanément les informations
sonores contenues dans deux signaux d'audiofréquence qu'ils
reçoivent par l'intermédiaire d'un canal droit et d'un canal
gauche et qui correspondent respectivement à une partie
droite et à une partie gauche de la scène sonore. Selon la
présente invention, on découpe en zones successives et
contigues chacun des spectres de fréquence des canaux droit
et gauche avant d'appliquer les signaux d'audiofréquence de
~0 ces derniers aux ensembles de transducteurs, le nombre de
zones d'un des spectres étant égal au nombre de zones de
l'autre spectre, et on reproduit simultanément les informa-
tions sonores des deux spectres à raison d'une zone sur deux
dans chacun d'eux et de manière telle que, lorsqu'une zone de
l'un des spectres est reproduite acoustiquement, la zone cor-
respondante de l'autre spectre ne l'est pas, les deux
spectres étant ainsi reproduits acoustiquement en simulta-
néité mais d'une façon alternée et complémentaire.
Selon une caractéristique préférentielle de la pré-
sente invention, le nombre de zones est au moins égal à
trois.
~3C~S~
Selon une autre caractéristique préférentielle de la
présente invention, chaque transducteur dans chaque ensemble
est accordé sur la ou les plages de fréquence qui leur cor-
respondent.
La présente invention vise également un appareil de
stéréophonie agence de manière à améliorer la qualité de res-
titution de l'ambiance acoustique d'une scène sonore. Cet
appareil comprend deux ensembles de transducteurs électro-
acoustiques de reproduction disposés à distance l'un de
l'autre pour restituer simultanément les informations sonores
contenues dans deux signaux d'audiofréquence qu'ils reçoivent
séparément et simultanément par l'intermédiaire d'un canal
droit et d'un canal gauche et qui correspondent respective~
ment à une partie droite et à une partie gauche de ladite
scène sonore enregistrée L'appareil selon la présente
invention comprend en outre des moyens découpant en zones
successives et contigues chacun des spectres de réponse en
fréquence des canaux avant d'appliquer ces signaux aux deux
ensembles de transducteurs électro-acoustiques, le nombre de
zones de l'un des spectres étant égal au nombre de zones de
l'autre spectre, et des moyens appliquant sélectivement et
simultanément les deux spectres aux ensembles respectifs de
transducteurs électro-acoustiques à raison d'une zone sur
deux dans chaque spectre et de manière telle que, lorsque
l'une des zones d'un des spectres est reproduite la zone cor-
respondante de l'autre spectre ne l'est pas, les deux
spectres étant ainsi reproduits acoustiquement et simulta-
nément mais de façon alternée et complémentaire.
De préférence, le nombre de zones dans chaque
spectre est au moins égal à trois.
--4--
!~ ~ 5 C) ~ ~
Selon un mode de réalisation préferé de l'appareil
selon la présente invention, chaque transducteur est formé
par un haut-parleur et par un résonateur accordés sur la
plage de fréquence de la ou des zones qui leur correspondent.
Selon un autre mode de réalisation prefere, les
moyens pour decouper les spectres en zones sont des ensembles
droit et gauche de filtres electroniques reliant les canaux
droit et gauche aux ensembles droit et gauche de transduc-
teurs electro-acoustiques de reproduction.
Selon un autre mode de réalisation préféré de
l'invention, les moyens pour appliquer sélectivement les
signaux d'audiofréquence aux ensembles respectifs de trans-
ducteurs electro-acoustiques sont des ensembles de contac-
teurs electriques, l'ordre d'ouverture et de fermeture de
l'un des ensembles de contacteurs étant l'inverse de l'ordre
d'ouverture et de fermeture des contacteurs de l'autre
ensemble de contacteurs. De préférence, un moyen de commuta-
tion est prevu pour inverser l'ordre d'ouverture et de ferme-
ture de chacun des ensembles de contacteurs.
Pour mieux faire comprendre la presente invention,
on va maintenant la decrire à titre purement illustratif et
non limitatif en se referant aux dessins annexes, sur les-
quels:
la figure 1 est une vue schematique pour expliquer
le principe de la stereophoniei
la figure 2 est une vue représentant la partie
reproduction du son d'un appareil stereophonique classique;
la figure 3 est une vue de la partie reproduction du
son d'un mode de realisation d'un appareil steréophonique
selon la présente invention;
~5~6.~
la figure 4 est une vue représentant la partie
reproduction du son d'un autre mode de réalisation de
l'appareil stéréophonique selon la présente invention; et
la figure 5 est un schéma pour expliquer une
variante de réalisation dans laquelle le nombre de zones dont
ont ete divisés les spectres de réponse en fréquence est
supérieur au nombre de transducteurs de restitution de son.
