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Patent 2165512 Summary

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Claims and Abstract availability

Any discrepancies in the text and image of the Claims and Abstract are due to differing posting times. Text of the Claims and Abstract are posted:

  • At the time the application is open to public inspection;
  • At the time of issue of the patent (grant).
(12) Patent: (11) CA 2165512
(54) English Title: SOUND PICKUP DEVICE INCORPORATING A VIDEO SYSTEM FOR SETTING PARAMETERS AND RELATED SETTING PROCESS
(54) French Title: DISPOSITIF DE PRISE DE SONS COMPRENANT UN SYSTEME VIDEO POUR LE REGLAGE DE PARAMETRES ET PROCEDE DE REGLAGE
Status: Deemed expired
Bibliographic Data
(51) International Patent Classification (IPC):
  • H04S 7/00 (2006.01)
  • H04R 1/40 (2006.01)
  • H04R 3/00 (2006.01)
(72) Inventors :
  • GRENIER, YVES (France)
(73) Owners :
  • GULA CONSULTING LIMITED LIABILITY COMPANY (United States of America)
(71) Applicants :
  • FRANCE TELECOM (France)
(74) Agent: GOUDREAU GAGE DUBUC
(74) Associate agent:
(45) Issued: 2006-09-19
(22) Filed Date: 1995-12-18
(41) Open to Public Inspection: 1996-06-22
Examination requested: 2002-11-29
Availability of licence: N/A
(25) Language of filing: French

Patent Cooperation Treaty (PCT): No

(30) Application Priority Data:
Application No. Country/Territory Date
94 15429 France 1994-12-21

Abstracts

French Abstract




L'invention concerne un dispositif de prise de sons
auquel on a associé un système vidéo de pointage et un
procédé de réglage des paramètres caractéristiques de
la prise de sons.
Le dispositif comprend, outre un réseau de
capteurs, une unité de contrôle et des moyens de
réglage des paramètres caractéristiques, une caméra
vidéo, un écran vidéo et des moyens de couplage de
l'écran aux moyens de réglage des paramètres
caractéristiques de chacune des voies de réception du
son, afin de réaliser une superposition d'images
permettant de contrôler le réglage des paramètres par
rapport à la position et à la taille des sources
sonores.
Un procédé de réglage des paramètres
caractéristiques, de la prise de sons permet
d'interpoler linéairement et dans le temps les
coefficients de filtres numériques.
Application dans les systèmes de prise de sons
adaptés aux salles de conférences.

Claims

Note: Claims are shown in the official language in which they were submitted.




19
REVENDICATIONS

1. Dispositif de prise de sons, comportant un
réseau de capteurs pour capter un son issu de sources
sonores, une unité de contrôle utilisant des filtres à
interpolation linéaire pour un traitement de signaux reçus
par lesdits capteurs, et des moyens de réglage de
paramètres caractéristiques de la prise de sons,
caractérisé en ce qu'il comprend, en outre, une caméra
vidéo, un écran vidéo qui affiche une première image vidéo
correspondant à un signal issu de ladite caméra vidéo et
des moyens de couplage dudit écran vidéo auxdits moyens de
réglage de paramètres caractéristiques de chacune des
voies de réception du son aptes à réaliser, pour chacune
des voies de réception, une seconde image vidéo faisant
apparaître des variations des paramètres caractéristiques,
et à superposer cette seconde image à la première image
vidéo, de manière à contrôler un réglage desdits
paramètres.
2. Le dispositif de prise de sons selon la
revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de
couplage comprennent, pour chacun des moyens de réglage
des paramètres caractéristiques de chacune des voies de
réception du son, un générateur vidéo permettant de
transformer en un signal vidéo un signal de réglage des
paramètres, et un mélangeur vidéo, de sorte que des
signaux issus des générateurs soient mélangés entre eux et
mélangés également au signal issu de la caméra vidéo pour
obtenir, sur une image visualisée, une superposition des
images correspondant à chaque voie de réception.



20


3. Le dispositif de prise de sons selon l'une
quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce
que ladite caméra vidéo est fixée sur un même bâti que le
réseau de capteurs.

4. Le dispositif de prise de sons selon l'une
quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce
qu'il comprend en outre une télécommande apte à commander
à distance des réglages d'un système vidéo de pointage, et
un système de retour auditif.

5. Procédé de réglage de paramètres caracté-
ristiques d'une prise de sons, selon l'une quelconque des
revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'unité de
contrôle réalise un traitement sur des signaux captés et
sur des signaux, correspondants aux valeurs des
paramètres, fournis par les moyens de réglage, comportant
les étapes suivantes:

filtrage des signaux captés par les filtres à
interpolation linéaire;

modification de coefficients des filtres pour chaque
modification des paramètres; et

interpolation linéaire dans le temps, à chaque
instant d'échantillonnage, entre deux valeurs,
correspondant à un renouvellement des coefficients des
filtres, qui sont modifiées à cadence régulière et plus
lente qu'une fréquence d'échantillonnage.

