Bases Son Figures 2006

7/18/2019 Bases Son Figures 2006

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Pierre-Antoine Signoret CNSMDP Bases Son - Octobre 2006

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FiguresPsychoacoustique

Perception

- Champ auditi f , seuil de perception, seui l de douleur- Diagramme de F letcher et Munson - Courbes d’ isosonie- Normes internationales du champ d’audibi l ité - Tessitures musicales et fréquences- Décibels acoustiques-

Courbes de pondération pour la mesure du bruit- Audiogramme tonal- Fonction de transfert du conduit auditi f - Presbyacousie - Sensation de hauteur et d’ intensité - Différence d’ intensitéjuste perceptible

-

Différence d’ intensitéen fonction de la f réquence- Discrimination f réquentiel le des sons purs- Discrimination fréquentiel le du bruit- L ’ oreil le anatomique humaine- L ’ oreil le externe, moyenne, interne- La cochlée




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Le Champ auditif

Le champ auditi f d’ un être humain est la zone compri se entr e le seui l de perception (l imite inférieure)et le seuil de douleur (l imite supérieure). L ’écar t entre les niveaux faibles et élevés définit ladynamique acoustique de l’ orei l le. L’étendue fréquenti elle entendue (des graves aux aigus) est laréponse en f réquence de l ’ oreil le (ou sa bande passante).

Le diagramme de F letcher et Munson

Le diagramme de Fletcher et Munson décrit les seui ls de perception et les l ignes d’égale sensati onsonor e aux diverses fréquences (i sosonie). Ce diagramme dif fère largement selon les individus. Laforme de ces courbes est en parti e due àla fonction de transfert de l’ oreil le externe. Le pavil lon et leconduit auditi f ampli f ient le son incident entre 1,5 et 7 kHz.




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Normes internationales du champ d’audibil i té

En abscisses, échelle Log des f réquences en Hz. En ordonnées, on a repéréàgauche l’échelle desintensités sonores en dB SPL (Sound Pressure Level) qu i uti l isent la référence de 20.10 -6 Pascals (seui lmoyen d’ audi tion à1 000 Hz). À droite l’échelle subj ective de sonie en Phones.

Un son est dit de n Phones, quand la sensation que son niveau produi t sur l’ audi teur est jugéeéquivalente àcelle d’un son pur de 1 000 Hz dont le niveau acoustique est de n dB SPL.

La courbe (a) est relati ve aux seui ls absolus ; la courbe (b), aux seui ls de douleur auriculai re.Le contour hachuréexterne marque le domaine des in tensités et des fréquences habituelles de lamusique orchestrale ; l a courbe interne, celle des conversations àquelques mètres.

Les courbes étagées entre (a) et (b) sont celles d’ isosonie en phones.




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Tessitures musicales et fréquences

Représentation associant, pour divers instruments, la tessiture musicale (zones blanches) et la tessiturespectrale (zones de densitévariable : l es parties les plus noi res corr espondent aux sommets du spectre).




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Courbes de pondération pour la mesure du bruit

Courbes de réponses A, B, C, D du sonomètr e Bruel & Kjaër. L es mesur es acoustiques pondéréespeuvent s’ expr imer en dB (A), dB (B), dB (C), dB (D). On r encontr e très souvent l es dB (A ) pour lesmesures de bruit de nuisance ou d’ appareil s électroacoustiques. Ces pondérations suivent globalementle diagramme de Fletcher et M unson.

Audiogramme tonal

Audiogramme tonal des deux oreil les d’ une personne montrant une déficience marquée dans la régiondes 6 kHz. Une personne àaudition statistiquement normale aurait un audiogramme plat.Chez la plupar t des sujets, le seuil absolu n ’ est pas identique pour les deux oreil les. La différenceinteraurale est vari able et peut atteindre 6 dB.