Pour bien faire comprendre la présente invention, on
va tout d'abord expliquer le principe de l'enregistrement et
de la reproduction stéréophonique des sons en se référant à
la figure 1. Sur cette figure, on voit que l'ambiance sonore
d'une scène acoustique A, représentée schématiquement en
traits interrompus, est captée par deux microphones Md et Mg
correspondant respectivement à l'oreille droite et à
l'oreille gauche. Les signaux électriques d'audiofréquence
issus de ces deux microphones sont traités dans des circuits
appropriés des canaux droit et gauche Ced et Ceg
d'enregistrement et appliqués à un appareil d'enregistrement
où ils sont mémorises sur deux pistes séparées, droite et
gauche, d'un support d'enregistrement qui peut être un disque
d'enregistrement analogique ou numérique, une bande magné-
tique ou autre support analogue. Les deux signaux
d'audiofréquence fournis par les canaux droit et gauche pour-
raient aussi être traites de façon appropriée en vue d'une
transmission par voie hertzienne. Les informations acous-
tiques mémorisées sur le support sont lues dans un appareil
de lecture L qui peut être un électrophone, un magnétophone
ou un autre appareil analogue ou, dans le cas d'une transmis-
sion hertzienne, un recepteur de radiodiffusion, et les30 signaux electriques d'audiofrequence obtenus à partir de ces
appareils sont traites de façon appropriee dans des canaux
droit et gauche Crd et Crg de reproduction du son pour être
appliqués à deux haut-parleurs Hpd et Hpg qui restituent les
sons enregistrés par les microphones Md et Mg en reconsti-
tuant, pour un auditeur se trouvant dans la zone A' représen-
tée en traits interrompus, l'ambiance sonore qui etait celle
de la zone A au moment de l'enregistrement.
On va supposer qu'une source sonore localisee, par
exemple un instrument de musique, se trouve au point S dans
la zone A à une certaine distance d'un auditeur se trouvant
au point Pl dans cette zone d'enregistrement A Un auditeur
P2 se trouvant dans la zone de reproduction A', face au haut-
parleur, reconstituera dans son cerveau grâce à l'effet ste-
réophonique, le son de la source sonore S en la situant dans
l'espace, tant en direction qu'en "largeur". On voit cepen-
dant que le son de la source sonore localisée S dans la zone
A est émis à partir d'un seul point de cette zone tandis que
dans la zone A' le même son de la source sonore S, qui a été
enregistré par les deux microphones, est finalement émis par
les haut-parleurs à partir de deux points séparés.
Dans ces conditions, comme on l'a expliqué, du fait
de la distance qui separe les deux haut-parleurs et qui
introduit un dephasage entre le même son, émis simultanément
de deux points dif f érents et du f ait également de cette dua-
lité d'écoute en stéréophonie pour un son émis d'un point
unique dans des conditions d'écoute naturelle, le système
sensoriel auditif de l'auditeur au point P2 ne reconstituera
pas le son de la source sonore S de la même f açon qu'il
l'aurait reconstitué dans le cas de l'auditeur au point Pl,
et l'auditeur au point P2 n'obtiendra pas la qualité d'une
reproduction acoustique stéréophonique à laquelle il pourrait
prétendre.
~s~
La présente invention a pour objectif d'apporter à
ce problème la solution que l'on va décrire en détail ci-
après.
Sur la figure 2, on a représenté la partie reproduc-
tion du son du système stéréophonique de la figure 1. Les
signaux d'audiofréquence droit et gauche Sid et Sig, appli-
qués aux entrées Ed et Eg à partir de l'appareil de lecture
L, ou d'un récepteur de radiodiffusion dans le cas d'une
transmission par voie hertzienne, sont amplifiés et traités
de façon appropriée dans les canaux Crd et Crg. On a repré-
senté sur la figure 2, à la sortie de ces canaux, les
spectres de réponse en fxéquence de ces derniers. Les
signaux Sid et Sig sont ensuite appliqués, par
l'intermédiaire d'ensembles de filtres Fd et Fg à deux
ensembles respectifs Trd et Trg de transducteurs électro-
acoustiques.
Ces transducteurs sont habituellement des haut-
parleurs munis de résonateurs et sont conçus pour fonctionner
dans des plages de fréquence particulière pour lesquelles
leur géométrie a été étudiée. Dans l'exemple représenté, ces
transducteurs sont au nombre de cinq, mais ce chiffre est
tout à fait arbitraire et pourrait être différent. Cepen-
dant, pour la mise en oeuvre de la présente invention, il
n'est pas inférieur à trois. Dans ce dernier cas, les haut-
parleurs et leurs résonateurs sont conçus pour reproduire
respectivement les plages d'audiofréquence qui correspondent
dans le registre des sons aux basses, aux médium et aux
aigus, comme il est classique dans la reproduction des sons
avec une bonne qualité en haute fidélité.