6. Le procédé selon la revendication 5, caractérisé
en ce que ladite modification des coefficients des filtres
pour chacune des modifications de paramètres se fait par
une détermination d'une fonction F reliant les paramètres







21


caractéristiques de chaque voie de réception du son aux
valeurs des coefficients des filtres correspondants, cette
détermination comprenant les étapes suivantes:

déterminer des coordonnées d'une position d'une
source sonore réelle et des positions de sources sonores
fictives prises comme références;

établir une expression d'un gain obtenu, pour des
sons fictifs issus des sources sonores de référence, et
fixer des gains, que l'on souhaite obtenir, pour ces mêmes
sons fictifs;

établir une expression d'un écart entre les gains
obtenus et les gains souhaités, qui représente une erreur
pouvant être réduite à une valeur seuil;

dériver l'expression ainsi établie, par rapport aux
coefficients des filtres, pour aboutir à une expression de
la fonction F; et

déterminer des valeurs des coefficients des filtres à
partir de l'expression de la fonction F ainsi trouvée.

7. Le procédé selon l'une quelconque des
revendications 5 et 6, caractérisé en ce que, pour des
valeurs fixées de paramètres, les valeurs des coefficients
de chaque filtre correspondant à chaque voie de réception
du son de chaque capteur sont déterminées à partir de la
fonction F et mémorisées dans un tableau.

8. Le procédé selon l'une quelconque des
revendications 5 et 6, caractérisé en ce que, à partir de
la fonction F, les valeurs des coefficients de chaque
filtre correspondant à chaque voie de réception du son de
chaque capteur sont déterminées à chaque instant n et pour
des valeurs de paramètres variant de façon continue.




Description

Note: Descriptions are shown in the official language in which they were submitted.



216512
012464
DISPOSITIF DE PRISE DE SONS COMPRENANT ûN SYSTEME.VIDÉO
PO~R LE REGLAGE DE PARAMETRES ET PROCÉDÉ DE RÉGLAGE
L'invention concerne un dispositif de prise de sons
auquel on a associé un système vidéo de pointage.
Ce dispositif peut être particulièrement utile dans
certaines applications et notamment lors de
conférences, concerts ou tout autre évènement méritant
une prise de sons de parfaite qualité.
Le dispositif selon l'invention permet de capter
simultanément et indépendamment les sons provenants de
plusieurs sources sonores, sans avoir à approcher les
l0 capteurs à proximité de ces sources, tout en donnant
l'impression auditive que le son est capté près de
chaque source. Pour cela, il permet de réduire la
réverbération du son ainsi que le niveau du bruit
ambiant.
De nombreux dispositifs de prise de sons ont déjà
été élaborés en vue de capter des sons sans avoir à
approcher les capteurs à proximité des sources.
Ces dispositifs comprennent des réseaux de
capteurs, une unité de contrôle utilisant notamment des
filtres pour le traitement des signaux reçus par les
capteurs, et des moyens de réglage des paramètres
caractéristiques de la prise de sons.
Cependant, de tels dispositifs ne permettent pas de
régler indépendamment les paramètres caractéristiques
de chacune des voies de réception du son, afin de
capter séparément les sons issus de plusieurs sources
sonores. On ne peut pas, non plus, contrôler les
variations de ces paramètres par rapport à la position
et à la taille des sources sonores à partir desquelles
les sons sont captés.


21G~~12
2
Le brevet EP 0 381 498 décrit, en outre, un
dispositif de prise de sons comprenant un circuit de
changement des coefficients des filtres numériques qui
permet de faire varier, arbitrairement, les
caractéristiques directionnelles des voies de réception
du son.
Toutefois, lors du changement des coefficients des
filtres, de petites perturbations sont audibles et
nuisent à la qualité du son. Ces perturbations sont
dues au changement brutal du jeu de paramètres
caractéristiques de la prise de son, qui est régit par
le changement des coefficients des filtres.
Ces dispositifs ne permettent pas, en outre,
d'obtenir toute la précision désirée pour le réglage
des paramètres caractéristiques des voies de réception
du son.
La présente invention permet de remédier à ce
problème. Elle a en effet pour objet un dispositif
comportant un réseau d'éléments capteurs, une unité de
contrôle utilisant notamment des filtres pour le
traitement des signaux reçus par les capteurs, une
caméra et un écran vidéo. La caméra permet de fournir à
l'écran un signal vidéo correspondant à l'image de la
zone où se trouvent les sources sonores à partir
desquelles le son est capté. L'écran vidéo, quant à
lui, permet de visualiser, à la fois, les sources
sonores, filmées par la caméra, et les variations des
paramètres caractéristiques de chacune des voies de
réception du son. Ainsi, on réalise un réglage très
précis des paramètres en tenant compte de la position
et de la taille des sources sonores.
L'invention a plus particulièrement pour objet, un
dispositif de prise de sons, comportant un réseau de
capteurs, une unité de contrôle et des moyens de