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Fonction de transfert du conduit auditi f

Cette figure rend compte de la transformation du ni veau de pression sonore entr e le champ l ibre et letympan. Ceci dans le plan horizontal, en fonction de la f réquence (en abscisses) et de l’ azimut de lasource sonore (paramètre des courbes). En ordonnées, l’ accroissement relati f de pression en dB. Cetteaugmentation de pression sonore est due àun phénomène de résonance liéaux réflexi ons qui sedéroulent dans le condui t audit if . Cet effet est peu sensible àl’ incidence du son contrair ement auxréflexi ons sur le pavil lon.

Presbyacousie

La sensibi l i téauditive vari e en fonction de l’ âge.

En A, l a f igure représente la distr ibution de la sensibi l i téauditive pour une population entre 20 et 29ans. L e seui l absolu a étéévaluéchez 35 589 sujets à880 H z.

En B, on constate la perte progressive de sensibi l i téaux hautes fréquences en fonction de l’ âge.L ’ audiogramme d’ un sujet moyen de 20 ans est pr is comme référence. En ordonnées, les pertes en dB.




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Sensation de hauteur et d’ intensité

Avec des sons sinusoïdaux, la sensati on de hauteur dépend de l’ intensité. Les sons très aigus montentquand on augmente leur niveau ; les sons graves baissent….

Lorsqu’ i l s’agit de sons complexes, les choses sont beaucoup plus compliquées. De toute façon, Stevensnous prévient qu’ i l s’ agit i ci d’ un cas part icul ier ; l es courbes varient àl’ extrême d’ un individu à l’autre...

Un demi-ton tempérése découpe en 25 Savarts ou 100 Cents.




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Différences d’ intensités juste perceptibles

En haut, variation de la di fférence juste perceptible (djp) d’ intensitéen fonction du ni veau d’ intensité.Abscisses en dB SPL, ordonnées en dB. La cour be (a) en trait plein concerne un son pur, les courbes(b) un bruit àlarge bande moduléen sinus ou en carré.

En bas, variation de la dif férence juste perceptible (djp) d’ intensitépour un brui t àmodulationrectangu laire, en foncti on de sa largeur de bande (abscisses comptées de 2 à500 Hz, et de 1 kH z à20kHz). Le cercle cor respond àla djp pour un br ui t àtrès large bande. En ordonnées dB.

Différence d’ intensitéen fonction de la fréquence

Exemple de valeur s du seuil de différence d’ intensitépour di fférentes fréquences.




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Discrimination f réquentielle des sons purs

A : seuil di fférentiel en f réquence en fonction de la f réquence (abscisses en kHz, ordonnées en ∆ Hz).Les diverses courbes cor respondent àdifférentes intensités en dB SPL : 5 pour (a), 20 pour (b) , 40pour (c), 80 pour (d). On remarque que la discrimination augmente quand le niveau croît.

B : variation de la f raction dif férenti elle ∆ f /f en fonction de la fréquence, à40 dB SPL. La fr actiondi fférentielle est donnée en % en ordonnées. Baisse de l’ acuitérelative en dessous de 500 Hz et au- dessus de 2 kHz.

Lorsqu’ est modif iée l’ intensitésonore, la variation ∆ f juste perceptible ne se modi f ie presque pas.

Cette caractéristique explique que le rappor t entre les sons ne s’altère pas quand on change le niveaud’écoute d’ une séquence musicale. Ce n ’ est qu’ aux basses intensités que les dif férences se dessinent :au-dessous de 20 dB SPL, la discrimi nation fréquenti ell e se détériore pour atteindre vers 10 dB SPLune valeur de 20 Hz à1000 Hz ( ∆ f/f = 20 %).




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Discrimination f réquentiel le du bruit

Seul di fférentiel de f réquence ∆ f d’ un brui t de bande passe haut en f oncti on de la fréquence de

coupure. À ti tre de comparaison, on reprend en ti rets la cour be de la f igur e B précédente concernantles sons pur s.




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L ’ oreil le anatomique humaine

Coupe àtravers l’ os temporal dans lequel s’encastre l’ oreil le interne. En r aison de sa forme, on donnesouvent àl’ oreil le interne le nom de labyrinthe. Les sons qui frappent le tympan sont transmis àlacochlée par l’ intermédiair e des trois osselets de l’ oreil le moyenne ; le marteau, l ’ enclume et l ’étr ier .

