EP2517485B1 - Procede de generation de signaux de son surround gauche et droit a partir d'un signal de son stereo - Google Patents

Procede de generation de signaux de son surround gauche et droit a partir d'un signal de son stereo Download PDF

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EP2517485B1
EP2517485B1 EP10807709.0A EP10807709A EP2517485B1 EP 2517485 B1 EP2517485 B1 EP 2517485B1 EP 10807709 A EP10807709 A EP 10807709A EP 2517485 B1 EP2517485 B1 EP 2517485B1
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surround
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Frédéric AMADU
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Arkamys SA
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Arkamys SA
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S5/00—Pseudo-stereo systems, e.g. in which additional channel signals are derived from monophonic signals by means of phase shifting, time delay or reverberation 
    • H04S5/02—Pseudo-stereo systems, e.g. in which additional channel signals are derived from monophonic signals by means of phase shifting, time delay or reverberation  of the pseudo four-channel type, e.g. in which rear channel signals are derived from two-channel stereo signals
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S7/00—Indicating arrangements; Control arrangements, e.g. balance control

Definitions

  • the invention relates to a method for generating left and right "surround" sound signals from a stereo sound signal intended to be broadcast by a 5.1 type sound system.
  • the invention aims in particular to provide a method of processing the surround sound providing a good sound reproduction while consuming few resources.
  • the invention finds a particularly advantageous application in the field of sound processing for home cinema, stereos, computers, mobile phones or any other device having a sound diffusion system with limited or no computation capabilities. the treatment of sound.
  • a 5.1 broadcasting system is an acoustic system comprising two front channels (left and right), two rear channels (left and right), a Low Frequency Effect channel, and a central channel.
  • the sound broadcast by this kind of system is a so-called "surround" sound that provides a feeling of envelopment to the listener.
  • the invention is described below in an application for type 5.1 acoustic systems, however it could be implemented with any other acoustic system based on the creation of sound signals to give a feeling of sound wrap to the sound. 'auditor.
  • the object of the invention is to create these surround components in order to reproduce a good quality surround sound effect while limiting the calculation time during the extraction of these components.
  • a subtraction of the stereo signals from its left and right is carried out with respect to the other, so as to eliminate the correlated common component and in phase of the stereo signals.
  • the signal resulting from this subtraction step is decorrelated by means of a decorrelation module, so as to obtain the left and right "surround" components of the stereo signal ready to be broadcast, if necessary after parametric equalization. on the rear tracks of a 5.1-type system.
  • the "surround" signals are intended to be broadcast on the rear channels of a 5.1 type sound system.
  • the gain values inside a block are opposite to each other, the value of the first gain being opposite to the value of the second gain.
  • the gain values of the first block are opposite to the gain values of the second block, the value of the first gain of the first block being opposite to the value of the first gain of the first block. second block; while the value of the second gain of the first block is opposite to the value of the second gain of the second block.
  • the gain values of the first and second elementary blocks have the same absolute value.
  • the first gain of the first block and the second gain of the second block are equal to g; while the second gain of the first block and the first gain of the second block are worth -g.
  • the delay introduced by the line of the first block and the delay by the line of the second block are equal.
  • the subtraction signal is firstly filtered using a high frequency filter and only the filtered high frequency part is applied to the input of the elementary blocks.
  • the phase and the gain of the output signals of each elementary block are modified as a function of the frequency by means of parametric filtering cells to modify the sound perception of the left and right surround sound signals.
  • the Figure 1 shows a device 10 according to the invention for generating a left sound signal L S and a signal of its right R S said "surround" signals from a stereo sound signal formed of a left sound signal L and a signal from his right R.
  • the object of the invention is to isolate the component S and to create two decorrelated components in order to be able to broadcast them on channels distinct from those where the stereo signals L and R are broadcast in order to provide a enveloping effect to the listener ( cf. Figure 3 ).
  • the signals of its left L and right R are applied at the input of a subtractor 11 in order to suppress the component C of the left and right signals R and retain only the components L 0 , R 0 and the component S stereo signals L and R.
  • a subtractor 11 we subtract the signal from its right R to the left-hand signal L (LR), but it would be possible to perform the reverse operation (RL).