216~~1~
3
réglage des paramètres caractéristiques de la prise de
sons, principalement caractérisé en ce qu'il comprend
en outre une caméra vidéo, un écran vidéo qui affiche
une première image vidéo, correspondant au signal issu
de la caméra, et des moyens de couplage de l' écran aux
moyens de réglage des paramètres caractéristiques de
chacune des voies de réception du son. Ces moyens de
couplage permettent de réaliser, pour chacune des voies
de réception du son, une autre image vidéo, faisant
l0 apparaftre les variations des paramètres
caractéristiques, et de superposer cette image à la
première image vidéo, de manière à contrôler le réglage
de ces paramètres.
L'invention a également pour objet un procédé de
i5 réglage des paramètres caractéristiques de la prise de
sons caractérisé en ce que l'unité de contrôle réalise
un traitement sur les signaux captés et sur les
signaux, correspondants aux valeurs des paramètres,
fournis par les moyens de réglage, comportant les
20 étapes suivantes .
- filtrage des signaux captés par les filtres à
interpolation linéaire,
- modification des coef f icients des filtres pour
chaque modification de paramètres,
25 - interpolation linéaire dans le temps, à chaque
instant d'échantillonnage, entre deux valeurs,
correspondant au renouvellement des filtres, qui sont
modifiées à cadence régulière mais plus lente que la
fréquence d'échantillonnage.
D'autres particularités et avantages de l'invention
apparaîtront à la lecture de la description faite à
titre d'exemple illustratif et non limitatif en
référence aux figures annexées qui représentent .



4
- la figure 1, une vue d'ensemble d'un
dispositif selon l'invention,
- la figure 2, un schéma plus détaillé du
dispositif de la figure 1,
- la figure 3, un schéma de réalisation d'un
capteur,
- la figure 4, un schéma de réalisation d'un
moyen de réglage des paramètres caractéristiques d'une
voie r de réception du son.
Un mode de réalisation d'un dispositif selon
l'invention sera mieux compris au regard de la figure 1
qui décrit une vue d'ensemble d'un tel dispositif.
Dans un premier temps, le champ optique d'une
caméra 100 couvre toute la zone où se trouvent des
sources sonores à partir desquelles le dispositif capte
des sons. Le signal vidéo, issu de la caméra, est alors
transmis à un écran vidéo 200 qui affiche une première
image vidéo correspondante. La notion d'écran couvre
2o tout type d'écran comme, par exemple, l'écran d'un
moniteur vidéo.
La caméra fournit, d'autre part, une valeur de sa
focale à une unité de contrôle 300, cette valeur est
utile pour effectuer des calculs d'angles qui seront
décrits de façon plus détaillée dans ce qui suit.
Dans un deuxième temps, des moyens de réglages 400
permettent de régler les paramètres caractéristiques de
chacune des voies de réception du son. Le signal issu
de ces moyens de réglage 400 est transmis à des moyens
de couplage"500 de l'écran 200 aux moyens de rêglage
400. Les moyens de couplage 500 permettent de réaliser,
pour chacune des voies de réception du son, une autre
image vidéo et de la superposer à la première image.
Cette superposition d'images permet d'effectuer un



~i~~~l
s
réglage précis des paramètres caractéristiques de
chaque voie de réception du son, et de contrôler les
variations de ce réglage par rapport à la position et à
la taille des sources sonores à partir desquelles le
dispositif capte les sons.
Le signal représentant les valeurs des paramètres
de réglage est également transmis à l'unité de contrôle
300 qui a notamment pour tâche de filtrer les signaux
reçus par le réseau 600 de capteurs, et de remettre à
jour, périodiquement, les coefficients des filtres.
La figure 2 fournit un schéma plus détaillé d'un
dispositif conforme à l'invention.
Le réseau 600 de capteurs comprend un nombre M de
capteurs 610 ayant pour tâches de capter les sons issus
de plusieurs sources sonores et de transmettre les
signaux correspondants à une unité de contrôle 300.
Cette unité de contrôle traite alors ces signaux,
notamment par filtrage. Le nombre M de capteurs 610
est, de préférence, au moins égal à 2 et le numéro m
associé à chaque capteur 610 varie par conséquent de 1
à M.
Pour pouvoir effectuer le traitement des signaux
reçus par les M capteurs 610, l'unité de contrôle doit
également connaitre les valeurs des paramètres
caractéristiques de chaque voie de réception du son.
C'est pourquoi des signaux, correspondant aux valeurs
de ces paramètres, sont envoyés depuis le réseau 400 de
moyens de réglage vers l'unité de contrôle. Ce réseau
400 comprend un nombre R de moyens de réglage 410.
Chacun de ces moyens de réglage 410 des paramètres
caractéristiques de la prise de sons correspond à une
voie de réception du son. Le nombre R de moyens de
réglage 410, et par conséquent le nombre de voies de
réception du son, est, de préférence, au moins égal à 1