Le système des osselets réalise une protection du système auditi f et joue le rôle de l’ ir is dans l’œil . I l estreprésentéici, vu d’ en haut. Pour la clar té, on a suppr iméles tendons, organes passifs, ne servant qu’à mainteni r mécaniquement les osselets. Mais on a laisséles deux muscles (muscle tenseur du tympan etmuscle stapédien), organes acti fs, protégeant l ’ oreil le in terne face àdes stimuli intenses qui pour raientla menacer. La chaîne des osselets a un rôle d’adaptateur d’ impédance mécanique entr e le mi l ieuaérien, la vibration du tympan et le mi lieu l iquide de l’ oreil le interne.




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L ’ oreil le externe, moyenne, interne

Cette coupe schémati que de l’ oreil le montre la disposition d’ ensemble avec le pavil lon, les osselets et lacoch lée, dont les cellules sensibles (cell ules ci l iées) réal isent le codage en impulsions nerveuses dusignal sonore. La cochlée est un système hydr odynamique complexe, une sorte de piston liquideoscil lant grâce àdeux membranes (f enêtre ovale, fenêtre ronde) et dont l e fonctionnement restelargement hypothétique...




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La cochlée

L ’ oreil le interne chez l’ homme compor te six petits organes sensoriels muni s de cellul es cil iées. Lescanaux semi-ci rculaires sont le siège de l’équi l ibre, et mesur ent l’ accélération angulaire. L ’ utr icule etle saccule détectent l’ accélération linéai re. L a cochlée est l ’ or gane de l ’ ouïe.




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Psychoacoustique

Localisation

- Localisation d’ une source dans l’ espace- Expérience des bandes directives

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Localisation dans le plan horizontal et le plan médian- Différences de temps et d’ intensité - Head Relative Transfer Functions (HRTFs)




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Localisation d’une source dans l’ espace

Local isation d’ une source sonore dans l ’ espace àtrois dimensions (la position de la source est repéréepar ses coor données sphériques (rayon r, azimut ϕ , élévation ).On distingue en général la local isation dans le plan hor izontal et dans le plan médian (plan verti calcoupant la tête perpendicul airement àl’ axe des oreil les).

Expérience des bandes directives

Expérience des «bandes di recti ves » de J. Blauert : un signal àbande étr oi te de fréquence donnéeémis par une source fixe est local iséindépendamment de sa positi on réelle, et en fonction de safréquence. Le cas d’ un renforcement autour de 8 kHz qui a tendance àélever une source sonore estsouvent uti l iséen post producti on.




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Localisation dans le plan horizontal et le plan médian

Diagramme schématique montrant les dif férences d’angle minima audibles pour un signal frontal (0°)et un signal latéral (75°). L a précision de localisation f rontale est var iable selon l ’ incidence dessources.

Localisation fr ontale.

Local isation dans le plan médian.




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Différences de temps et d’ intensité

Valeurs des différences interaur ales de temps ( ∆ T) et d’ intensité( ∆ I ) mesurées pour di fférentesfréquences et différents angles d’ incidence. Écoute naturell e.

Autr e présentati on du ∆ T. Écoute natur el le.




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Présentati on des différences interaurales de temps ( ∆ T) en f oncti on de la f réquence.

Présentati on des différences interaurales d’ intensité( ∆ I ) en foncti on de la fréquence.

Ces deux dernières représentations ont étéobtenues en modélisant l a tête par une sphère rigide de 17cm de diamètre, l es deux oreil les étant des poi nts de sa surface situés à100°et à260°sans élévation.




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Dif férences interaurales d’ intensité( ∆ I ) et de temps ( ∆ T) pour dif férentes incidences de la source dansle plan hor izontal .

Head Relative Transfer Functions (HRTF)

Les indices spectraux ou HRTF s (Head Related Tr ansfer F unctions) dépendent de l’ incidence du son.Ces f i l tr ages f ins sont dus essent iell ement aux phénomènes de réflexions / di ffracti on sur le pavi l lon del ’ orei l le et àla résonance du condui t auditi f .