  • the subtraction signal LR obtained at the output of the subtracter 11 is then applied at the input of a signal decorrelation module 12 which makes it possible to create, from the subtraction signal LR, two signals decorrelated with respect to each other. : the signal of its left “surround” L S and the signal of its right “surround” R S.
  • the decorrelation module 12 is formed of two input 13.1-13.2 blocks from which the subtraction signal LR is applied, the output s1, s2 of these blocks 13.1, 13.2 respectively corresponding to the signal of its surround right R S and to the signal of his left surround L S.
  • the output signal s 1 (resp., S 2 ) of each block 13.1 is a function of the input signal e 1 (respectively e 2 ) of the weighted block by a first gain g 1 (respectively g 3 ), and of the combination of the input signals e1 (respectively e2) and of the output s 1 (respectively s 2 ) of the weighted block by a second gain g 2 (respectively g 4 ), delayed by a delay line 14.1 (respectively 14.2).
  • the input signal e 1 , e 2 is applied at the input of a first adder 16.1, 16.2 and applied to an input of a second adder 17.1, 17.2 after having been multiplied by the first gain g 1 , g 3 .
  • the output signal s 1 , s 2 of the block is applied to another input of the first summer 16.1, 16.2 after having been multiplied by the second gain g 2 , g 4 , the output signal of the first summer 16.1, 16.2 being applied in input of delay line 14.1, 14.2.
  • the output signal of the delay line 14.1, 14.2 is applied to another input of the second adder 17.1, 17.2, the output signal of this second adder 17.1, 17.2 corresponding to the output signal s 1 , s 2 of the block and therefore to the right signal R S or left L S surround.
  • the first gain g 1 (respectively g 3 ) and the second gain g 2 (respectively g 4 ) have opposite values, one for each report to the other.
  • Each block 13.1, 13.2 then behaves like an all-pass type filter which does not modify the gain of the input signal e 1 , e 2 but only its phase.
  • the gains g 1 , g 2 of the first block 13.1 and the gains g 3 , g 4 of the second block 13.2 preferably have opposite values from each other.
  • the value of the first gain g 1 of the first block 13.1 is opposite to the value of the first gain g 3 of the second block 13.2; while the value of the second gain g 2 of the first block 13.1 is opposite to the value of the second gain g 4 of the second block 13.2.
  • the first gain g 1 of the first block 13.1 and the second gain g 4 of the second block 13.2 have a value g; while the second gain g 2 of the first block 13.1 and the first g 3 gain of the second block 13.2 has a value -g.
  • the delays D1, D2 introduced by the delay line 14.1 of the first elementary block 13.1 and the delay line 14.2 of the second elementary block 13.2 are equal. However, it would be possible to choose delays D1, D2 having different durations.
  • g 0.4 and a delay of D1 and D2 of 176 samples with a sampling frequency of 44.1 kHz are chosen, such values making it possible to obtain a good sound reproduction.
  • a stage 19 composed of two filters 20.1, 20.2 is used to isolate the low frequency part respectively of the L and R signals and of a filter 21 making it possible to isolate the high frequency part of the subtraction signal LR.
  • the cut-off frequencies of the low-frequency filters 20.1, 20.2 and the high-frequency filter 21 are of the order of 350 Hz.
  • the low frequency parts of the left and right signals are applied as third delay line inputs 23.1, 23.2 and the low frequency parts thus delayed are summed, if necessary after weighting by gains g 7 , g 8 respectively with the output signals s 1 , s 2 of the elementary blocks, so as to obtain signals of its right R S and left L S surround having improved sound reproduction.
  • the delay D3 applied by the third delay lines 23.1, 23.2 is 176 samples with a sampling frequency of 44.1 kHz
  • parametric equalizing cells 25.1, 25.2 are connected at the output of each elementary block 13.1, 13.2 before summation with the delayed low frequency part. These cells 25.1, 25.2 have the effect of modifying the perception of the output signals s 1 , s 2 of these blocks 13.1, 13.2, because even if the signals s 1 , s 2 have substantially identical levels, there are differences in their perception because of the decorrelation they exhibit relative to each other. As a result, it may be useful to modify these signals perceptively so that the overall auditory impression is the best possible.