~~.~~~ 2
6
et le numéro r associé à chacun de ces moyens varie
donc de 1 à R.
En outre, à chaque voie r de réception du son, est
associée une sortie 710 où les signaux sont
disponibles.
Pour réaliser une superposition d'images vidéo, on
introduit, dans la structure du dispositif, des moyens
de couplage 500 de l'écran vidéo 200 aux moyens de
reglage 400.
Ces moyens de couplage 500 comprennent, de manière
avantageuse, pour chacun des moyens de réglage 410 des
paramètres de chacune des voies de réception du son, un
générateur vidéo 510 et un mélangeur vidéo 520. Le
gënérateur vidéo 510 permet de transformer le signal,
issu du moyen de réglage correspondant, en un signal
vidéo. Le mélangeur 520 permet de mélanger, entre-eux,
les signaux issus des générateurs vidéo, et de les
mélanger également au signal issu de la caméra. Le
signal issu du dernier mélangeur vidéo est alors envoyé
vers l'écran 200. Ainsi, on obtient, sur la première
image vidéo correspondant au signal issu de la caméra,
une superposition des images faisant apparaftre les
variations des paramètres caractéristiques de chacune
des voies de réception du son.
La figure 3 illustre la réalisation d'un capteur
610. Un tel capteur comprend un microphone 611, un
préamplificateur 612, un filtre passe-bas 613 et un
convertisseur analogique-numérique 614.
Le signal capté par le microphone 611 est injecté
dans un préamplificateur 612 puis est filtré par le
filtre passe-bas 613 pour éliminer le repliement
spectral que pourrait introduire le convertisseur
analogique-numérique 614. Chaque capteur reçoit un
signal d'horloge qui règle la fréquence


216~~12
d'échantillonnage du convertisseur 614. Le signal
échantillonné est quantifié par le convertisseur 614 et
est transmis, sous forme numérique, à l'unité de
contrôle qui le traitera.
Un schéma préféré de la réalisation d'un moyen de
réglage, 410, des paramètres correspondant à une voie r
de réception est illustré sur la figure 4.
Une commande 411 permet de fixer les valeurs des
paramètres caractéristiques de la voie r de réception
du son correspondante. Cette commande peut être
mécanique ou électronique. Ce sera, par exemple, une
manette, un bouton rotatif ou linéaire, une souris
agissant sur un potentiomètre.
Chacun des paramètres est converti en valeur
numérique, à cadence fixe, par un convertisseur
analogique-numérique 412. Ces valeurs numériques sont
avantageusement comprises entre 1 et une valeur limite.
La cadence d'échantillonnage des valeurs sera, de
préférence, inférieure à la cadence d'échantillonnage
dans les capteurs 610. On choisit, par exemple, une
valeur de 25 Hz. Selon une variante, il est également
possible de choisir une valeur dans la plage de
fréquences comprises entre 1Hz et 50Hz.
Après échantillonnage dans les convertisseurs 412,
l'ensemble des valeurs des paramètres est transmis à
l'unité de contrôle 300 de manière à ce qu'elle procède
au traitement des signaux.
Les paramètres de réglage caractéristiques de
chaque voie r de réception du son, sont les suivants .
- l'abscisse du point visé sur l'écran vidéo,
- l'ordonnée du point visé sur l'écran,
- la largeur de la voie r de réception formée notée
c (r) ,