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Psychoacoustique

Effets de masque / Fatigue audi tive

- Masquage d’un son pur par un son pur- Masquage d’un son pur par un brui t

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Variation d’ intensitéliminai re d’un son masqué - Seuils d’ effet de masque- Masquage d’un son pur par un bruit blanc- Masquage d’une conversation- Bandes critiques le long de la membrane basilaire- Localisation des fréquences sur la membrane basilaire

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Masquage temporel proactif-

Fatigue auditive- Fatigue audi tive / récupération- Fatigue audi tive / adaptation et récupération- Espace de présence- L ’ oreil le f i ltre directionnel- Démasquage et identi f ication




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Masquage d’un son pur par un son pur

On applique un son masquant M de fréquence f M de 1 kH z et le niveau d’ intensitéLM de 80 dB SPL.

On détermine alors le seui l L T d’ un son test en foncti on de sa f réquence f T . On obtient, dans cesconditions, la courbe en trait plein. Les domaines remarquables sont :

- a : audition simultanée possible des deux sons M et T- b : audition du son di fférenti el et du son M- c : auditi on du seul son M- d : audition du son T, du son M et du dif férenti el- e : audition du son M et du son T

Les hachures désignent les zones de battements.

Masquage d’un son pur par un brui t

Masquage d’ un son pur par un brui t àbande étroite centrésur 1 kH z et de largeur de bande de 90 Hz,dont le niveau d’ intensitéen dB est indi quéen paramètre (20, 40, 60, 80 et 100 dB SPL). L esfréquences en kHz fi gurent en abscisses, et le niveau de masque en dB en ordonnées.

On remarque que l ’ ef fet de masque est d’autant plus marquéque les fréquences du masqueur et duson masquésont proches, qu’ un son de f réquence donnée masque plus les fréquences supérieur esqu’ inférieur es et que cet effet s’ accroît avec le niveau du masqueur . Le masquage est essentiellementun phénomène monaural .




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Variation d’ intensitéliminai re d’un son masqué

Exemple montrant comment varie l’ intensitéliminai re d’ un son masqué(mesurée par r apport au seui lnormal , sous forme de dif férence en dB en ordonnées), en foncti on de l’ intensitédu son masquant(abscisses en dB), et selon la f réquence du son masqué(paramètr e des courbes).

La figure du haut cor respond àun son masquant de 400 Hz, cel le du bas àun son masquant de3 500 Hz.




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Seuils d’ effet de masque

On cherche l ’ intensitéd’un son masqueur pour qu’ i l masque un son test de fréquence et d’ intensité fixe. On obti ent ces courbes de seui l d’ eff et de masque pour trois sons masqués de fréquence respective630, 2 000 et 8 000 H z. Ordonnées : niveau de pression acoustique du son.

Le profi l de ces courbes est proche des courbes d’ accord des f ibres du nerf audit if . L’ oreil le internesemble faire une analyse fréquenti ell e par bandes de fréquence de largeur var iables (bandes cr iti ques).

Masquage d’un son pur par un bruit blanc

Masquage d’ un son sinusoïdal pur (T) par un brui t blanc en audition monaurale. Abscisses :fréquence du son T ; ordonnées, intensitéque doit atteindre T pour être perçu au-dessus du bruit endB SPL. Les diverses cour bes correspondent àdivers ni veaux de brui t.




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Masquage d’une conversation

On voi t sur cette figure le spectre d’ une conversation en (b). Le son masquant a un spectre (a) etprodui t un effet de masque dessinéen pointi l lés qui empiète sur la conversation. Le locuteur tented’échapper àl’ eff et de masque en départant sa voix vers l’ aigu - courbe (c) en tirets…




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Bandes critiques le long de la membrane basilaire

En (a) al ignement des bandes critiques le long de la membrane basil air e de l’ hélicotrema (H ) àlafenêtr e oval e (FO). En (b), et en (c), l ’échelonnement des bandes cr i ti ques (en Barks) a étéfiguréenordonnées régulièrement espacées ; en (b) l’échelle des f réquences en abscisses est linéai re ; en (c) elleest logari thmique.