  • the equalizing cells 25.1, 25.2 each comprise a filter 26.1, 26.2 whose type, the gain and the phase can be adjusted according to different frequency bands of the signals s 1 , s 2 and a gain g 5 , g 6 which acts on the entire spectrum of signals s 1 , s 2 .
  • These parameters are adapted by sound engineers in particular according to the intended application.
  • the Figure 3 shows a use of the invention in the context of a 4-way (2-way front and 2-way rear) or 5-way sound system (with a central channel in addition) to obtain excellent sound reproduction while by limiting the computing power of sound processing.
  • the left stereo signals L and R right are applied to the input of the module 10 Figures 1 or 2 in order to extract the left surround signals L S and right R S which are broadcast on the rear channels 29.1, 19.2; while the initial left L and right S stereo signals are directly broadcast on the front channels 30.1, 30.2, where appropriate after parametric equalization performed using the modules 31.1, 31.2 (similar to the modules 25.1, 25.2 of the Figure 2 ).
  • the common component C to the L and R signals is also extracted using a module 33 (an implementation example of such a module is given in the document FR-2886503 ) to be broadcast on the central lane 34.

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Description

  • L'invention concerne un procédé de génération de signaux de son « surround » gauche et droit à partir d'un signal de son stéréo destinés à être diffusés par un système acoustique de type 5.1. L'invention a notamment pour but de proposer un procédé de traitement du son surround procurant un bon rendu sonore tout en consommant peu de ressources.
  • L'invention trouve une application particulièrement avantageuse dans le domaine du traitement du son pour le home-cinéma, les chaînes stéréo, les ordinateurs, les téléphones mobiles ou tout autre dispositif ayant un système de diffusion sonore disposant de capacités de calculs limitées ou non pour le traitement du son.
  • On rappelle qu'un système de diffusion 5.1 est un système acoustique comprenant deux voies avant (gauche et droite), deux voies arrière (gauche et droite), une voie Low Frequency Effect, ainsi qu'une voie centrale. Le son diffusé par ce genre de système est un son dit « surround » qui procure une sensation d'enveloppement à l'auditeur.
  • Un système de production d'un tel son « surround » est par exemple décrit dans le document JP 2007 336118
  • L'invention est décrite ci-après dans une application pour les systèmes acoustiques de type 5.1, toutefois elle pourrait être mise en oeuvre avec tout autre système acoustique basé sur la création de signaux de son visant à donner une sensation d'enveloppement sonore à l'auditeur.
  • Plus précisément, il est possible de considérer que les signaux de son gauche et droit formant un signal stéréo sont composés chacun de 3 composantes distinctes :
    • une composante décorrélée avec celle de l'autre signal destinée à être diffusée sur les voies avant d'un système de type 5.1 ;
    • une composante corrélée et en phase par rapport à celle de l'autre signal destinée à être diffusée sur la voie centrale d'un système de type 5.1 ; et
    • une composante dite composante « surround » corrélée et hors phase par rapport à celle de l'autre signal destinée normalement à être diffusée sur les voies arrière d'un système de type 5.1.
  • L'invention a pour but de créer ces composants surrounds afin de restituer un effet sonore surround de bonne qualité tout en limitant le temps de calcul lors de l'extraction de ces composantes.
  • A cette fin, dans le procédé selon l'invention, on effectue une soustraction des signaux stéréo de son gauche et droit l'un par rapport à l'autre, de manière à supprimer la composante commune corrélée et en phase des signaux stéréo. Ensuite, on décorrèle le signal issu de cette étape de soustraction à l'aide d'un module de décorrélation, de manière à obtenir les composantes « surround » gauche et droite du signal stéréo prêtes à être diffusées, le cas échéant après égalisation paramétrique, sur les voies arrière d'un système de type 5.1.
  • En outre, le compromis entre la puissance de calcul du traitement et l'effet sonore « surround » obtenu est excellent avec le procédé selon l'invention.
  • L'invention concerne donc un procédé de génération de signaux de son gauche et droit dits signaux « surround » à partir d'un signal de son stéréo composé d'un signal de son gauche et d'un signal de son droit, caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
    • on soustrait un des signaux stéréo à l'autre signal à l'aide d'un module de soustraction pour obtenir un signal unique de soustraction dans lequel les composantes corrélées et en phase des signaux stéréo ont été supprimées,
    • on génère, à partir du signal de soustraction, un signal de son droit et un signal de son gauche décorrélés l'un par rapport à l'autre correspondant respectivement aux signaux « surround » de son droit et gauche.