. ~ 216512
s
- la hauteur de la voie r de réception formée,
notée d(r),
- la profondeur de la voie r de réception formée
notée, p(r).
L'abscisse du point visé sur l'écran est en
relation biunivoque avec l'angle horizontal de visée
noté a (r) , et l' ordonnée du point visé sur l' écran est
en relation biunivoque avec l'angle vertical de visée
noté b(r). La largeur et la hauteur de l'écran vidéo
1o correspondent à la valeur de la focale de la caméra.
De ce fait, la caméra 100 fournit la valeur de sa
focale à l'unité de contrôle 300, afin que cette
dernière puisse faire correspondre des valeurs d'angles
à l'abscisse et à l'ordonnée du point visé sur l'écran,
qui est repéré dans un système d'unités arbitraire
comme, par exemple, le pourcentage.
Ainsi, on fixe à 0%, par exemple, la valeur minimum
de l'abscisse, correspondant à la valeur du point le
plus à gauche sur l'écran, et on fixe à 100% la valeur
maximum de l'abscisse, correspondant à la valeur du
point le plus à droite sur l'écran. L'unité de contrôle
connaissant la valeur de la focale ~ de la caméra, c' est
à dire la valeur de l'angle maximum d'ouverture
correspondant à la largeur de l'écran, définie par la
valeur 100%; peut, par un simple rapport, déterminer la
valeur de l'angle horizontal de visée, correspondant à
une valeur quelconque de l'abscisse d'un point visé sur
l'écran.
De préférence, on définit par A, le nombre maximal
3o de valeurs correspondantes à a(r), B le nombre maximal
de valeurs cbrrespondantes à b(r), C, le nombre maximal
de valeurs correspondantes à c(r), D le nombre maximum
de valeurs correspondantes' à d(r) et P le nombre
maximal de valeurs correspondante à p(r).


~~~~~12
9
Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, un
utilisateur fixe, de manière avantageuse, la valeur
d'un paramètre, au moins, parmi tous ces paramètres.
Les valeurs des paramètres qui ne sont pas fixées par
l'utilisateur reçoivent, de manière avantageuse, une
valeur par défaut, ou alors une valeur déduite d'un
autre paramètre. Ainsi, par exemple, si la hauteur d(r)
de la voie r de réception n'est pas réglée par
l'utilisateur, la valeur prise peut étre égale à la
l0 largeur c(r) de la voie r de réception.
Selon une autre variante, on considère que si un
des paramètres n'est pas pertinent pour la réalisation
du dispositif, sa valeur maximale et donc aussi sa
valeur courante, sont fixées à 1.
L'unité de contrôle 300 permet de traiter les
signaux issus des capteurs 610. Elle traite également
les signaux, issus des moyens de réglage, représentant
les valeurs des paramètres. Ces valeurs de paramètres
influent sur le calcul des valeurs des coefficients des
filtres numériques 310, c'est à dire sur les
caractéristiques directionnelles des voies de réception
du son. Par conséquent, les valeurs des paramètres des
voies de réception jouent un rôle important dans le
traitement des signaux issus des capteurs, puisque ces
signaux ne seront pas traités de la même façon selon la
caractéristique directionnelle que l'on fixe pour
chaque voie de réception.
Dans un premier temps, le traitement qui doit être
3o réalisé sur les signaux provenant des M capteurs 610,
consiste à former, à chaque instant n, les R signaux en
sortie des voies focalisées. Ces signaux seront
disponibles aux sorties 710.

216~~12
Les signaux reçus par les M capteurs et convertis
en signaux numériques, par les convertisseurs
analogiques-numériques 614, aux instants
d'échantillonnage n, sont notés x(m,n).
Ces signaux sont filtrés par R filtres numériques
ayant un nombre Q de coefficients h(q,r,m,n), où q
représente le numéro du coefficient et varie de 1 à Q,
pour donner R signaux notés y(r,m,n) représentant les
contributions à l'instant n du capteur m dans la voie
l0 r, selon l'équation suivante .
Y(r.m.n) - ~Qq=ih(q.r.m.n) x (m~n-q) (1)
Conformément aux structures habituelles de la
formation de voies large bande, décrites par S. Haykin
et T. Kesler dans l'article "Relation between the
radiation pattern of an array and the two-dimensional
Discrete Fourier Transform", paru dans la revue IEEE
transactions on Antennas and Propagation, Volume 23,
numéro 3, pages 419-420, 1975, chaque sortie s(r,n)
dans une voie r à l'instant n est obtenue en faisant la
somme des M signaux y(r,m,n) suivant l'équation .
s(r,n) =EMm=1 Y(r.m,n) (2)
Le signal s (r, n) dans la voie r, est fourni, sous
forme numérique, par l'unité de contrôle 300 à la
sortie 710 correspondante.
Une variante consisterait à fournir à la sortie 710
correspondante, le signal s(r,n) dans la voie r, sous
forme analogique, après passage dans un convertisseur
numérique-analogique.

216~~12
u
Dans un deuxième temps, le traitement qui doit être
réalisé sur les signaux provenant des R moyens de
réglage, consiste à modifier, à chaque instant n, les
valeurs des coef f icients des f i ltres af in de modifier