Le nombre de filtres Fdl à Fd5 et Fgl à Fg5 de
chaque ensemble de filtres Fd et Fg est égal au nombre de
transducteurs Hdl à Hd5 et Hgl à HgS des ensembles Trd et
Trg, respectivement, et ces filtres sont généralement des
filtres actifs qui découpent le spectre de réponse en fré-
quence en autant de zones Zdl à Zd5 et Zgl à Zg5 qu'il y a de
transducteurs dans les ensembles Trd et Trg, comme le mon-
trent les spectres de réponse en fréquence représentés au-
dessus et en-dessous de ces ensembles Trd et Trg sur la
figure 2.
On peut voir aussi clairement sur cette figure que
toutes les zones ou plages de fréquence Zdl a Zd5 et Zgl à
Zg5, dont les spectres Spd et Spg ont été en quelque sorte
découpés par les filtres Fdl à Fd5 et Fgl à Fg5 des ensembles
de filtres Fd et Fg, sont appliquées aux transducteurs res-
pectifs qui leur correspondent et sont reproduits par ces
derniers. Le contenu sonore des deux spectres de reponse en
fréquence des canaux droit et gauche pour les deux signaux
Sid et Sig enregistrés par les microphones Md et Mg sont donc
restitués dans leur intëgralité simultanément par les
ensembles des haut-parleurs Trd et Trg avec, pour un auditeur
se trouvant face aux ensembles de transducteurs,
l'inconvénient mentionné précédemment de la reproduction
d'une source sonore émise de deux points dans l'espace à la
reproduction alors qu'elle n'était émise que d'un seul point
dans l'espace lors de l'enregistrement.
La figure 3 représente schématiquement le principe
de base de la présente invention. L'appareil représenté sur
cette figure comporte les mêmes composants que l'appareil de
la figure 2, à savoir un bornier d'entrée (Ed, Eg) à partir
duquel deux signaux d'audiofréquence droit et gauche Sid et
Sig sont achemines jusqu'à deux ensembles de filtres droit et
gauche Fd et Fg par deux canaux droit et gauche Crd, Crg où
f~
ils sont appliqués à deux ensembles droit et gauche Trd et
Trg de transducteurs électro-acoustiques après que les
spectres de reponse en fréquence Spd et Spg des deux canaux
aient été découpés, c'est-à-dire divisés, en autant de zones
qu'il y a de transducteurs Hdl à Hd5 et Hgl à Hg5 dans les
ensembles respecti~s Trd et Trg.
Toutefols, conformément à la présente invention,
comme on peut le voir sur la figure 3, les filtres Fdl à Fd5
et Fgl à Fg5 ne sont pas tous connectés aux transducteurs
acoustiques Hdl à Hd5 et Hgl à Hg5 respectifs dans les deux
ensembles comme c'était le cas dans l'appareil précédent.
Ainsi, en ce qui concerne le canal droit Crd, les filtres
Fdl, Fd3 et Fd5 sont connectés aux transducteurs électro-
acoustiques Hdl, Hd3 et Hd5. Par contre, en ce qui concerne
le canal gauche Crg, seuls les filtres Fg2 et Fg4 sont
connectés aux transducteurs acoustiques Hg2 et Hg4. Il
s'ensuit que seules les zones du spectre correspondant à ces
transducteurs dans chaque ensemble Trd, Trg donneront lieu à
une reproduction sonore des informations acoustiques conte-
nues dans les signaux d'audiofréquence Sid et Sig. Ces zones
actives des spectres ont été représentées hachurées sur la
figure Ainsi, seules les zones Zdl, Zd3 et Zd5 du spectre
Spd feront l'objet d'une restitution de son pour le canal
droit Crd et seules les zones Zg2 et Zg4 du spectre Spg font
l'objet d'une reproduction sonore pour le canal gauche Crg.
On voit donc que les deux spectres sont restitués
acoustiquement en simultanéité mais de facon alternée et com-
plémentaire, à raison d'une zone sur deux dans chaque
spectre.
On remarquera que chacun des ensembles Trd et Trg de
transducteurs électro-acoustiques comprend des transducteurs
- 10-
"actifs" et des transducteurs "inactifs". En fai.t, on main-
tient la présence de ces derniers dans les ensembles Trd et
Trg afin d'utiliser la résonance de ces transducteurs aux
harmoniques des sons émis par les transducteurs actifs voi-
sins.