  • Selon une mise en oeuvre, les signaux « surround » sont destinés à être diffusés sur les voies arrière d'un système acoustique de type 5.1.
  • Selon une mise en oeuvre, pour générer, à partir du signal de soustraction, les signaux de son droit et gauche « surround » décorrélés l'un par rapport à l'autre,
    • on applique le signal de soustraction en entrée d'un premier et d'un deuxième bloc élémentaire, le signal de sortie de ces blocs correspondant respectivement au signal de son droit et au signal de son gauche surround,
    • le signal de sortie de chaque bloc est la combinaison du signal d'entrée du bloc pondéré par un premier gain, et de la combinaison du signal de sortie du bloc pondéré par un deuxième gain et des signaux d'entrée du bloc retardée par une ligne à retard.
  • Selon une mise en oeuvre:
    • pour le premier bloc élémentaire, on a : s 1 n = e 1 n . g 1 + s 1 ⁢ n - D ⁢ 1 . g 2 + e 1 ⁢ n - D ⁢ 1 ,
      Figure imgb0001
      • e1 étant le signal d'entrée du premier bloc correspondant au signal de soustraction,
      • s1 étant le signal de sortie du premier bloc correspondant à un des signaux de son surround (droit ou gauche),
      • g1, g2 étant respectivement les valeurs du premier gain et du deuxième gain du premier bloc,
      • D1 étant la valeur du nombre d'échantillons de retard introduits par la ligne à retard, et
    • pour le deuxième bloc élémentaire, on a : s 2 n = e 2 n . g 3 + s 2 ⁢ n - D ⁢ 2 . g 4 + e 2 ⁢ n - D ⁢ 2 ,
      Figure imgb0002
      • e2 étant le signal d'entrée du deuxième bloc correspondant au signal de soustraction,
      • s2 étant le signal de sortie du deuxième bloc correspondant à l'autre signal de son surround (droit si s1 correspond au gauche ou gauche si s1 correspond au droit),
      • g3, g4 étant respectivement les valeurs du premier gain et du deuxième gain du deuxième bloc,
      • D2 étant la valeur du nombre d'échantillons de retard introduits par la ligne à retard.
  • Selon une mise en oeuvre, les valeurs de gain à l'intérieur d'un bloc sont opposées l'une par rapport à l'autre, la valeur du premier gain étant opposée par rapport à la valeur du deuxième gain.
  • Selon une mise en oeuvre, les valeurs de gain du premier bloc sont opposées par rapport aux valeurs de gain du deuxième bloc, la valeur du premier gain du premier bloc étant opposée à la valeur du premier gain du deuxième bloc ; tandis que la valeur du deuxième gain du premier bloc est opposée à la valeur du deuxième gain du deuxième bloc.
  • Selon une mise en oeuvre, les valeurs de gain du premier et du deuxième bloc élémentaire ont la même valeur absolue.
  • Selon une mise en oeuvre, le premier gain du premier bloc et le deuxième gain du deuxième bloc valent g ; tandis que le deuxième gain du premier bloc et le premier gain du deuxième bloc valent -g.
  • Selon une mise en oeuvre, le retard introduit par la ligne du premier bloc et le retard par la ligne du deuxième bloc sont égaux.
  • Selon une mise en oeuvre, on filtre au préalable le signal de soustraction à l'aide d'un filtre haute fréquence et on applique uniquement la partie haute fréquence filtrée en entrée des blocs élémentaires.
  • Selon une mise en oeuvre,
    • on filtre la partie basse fréquence des signaux gauche et droit du signal stéréo,
    • on retarde les parties basses fréquences ainsi filtrées d'un retard à l'aide de troisièmes lignes à retard, et
    • on somme la partie basses fréquences ainsi retardée avec les signaux de sortie des blocs élémentaires pour obtenir le signal de son droit surround et le signal de son gauche surround.
  • Selon une mise en oeuvre, on modifie en fonction de la fréquence la phase et le gain des signaux de sortie de chaque bloc élémentaire au moyen de cellules de filtrage paramétriques pour modifier la perception sonore des signaux de son surround gauche et droit.