les caractéristiques directionnelles des voies de
réception du son.
Les coefficients h(q,r,m,n) du filtre r dans la
voie r, pour le capteur m, dépendent de l'instant n.
Les coefficients sont remis à jour sur la base
d'informations, c'est à dire sur la base des valeurs de
paramètres acquises par l'unité de contrôle 300 depuis
les R moyens de réglage 400 et transmises tous les N
échantillons à l'unité de contrôle 300. Ainsi, si les
coefficients sont mis à jour à l'instant no, ils le
seront à nouveau à l'instant no+N.
De préférence, un procédé de réglage des paramètres
caractéristiques de la prise de sons, consiste en
outre, à reconstituer, par le calcul, les valeurs des
coefficients des filtres, entre ces deux instants no et
no + N. Ainsi, les valeurs des coefficients pourront
être interpolées linéairement suivant l'équation .
h(q,r,m,n) =[(n-no)/N] h(q,r,m,no + N) +
[( no+ N-n)/N] h(q,r,m,no) (3)
L'unité de contrôle 300 calcule à chaque instant n
les valeurs des coefficients h(q,r,m,n) des filtres 310
à partir des valeurs de paramètres reçues, à la cadence
d'échantillonnage des convertisseurs 412, des R moyens
3o de réglages 410.
Lorsque les informations sont reçues à un instant
noté no, l'unité de contrôle détermine, pour chaque
voie r de réception du son, les valeurs des
coefficients h(q,r,m,no + N) des filtres, qui servent à


21~~~~ ~
12
interpoler, au moyen de l'équation (3), les valeurs des
coefficients h(q,r,m,n), entre l'instant présent no et
l'instant no + N où sont reçues les informations
suivantes.
Les valeurs des coefficients sont donc interpolées
dans le temps, à chaque instant d'échantillonnage,
entre ces deux valeurs, no et no+N, qui sont modifiées
à cadence régulière mais, de préférence, plus lente que
la fréquence d'échantillonnage.
Selon une variante, on peut appliquer deux fois les
équations (1) et (2). En effet, on applique une
première fois ces équations pour des filtres de
coefficients h(q,r,m,no), ce qui donne les signaux
suivants . yo(r,m,n) et so(r,n). On applique une
deuxième fois ces équations pour des filtres de
coefficients h(q,r,m,no+N) ce qui donne les signaux
suivants . yN(r,m,n) et sN(r,n).
L'interpolation est alors effectuée au niveau des
signaux de sortie s(r,n) selon la relation .
s(r,n) - [(n-no)/N] SN(r,n) + [(no+N-n)/N] so(r,n)
Une autre variante de ce procédé consisterait à
interpoler les valeurs des coefficients des filtres
310, non seulement dans le temps mais aussi dans
l'espace. Dans ce cas, les coefficients des filtres
seraient aussi interpolés entre deux positions,
visualisées sur l'écran, correspondant au
renouvellement des coefficients des filtres.
Les valeurs des coefficients des filtres 310 sont
fonctions des réglages, donnés par le manipulateur à
travers les commandes 411 des moyens de réglage 410, et
dêcrits par les paramètres a(r), b(r), c(r), d(r),
P(r)
On note F(a,b,c,d,p) cette fonction. Elle fournit,
pour chaque valeur de quintuplet (a,b,c,d,p) de


216~~12
13
paramètres, un vecteur QxM représentant les Q
coefficients des filtres, correspondants aux R voies de
réception du son des M capteurs, lorsque les réglages
sont (a,b,c,d,p). Ainsi, les coefficients h(q,r,m,no)
sont lus dans le vecteur QxM dont les composantes sont
notées f(m,q) pour m variant de 1 à M et q variant de 1
à Q et on obtient .
h(q,r,m, no) - f(m,q) (4)
1o
L'unité de contrôle applique R fois cette fonction
F pour obtenir les valeurs des coefficients des filtres
correspondants aux R voies de réception formées.
Pour aboutir à une expression de la fonction
permettant de calculer les valeurs des coefficients des
filtres, on procède en plusieurs étapes.
Une première étape consiste à déterminer les
coordonnées de la position d'une source sonore réelle
et les coordonnées des positions de sources sonores
fictives prises comme référence. Ainsi, pour trouver
les coordonnées d'une source sonore réelle, on
détermine, par exemple, l'angle horizontal ua du
faisceau centré sur la direction définie par a, l'angle
vertical vb du faisceau centré sur la direction définie
par b, les angles horizontaux, uai et ua2, qui forment
les limites horizontales du faisceau centré sur la
direction définie par a et de largeur définie par c, et
enfin, les angles verticaux, vbi et vb2 qui forment les
limites verticales du faisceau centré sur la direction
définie par b et de largeur définie par d.
Pour trouver les coordonnées des positions de
sources sonores fictives, on choisit tout d'abord un
nombre K de positions de référence, définie chacune par



X165512
14
le couple d'angles horizontal et vertical (uk, vk) pour
k variant de 1 à K.
Ces sources de référence sont avantageusement
réparties de manière uniforme, dans le carré
[-II,II] x[-II,II] privé de sa partie centrale
[ui,u2] x [v1, v2]. On choisit ensuite L fréquences
de référence notées fi, pour i variant de 1 à L, et une