Les auteurs de la présente invention ont constaté
que la qualité de la restitution stéréophonique d'une scène
sonore enregistrée se trouve améliorée d'une façon surpre-
nante en apportant ainsi au problème mentionné précédemment
une solution qui place le système sensoriel auditif d'un
auditeur dans des conditions plus proches d'une écoute dans
une ambiance sonore naturelle que dans le cas d'une écoute
stéréophonique classique.
La figure 4 représente une variante de réalisation
de l'appareil conforme à la presente invention. Sur la
figure 3, les zones donnant lieu à une reproduction sonore,
c'est-à-dire les zones Zdl, Zd3 et Zd5 pour le spectre Spd du
canal droit et Zg2, Zg4 pour le spectre Spg ont été choisis
arbitrairement dans l'exemple choisi.
Avec l'appareil représenté en figure 4, on a prévu
pour les canaux droit et qauche des moyens supplémentaires,
sous forme de deux ensembles droit et gauche Cd et Cg de
contacteurs entre les filtres Fd et Fg, d'une part, et les
ensembles respectifs Trd et Trg de transducteurs électro-
acoustiques, d'autre part. Ces ensembles Cd et Cg compren-
nent des séries de contacteurs Cdl à Cd5 et Cgl à Cg5 qui,
dans chacun de ces ensembles, sont ouverts et fermés de fa~on
alternée, comme on peut le voir sur cette figure 4, l'ordre
d'ouverture et de fermeture des contacteurs de l'ensemble Cd
3Q étant l'inverse de l'ordre d'ouverture et de fermeture de
l'autre ensemble Cg. Cet ordre d'ouverture et de fermeture
L ~ ~ 11 7J, ~
peut être inversé à l'aide d'un dispositif de commande de
commutation classique approprié Cm dont la conception et la
réalisation ne présentent pas de difficultés techniques pour
l'homme de métier et qui, par conséquent, ne sera pas décrit.
De même, la réalisation des ensembles Cd et Cg de contacteurs
est à la portee de l'homme de métier et l'exemple représenté
est purement illustratif I1 suffit que dans la série de
contacteurs, les contacts mobiles (ici Cdml, Cdm2, Cdm3 et
Cmgl, Cmg2, Cmg3) ferment simultanément un circuit sur deux
de facon alternée. Bien entendu, on pourrait utiliser, à la
place des dispositifs électromécaniques représentés, des dis-
positifs de commutation à l'état solide, y compris des dispo-
sitifs classiques à circuits intégrés. En ce qui concerne
les autres composants de l'appareil, ceux-ci sont en tous
points identiques à ceux de l'appareil représenté sur la
figure 3. Grâce aux moyens de sélection Cd et Cg adjoints à
l'appareil de la figure 3, il est maintenant possible
d'inverser l'ordre des zones des spectres Spd et Spg et,
comme on peut le voir sur la figure ~, cette fois ce sont les
zones hachurées Zd2 et Zd4 du spectre Spd qui donnent lieu à
une reproduction sonore pour le canal droit et les zones
hachurées Zgl, Zg3 et Zg5 du spectre Spg qui font l'objet
d'une reproduction sonore pour le canal gauche, cette dispo-
sition augmentant les possibilités de l'appareil et de la
mise en oeuvre du procédé selon la présente invention tout en
visant le même objectif.
Les modes de réalisation décrits ci-dessus corres-
pondent au cas idéal où le nombre de transducteurs de chaque
ensemble Trd et Trg est égal au nombre de zones de chaque
spectre Spd et Spg. On pourrait cependant diviser chaque
spectre Spd et Spg en un nombre plus élevé de zones et il ne
sort pas du cadre de la présente invention que le nombre de
transducteurs soit inférieur au nombre de zones. Dans ce
cas, on pourrait appliquer à un transducteur d'un des
ensembles de transducteurs, par exemple Trd, plusieurs zones
du spectre correspondant Spd. Les zones complémentaires du
spectre Spg seraient alors appliquées au transducteur complé-
mentaire de l'autre ensemble Trg.
Ainsi, en figure 5, on a représenté, à titre illus-
tratif, un spectre Spd divisé en onze zones et un spectre Spg
divisé également en onze zones. Cependant, cette fois les
ensembles de transducteurs Trd et Trg ne comportent que deux
transducteurs. On a montré, par des flèches, comment les
zones sont appliquées aux transducteurs de façon complémen-
taire et alternée conformément aux principes de la présente
~invention permettant ici encore d'obtenir les résultats
recherchés.
Il est bien entendu que la description qui précède
n'a été donnée qu'à titre purement illustratif et non limita-
tif et que des variantes ou des modifications peuvent y être
apportées dans le cadre de la présente invention.