  • L'invention concerne en outre un procédé de génération de signaux surround destinés à être diffusés par un système acoustique composé de haut parleur avant / arrière à partir d'un signal de son stéréo composés d'un signal de son gauche et d'un signal de son droit, caractérisé en ce qu'il présente l'étape suivante :
    • on génère les signaux de son « surround » à l'aide du procédé selon l'une des revendications précédentes et on les applique sur les voies arrière du système acoustique.
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui suit et à l'examen des figures qui l'accompagnent. Ces figures ne sont données qu'à titre illustratif mais nullement limitatif de l'invention. Elles montrent :
    • Figure 1 : une représentation schématique d'un dispositif selon l'invention permettant l'extraction des composantes « surrounds » d'un signal de son stéréo dans une version basique ;
    • Figure 2 : une représentation graphique d'un dispositif selon l'invention permettant l'extraction des composantes « surrounds » d'un signal de son stéréo dans une version perfectionnée ;
    • Figure 3 : une représentation schématique d'un dispositif selon l'invention permettant de générer, à partir d'un signal de son stéréo, des signaux de son diffusables par un système acoustique de type 5.1.
  • Les éléments identiques conservent la même référence d'une figure à l'autre.
  • La Figure 1 montre un dispositif 10 selon l'invention permettant de générer un signal de son gauche LS et un signal de son droit RS dits signaux « surround » à partir d'un signal de son stéréo formé d'un signal de son gauche L et d'un signal de son droit R.
  • On considère que le signal de son gauche L et le signal de son droit R sont formés respectivement d'une somme de 3 composantes :
    • L = L0+C+S pour le signal de son gauche L, et
    • R = R0+C+(-S) pour le signal de son droit R.
    • Les composantes L0 et S0 sont les composantes décorrélées entre elles,
    • La composante C est commune aux deux signaux L et R puisqu'elle correspond aux composantes corrélées et en phase des signaux L et R
    • La composante S correspond à la composante corrélée et hors phase des signaux L et R.
  • L'invention a pour but d'isoler la composante S et de créer 2 composantes décorrélées pour pouvoir les diffuser sur des voies distinctes de celles où sont diffusées les signaux stéréo L et R afin de procurer un effet d'enveloppement à l'auditeur (cf Figure 3).
  • A cet effet, les signaux de son gauche L et droit R sont appliqués en entrée d'un soustracteur 11 afin de supprimer la composante C des signaux gauche L et droit R et ne conserver que les composante L0, R0 et la composante S des signaux stéréo L et R. Ici, on soustrait le signal de son droit R au signal de son gauche L (L-R), mais il serait possible d'effectuer l'opération inverse (R-L).
  • Le signal de soustraction L-R obtenu en sortie du soustracteur 11 est ensuite appliqué en entrée d'un module 12 de décorrélation du signal qui permet de créer, à partir du signal de soustraction L-R, deux signaux décorrélés l'un par rapport à l'autre : le signal de son gauche « surround » LS et le signal de son droit « surround » RS.
  • A cet effet, le module 12 de décorrélation est formé de deux blocs 13.1-13.2 élémentaires en entrée desquels on applique le signal de soustraction L-R, la sortie s1, s2 de ces blocs 13.1, 13.2 correspondant respectivement au signal de son droit surround RS et au signal de son gauche surround LS. Le signal de sortie s1 (resp. s2) de chaque bloc 13.1 (resp. 13.2) est fonction du signal d'entrée e1 (resp. e2) du bloc pondéré par un premier gain g1 (resp. g3), et de la combinaison des signaux d'entrée e1 (resp. e2) et de sortie s1 (resp. s2) du bloc pondérée par un deuxième gain g2 (resp. g4), retardée par une ligne à retard 14.1 (resp .14.2).
  • Selon une réalisation, pour chaque bloc élémentaire 13.1, 13.2, le signal d'entrée e1, e2 est appliqué en entrée d'un premier sommateur 16.1, 16.2 et appliqué sur une entrée d'un deuxième sommateur 17.1, 17.2 après avoir été multiplié par le premier gain g1, g3. Le signal de sortie s1, s2 du bloc est appliqué sur une autre entrée du premier sommateur 16.1, 16.2 après avoir été multiplié par le deuxième gain g2, g4, le signal de sortie du premier sommateur 16.1, 16.2 étant appliqué en entrée de la ligne à retard 14.1, 14.2. Le signal de sortie de la ligne à retard 14.1, 14.2 est appliqué sur une autre entrée du deuxième sommateur 17.1, 17.2, le signal de sortie de ce deuxième sommateur 17.1, 17.2 correspondant au signal de sortie s1, s2 du bloc et donc au signal de son droit RS ou gauche LS surround.