distance de référence qui est, de préférence, une
valeur de profondeur p.
l0 L'origine dans l'espace à trois dimensions est
avantageusement définie par la position de la caméra
100. Les coordonnêes des positions des sources de
référence sont alors calculées à partir de leur
expression qui est la suivante .
[pCos(uk)Cos(vk), pcos(uk)Cos(vk), psin(uk)]
Pour chaque source fictive k et pour chaque capteur
m, on calcule la distance z (k,m) entre la source et le
capteur. On calcule également les fonctions de
transfert depuis les sources de référence jusqu'aux
capteurs, pour les fréquences de référence. La fonction
de transfert t(m,k,fi), pour le capteur m, la source k
et la fréquence fi, est donnée par l'équation (5) où j
désigne la racine de -1 et V la vitesse du son .
t(m,k,fi) - 1/z(k,m) e -j2nfi [z(k,m)/V] (5)
Cette fonction de transfert permet, dans une
deuxième étape, d'établir les expressions des gains
obtenus, pour les sons fictifs issus de sources sonores
de référence, et de fixer les gains, que l'on souhaite
obtenir, pour ces mêmes sons fictifs. Avec le filtre,
dont les coefficients sont f(m,q), le son issu d'une


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is
source, située à une position k, sera reçu, pour une
fréquence fi, avec un gain g(k,fi) qui se détermine
selon l'équation
g(k.fi)=EMm=1 EQ lq=of (m. q) t(m.k.fi)e-~2nfiq
On fixe les gains souhaités gs(k,fi) correspondants
aux sons issus des sources sonores situées aux
positions de référence, ceci pour des fréquences de
référence f i .
Dans une troisième étape, on établit une expression
de l'écart entre les gains obtenus et les gains
souhaités. Cet écart représente une erreur, qui peut
être réduite â une valeur seuil, que l' on s' est fixée,
en utilisant, par exemple, la méthode de calcul des
moindres carrés. On obtient alors une expression, qui
représente le carré de l'erreur que l'on désire réduire
à une valeur seuil et qui s'écrit sous la forme .
EKk=o{ELi=1[g(k.fi)-gs(k.fi)]
Cette équation (7) représente. une somme de carrés
et de doubles produits. Cela signifie que le critère
donné par l'équation (7) est quadratique en g(k,fi). De
même le critère donné par l'équation (6) est
quadratique en f(m,q). La réduction de l'erreur à une
valeur seuil conduit à un système en ces inconnues
f(m,q), qui admet une solution unique. La solution de F
est obtenue par dérivation de l'équation (7) par
rapport aux valeurs des coefficients f(m,q).
Si on écrit T(k,f), le vecteur contenant les
composantes de t(m,k,f)e -2nfq pour tous les couples
[m,q] listés dans le même ordre que le vecteur QxM
représentant F(a,b,c,d,p), une solution de F s'écrit .

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16
F(a,b,c,d,p)= [Ek~i T(k,fi) T(k,fi) T~-1
Ek~i T(k.fi) gs(k.fi) (8)
Dans une dernière étape on peut déterminer les
valeurs des coefficients des filtres à partir de
l'expression de la fonction F ainsi trouvée. Pour
pouvoir déterminer les valeurs de ces coefficients, il
existe deux possibilités.
Selon une première variante, les valeurs des
coefficients sont déterminées, avant toute
manipulation, à partir de la fonction F et pour des
valeurs fixêes de paramètres, puis elles sont
mémorisées dans un tableau.
1s Ce tableau peut, par exemple, être un tableau à
deux dimensions comprenant QxM lignes et AxBxCxDxP
colonnes. Dans ce cas, des quintuplets (a,b,c,d,p) de
paramètres, par exemple, définissent les indices des
colonnes et les numéros q des coefficients des filtres
correspondant à chaque capteur m définissent les
indices des lignes. Cependant, la dimension du tableau
peut être plus élevée si on décide de séparer les
quintuplets en 2, 3, 4, ou 5 paramètres distincts et si
on décide de distinguer les Q coefficients et les M
capteurs pour les ranger dans des lignes et des
colonnes séparées. Cette mémorisation des valeurs des
coefficients dans un tableau permet de changer les
valeurs des coefficients plus rapidement au cours de la
manipulation de prise de sons, pour des valeurs fixées
de paramëtres. Les coefficients changeront de valeurs
uniquement lorsque les valeurs des quintuplets de
paramètres, qui sont fixées et mémorisées dans le
tableau, seront atteintes. Entre ces valeurs de
quintuplets, correspondantes à la remise à jour des


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filtres, les valeurs des coefficients pourront, par
exemple, être interpolées.
Selon une deuxième variante, les valeurs des
coefficients de chaque filtre, sont déterminées en
temps réel, à partir de l'expression de la fonction F
et pour des valeurs de paramètres variant de façon
continue. Dans ce cas, les coefficients des filtres
sont, de préférence, remis à jour à cadence régulière
et leurs valeurs sont interpolées selon l'équation (3)
i0 précédemment établie.
L'orientation de la caméra et celle du réseau de