  • Ainsi pour le premier bloc élémentaire 13.1, on a : s 1 n = e 1 n . g 1 + s 1 ⁢ n - D ⁢ 1 . g 2 + e 1 ⁢ n - D ⁢ 1
    Figure imgb0003
    • e1 étant le signal d'entrée du premier bloc 13.1 correspondant au signal de soustraction (L-R),
    • s1 étant le signal de sortie du premier bloc 13.1 correspondant à un des signaux de son surround (droit RS ou gauche LS),
    • g1, g2 étant respectivement les valeurs du premier gain et du deuxième gain du premier bloc 13.1,
    • D1 étant la valeur du nombre d'échantillons de retard introduits par la ligne à retard 14.1.
  • Pour le deuxième bloc élémentaire 13.2, on a : s 2 n = e 2 n . g 3 + s 2 ⁢ n - D ⁢ 2 . g 4 + e 2 ⁢ n - D ⁢ 2
    Figure imgb0004
    • e2 étant le signal d'entrée du deuxième bloc 13.2 correspondant au signal de soustraction (L-R),
    • s2 étant le signal de sortie du deuxième bloc 13.2 correspondant à l'autre signal de son surround (droit RS si s1 correspond au gauche ; ou gauche LS si s1 correspond au droit),
    • g3, g4 étant respectivement les valeurs du premier gain et du deuxième gain du deuxième bloc 13.2,
    • D2 étant la valeur du nombre d'échantillons de retard introduits par la ligne à retard 14.2.
  • De préférence, à l'intérieur d'un même bloc 13.1 (resp. 13.2), le premier gain g1 (resp. g3) et le deuxième gain g2 (resp. g4) présentent des valeurs opposées l'une par rapport à l'autre. Chaque bloc 13.1, 13.2 se comporte alors comme un filtre de type passe-tout qui ne modifie pas le gain du signal d'entrée e1, e2 mais uniquement sa phase.
  • En outre, les gains g1, g2 du premier bloc 13.1 et les gains g3, g4 du deuxième bloc 13.2 présentent de préférence des valeurs opposées les unes des autres. Ainsi, la valeur du premier gain g1 du premier bloc 13.1 est opposée à la valeur du premier gain g3 du deuxième bloc 13.2 ; tandis que la valeur du deuxième gain g2 du premier bloc 13.1 est opposée à la valeur du deuxième gain g4 du deuxième bloc 13.2.
  • On choisira également de préférence des gains pour le premier 13.1 et le deuxième 13.2 bloc qui ont une valeur absolue identique g. Ainsi de préférence, le premier gain g1 du premier bloc 13.1 et le deuxième gain g4 du deuxième bloc 13.2 présentent une valeur g ; tandis que le deuxième gain g2 du premier bloc 13.1 et le premier g3 gain du deuxième bloc 13.2 présente une valeur -g.
  • De préférence, les retards D1, D2 introduits par la ligne à retard 14.1 du premier bloc élémentaire 13.1 et la ligne à retard 14.2 du deuxième bloc 13.2 élémentaire sont égaux. Toutefois, il serait possible de choisir des retards D1, D2 ayant des durées différentes.
  • Dans un exemple de réalisation, on choisit g=0.4 et un retard de D1 et D2 de 176 échantillons avec une fréquence d'échantillonnage de 44,1 kHz, de telles valeurs permettant d'obtenir un bon rendu sonore.
  • Dans un perfectionnement de l'invention représenté sur la Figure 2, on utilise en outre un étage 19 composé de deux filtres 20.1, 20.2 permettant d'isoler la partie basse fréquence respectivement des signaux L et R et d'un filtre 21 permettant d'isoler la partie haute fréquence du signal de soustraction L-R.
  • Dans ce cas, seule la partie haute fréquence du signal L-R est appliquée en entrée du module 12 de décorrélation. Dans un exemple, les fréquences de coupure des filtres basse fréquence 20.1, 20.2 et du filtre haute fréquence 21 sont de l'ordre de 350Hz.
  • Les parties basse fréquence des signaux gauche et droit sont appliquées en entrée de troisièmes lignes à retard 23.1, 23.2 et les parties basse fréquence ainsi retardées sont sommées, s'il y a lieu après pondération par des gains g7, g8 respectivement avec les signaux de sortie s1, s2 des blocs élémentaires, de manière à obtenir des signaux de son droit RS et gauche LS surround ayant un rendu sonore amélioré. Dans un exemple, le retard D3 appliqué par les troisièmes lignes à retard 23.1, 23.2 vaut 176 échantillons avec une fréquence d'échantillonnage de 44,1 kHz
  • En outre, des cellules 25.1, 25.2 d'égalisation paramétriques sont connectées en sortie de chaque bloc élémentaire 13.1, 13.2 avant sommation avec la partie basse fréquence retardée. Ces cellules 25.1, 25.2 ont pour effet de modifier la perception des signaux de sortie s1, s2 de ces blocs 13.1, 13.2, car même si les signaux s1, s2 présentent des niveaux sensiblement identiques, il existe des différences dans leur perception en raison de la décorrélation qu'ils présentent l'un par rapport à l'autre. En conséquence, il peut être utile de modifier perceptivement ces signaux pour que l'impression auditive d'ensemble soit la meilleure possible.
  • A cet effet, les cellules 25.1, 25.2 d'égalisation comportent chacune un filtre 26.1, 26.2 dont le type, le gain et la phase peuvent être réglés en fonction de différentes bandes de fréquence des signaux s1, s2 et un gain g5, g6 qui agit sur l'ensemble du spectre des signaux s1, s2. Ces paramètres sont adaptés par des ingénieurs du son notamment en fonction de l'application envisagée.
  • La Figure 3 montre une utilisation de l'invention dans le cadre d'un système de diffusion sonore à 4 voies (2 voies avant et 2 voies arrière) ou à 5 voies (avec une voie centrale en plus) permettant d'obtenir un excellent rendu sonore tout en limitant la puissance de calcul du traitement du son.
  • Plus précisément, dans le cadre de cette utilisation, les signaux stéréo gauche L et droit R sont appliqués en entrée du module 10 des Figures 1 ou 2 de manière à extraire les signaux « surround » gauche LS et droit RS qui sont diffusés sur les voies arrière 29.1, 19.2 ; tandis que les signaux stéréo initiaux gauche L et droit S sont directement diffusés sur les voies avant 30.1, 30.2, le cas échéant après égalisation paramétrique effectuée à l'aide des modules 31.1, 31.2 (semblables aux modules 25.1, 25.2 de la Figure 2).
  • Optionnellement, la composante commune C aux signaux L et R est également extraite à l'aide d'un module 33 (un exemple d'implémentation d'un tel module est donné dans le document FR-2886503 ) afin d'être diffusée sur la voie centrale 34.

Claims (10)

  1. Procédé de génération de signaux de son gauche (LS) et droit (RS) dits signaux « surround » à partir d'un signal de son stéréo composé d'un signal de son gauche (L) et d'un signal de son droit (R), caractérisé en ce qu'il comporte les étapes suivantes :
    - on soustrait un des signaux stéréo (L, R) à l'autre signal (L, R) à l'aide d'un module de soustraction pour obtenir un signal unique de soustraction (L-R) dans lequel les composantes corrélées et en phase des signaux stéréo (L, R) ont été supprimées,
    - on filtre le signal de soustraction (L-R) à l'aide d'un filtre haute fréquence (21) et on applique uniquement la partie haute fréquence filtrée en entrée d'un premier (13.1) et d'un deuxième bloc (13.2) élémentaire,
    - le signal de sortie (s1, s2) de chaque bloc (13.1, 13.2) étant la combinaison du signal d'entrée (e1, e2) du bloc pondéré par un premier gain (g1, g3), et de la combinaison du signal de sortie (s1, s2) du bloc pondéré par un deuxième gain (g2, g4) et du signal d'entrée (e1, e2) du bloc retardée par une ligne à retard (14.1, 14.2),
    - on filtre la partie basse fréquence des signaux gauche (L) et droit (R) du signal stéréo,
    - on retarde les parties basses fréquences ainsi filtrées d'un retard (D3) à l'aide de troisièmes lignes à retard (23.1, 23.2), et
    - on somme la partie basses fréquences ainsi retardée avec les signaux (s1, s2) de sortie des blocs élémentaires (13.1, 13.2) pour obtenir le signal de son droit surround (RS) et le signal de son gauche surround (LS).