capteurs doivent être reliées, par un moyen quelconque,
afin d'éviter tout décalage entre, d'une part, l'image
représentant la position des sources sonores, et
d'autre part, les images faisant apparaftre la
variation des paramètres caractéristiques des voies de
réception du son. De cette façon, on peut visualiser
très précisément la variation des paramètres par
rapport à la position et à la taille des sources
sonores.
Un autre mode de réalisation d'un dispositif selon
l'invention concerne, par conséquent, la fixation de la
caméra 100 par rapport au réseau 600 de capteurs. La
caméra 100 est avantageusement fixée sur le même bâti
que le réseau 600 de capteurs de façon à ce que son
pointage soit strictement invariant par rapport à la
position des capteurs.
Une variante de ce système consiste à ne pas fixer
la camêra 100 sur le même bâti que le réseau 600 de
capteurs. Dans ce cas, le réseau de capteurs doit avoir
une position fixe dans l'espace et la caméra doit, elle
aussi, avoir une position et une orientation fixe dans
l'espace pour obtenir un pointage des sources sonores


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qui soit invariant par rapport aux positions des
capteurs.
Selon une autre variante de réalisation du
dispositif selon l'invention, il est possible de
rajouter une télécommande permettant d'effectuer à
distance les règlages du système vidéo de pointage.
Cependant, dans ce cas, un utilisateur n'a pas
forcément accès au système vidéo, si bien qu'il ne peut
pas visualiser les réglages effectués. C'est pourquoi,
il est en outre préférable d'équiper le dispositif d'un
système de retour auditif, permettant à l'utilisateur
de faire les réglages directement, à l'aide des signaux
sonores lui parvenant. Le retour auditif est par
exemple réalisé au moyen d'un écouteur placé dans le
conduit auditif de l'utilisateur et relié au dispositif
par un câble, ou mieux, par l'intermédiaire d'un canal
Hertzien.

Representative Drawing
A single figure which represents the drawing illustrating the invention.
Administrative Status

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Administrative Status

Title Date
Forecasted Issue Date 2006-09-19
(22) Filed 1995-12-18
(41) Open to Public Inspection 1996-06-22
Examination Requested 2002-11-29
(45) Issued 2006-09-19
Deemed Expired 2010-12-20

Abandonment History

There is no abandonment history.

Payment History

Fee Type Anniversary Year Due Date Amount Paid Paid Date
Application Fee $0.00 1995-12-18
Registration of a document - section 124 $0.00 1996-07-18
Maintenance Fee - Application - New Act 2 1997-12-18 $100.00 1997-11-19
Maintenance Fee - Application - New Act 3 1998-12-18 $100.00 1998-11-19
Maintenance Fee - Application - New Act 4 1999-12-20 $100.00 1999-11-23
Maintenance Fee - Application - New Act 5 2000-12-18 $150.00 2000-11-24
Maintenance Fee - Application - New Act 6 2001-12-18 $150.00 2001-11-26
Maintenance Fee - Application - New Act 7 2002-12-18 $150.00 2002-11-22
Request for Examination $400.00 2002-11-29
Maintenance Fee - Application - New Act 8 2003-12-18 $150.00 2003-11-25
Maintenance Fee - Application - New Act 9 2004-12-20 $200.00 2004-11-23
Maintenance Fee - Application - New Act 10 2005-12-19 $250.00 2005-11-24
Final Fee $300.00 2006-06-30
Maintenance Fee - Patent - New Act 11 2006-12-18 $250.00 2006-11-22
Maintenance Fee - Patent - New Act 12 2007-12-18 $250.00 2007-11-26
Maintenance Fee - Patent - New Act 13 2008-12-18 $250.00 2008-11-26
Registration of a document - section 124 $100.00 2009-05-27
Owners on Record

Note: Records showing the ownership history in alphabetical order.

Current Owners on Record
GULA CONSULTING LIMITED LIABILITY COMPANY
Past Owners on Record
FRANCE TELECOM
GRENIER, YVES
Past Owners that do not appear in the "Owners on Record" listing will appear in other documentation within the application.
Documents

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List of published and non-published patent-specific documents on the CPD .

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Document
Description 
Date
(yyyy-mm-dd) 
Number of pages   Size of Image (KB) 
Representative Drawing 1998-05-28 1 9
Cover Page 1995-12-18 1 17
Abstract 1995-12-18 1 25
Description 1995-12-18 18 725
Claims 1995-12-18 4 129
Drawings 1995-12-18 3 49
Abstract 2005-12-08 1 26
Claims 2005-12-08 3 118
Representative Drawing 2006-01-11 1 5
Cover Page 2006-08-17 1 41
Fees 2001-11-26 1 43
Fees 2002-11-22 1 43
Assignment 1995-12-18 8 371
Prosecution-Amendment 2002-11-29 1 48
Prosecution-Amendment 2003-04-04 2 43
Fees 2003-11-25 1 41
Fees 1997-11-19 1 41
Fees 1998-11-19 1 50
Fees 1999-11-23 1 47
Fees 2000-11-24 1 43
Fees 2004-11-23 1 36
Prosecution-Amendment 2005-06-10 1 38
Fees 2005-11-24 1 54
Prosecution-Amendment 2005-12-08 7 210
Correspondence 2006-06-30 1 36
Fees 2006-11-22 1 46
Assignment 2009-05-27 25 1,388