  2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les signaux « surround » (LS, RS) sont destinés à être diffusés sur les voies arrière d'un système acoustique de type 5.1.
  3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que :
    - pour le premier bloc élémentaire (13.1), on a : s ⁢ 1 n = e ⁢ 1 n . g ⁢ 1 + s ⁢ 1 ⁢ n - D ⁢ 1 . g ⁢ 2 + e ⁢ 1 ⁢ n - D ⁢ 1
    Figure imgb0005
    e1 étant le signal d'entrée du premier bloc correspondant au signal de soustraction (L-R),
    s1 étant le signal de sortie du premier bloc correspondant à un des signaux de son surround (droit RS ou gauche LS),
    g1, g2 étant respectivement les valeurs du premier gain et du deuxième gain du premier bloc (13.1),
    D1 étant la valeur du nombre d'échantillons de retard introduits par la ligne à retard (14.1), et
    - pour le deuxième bloc élémentaire (13.2), on a : s ⁢ 2 n = e ⁢ 2 n . g ⁢ 3 + s ⁢ 2 ⁢ n - D ⁢ 2 . g ⁢ 4 + e ⁢ 2 ⁢ n - D ⁢ 2
    Figure imgb0006
    e2 étant le signal d'entrée du deuxième bloc correspondant au signal de soustraction (L-R),
    s2 étant le signal de sortie du deuxième bloc correspondant à l'autre signal de son surround (droit si s1 correspond au gauche ou gauche si s1 correspond au droit),
    g3, g4 étant respectivement les valeurs du premier gain et du deuxième gain du deuxième bloc (13.2),
    D2 étant la valeur du nombre d'échantillons de retard introduits par la ligne à retard (14.2).
  4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les valeurs de gain à l'intérieur d'un bloc (13.1, 13.2) sont opposées l'une par rapport à l'autre, la valeur du premier gain (g1, g3) étant opposée par rapport à la valeur du deuxième gain (g2, g4).
  5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les valeurs de gain (g1, g2) du premier bloc (13.1) sont opposées par rapport aux valeurs de gain (g3, g4) du deuxième bloc (13.2), la valeur du premier gain (g1) du premier bloc (13.1) étant opposée à la valeur du premier gain (g3) du deuxième bloc (13.2) ; tandis que la valeur du deuxième gain (g2) du premier bloc (13.1) est opposée à la valeur du deuxième gain (g4) du deuxième bloc (13.2).
  6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les valeurs de gain du premier (g1, g2) et du deuxième (g3, g4) bloc élémentaire ont la même valeur absolue (g).
  7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le premier gain (g1) du premier bloc (13.1) et le deuxième gain (g4) du deuxième bloc valent g ; tandis que le deuxième gain (g2) du premier bloc (13.1) et le premier gain (g3) du deuxième bloc valent -g.
  8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le retard (D1) introduit par la ligne (14.1) du premier bloc (13.1) et le retard (D2) par la ligne (14.1) du deuxième bloc (14.2) sont égaux.
  9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que on modifie en fonction de la fréquence la phase et le gain des signaux de sortie (s1, s2) de chaque bloc élémentaire (13.1, 13.2) au moyen de cellules de filtrage paramétriques (25.1, 25.2) pour modifier la perception sonore des signaux de son surround gauche (LS) et droit (RS).
  10. Procédé de génération de signaux surround destinés à être diffusés par un système acoustique composé de haut parleur avant / arrière à partir d'un signal de son stéréo composés d'un signal de son gauche (L) et d'un signal de son droit (R), caractérisé en ce qu'il présente l'étape suivante :
    - on génère les signaux de son « surround » à l'aide du procédé selon l'une des revendications précédentes et on les applique sur les voies arrière (29.1, 29.2) du système acoustique.
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