La réparti tion des bandes critiques est donc globalement l inéaire jusqu’à200 Hz, pui s logar ithmiqueau-dessus.

Dès 1940, Fletcher remarquait que pour masquer eff icacement un son pur de fréquence donnée, ilfallait appl iquer un brui t àbande étroite centréautour de cette fréquence. On r echerchai t uneexpl icati on physiol ogique àce phénomène vu que le système auditi f se comportai t comme un ensembl e

de fi l tr es passe bande àlargeur variable.

On a vu, al ors, émerger l a notion de bandes cr i ti ques comme étant la largeur de bande ∆ f minimalesusceptible de masquer un son de fréquence donnée.

Cette analyse fréquentiell e est effectuée par la coch lée et ne requiert aucune intervention du systèmenerveux central.

Les 24 bandes cri tiques sont locali sées le long des 32 mm de la membrane basi laire. El les sontgraduées en Barks (de 1 à24, 1 Bark = 100 mels).

Les basses fréquences se situent vers l’ hélicotrema, les aigus vers la base.




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Localisation des fréquences sur la membrane basilaire

On voit ici la déformation de la membrane basil aire en foncti on des fréquences de 50, 100, 200, et 300Hz. Les graves sont situés vers l’ apex (hélicotrema), les aigus vers la base (f enêtre ovale). Les abscissessont graduées en mm.

Ce phénomène de la mécanique cochléai re expl ique que les basses fréquences masque les fréquencessupérieures, et que les hautes fréquences n’ ont que peu de pouvoir masquant.

Masquage temporel proactif

On analyse maintenant le moment ou est appliquéun son test T par r apport au masqueur M. Onconstate qu’ outre l ’ eff et de masque simultanévu pl us haut, il existe aussi un phénomène de masquagerésiduel (masquage proacti f - décroissance de la courbe de seui l de masque).Ce phénomène est dû àla fatigue audi tive.




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Fatigue auditive

On a mesurél’ effet momentanéd’élévation du seuil d’ audi ti on après une bouffée tonale de 400 ms. Leniveau de ce stimulus est le paramètr e des courbes présentées (30, 40, 50, 60, 70, 80 dB SPL).Ce masquage proactif disparaît après un temps qui dépend de la violence de «l’ agr ession » audi ti ve.Après un «agression » prolongée, il peut y avoir appariti on d’ acouphènes momentanés (sif f lements del ’ orei l le). Après un traumatisme sonore important, ces acouphènes peuvent deveni r défini ti fs.

Fatigue audi tive et récupération

Réversibil i téde la perte d’audi tion (d’ après Stevens). L e seui l d’ audi tion r evient àsa valeur normaleaprès un temps plus ou moins important de récupération si le traumati sme est bénin.




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Fatigue audi tive / adaptation et récupération

Adaptat ion de l’ oreil le aux niveaux élevés (d’ après Valcic).




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Espace de présence

Les sons non situés dans l’ espace de présence sont inhibés d’ une quinzaine de dB (écoute intell igente).Un microphone est évidemment incapable d’un tel di scernement. Ce démasquage spati al est une despropr iétés de l’écoute naturelle. La scène sonore est essentiellement f rontale.

L ’ oreil le f i l tre directionnel

L ’ oreil le f il tre dir ectionnel (d’ après Shaw).




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«Je vous ai ouïmalgrémoi, (je vousai détectéet identi f ié) sans écouter à la porte (sans porter attention) mais je

n'ai pas compris (intell igibil i té) ceque j'entendais (émergence). »

Démasquage et identi f ication

Avant d’ être focal isée, la f igure doit d’ abor d émerger du fond où elle se mélange. Ensui te, une foisdiscrimi née / local isée, elle est exhaussée du bruit envi ronnant.

«C'est ici que le stock lexical (le vocabulaire appr is)

ou les formes grammaticales (la syntaxe) rendent à laparole un supplément d' intell igibi l i té. Même av...quelq... br ib.... la ph... este... préhen.. .ble. Tout dépenddu degréde prévisibi l i tédu message : d' inc... ores...dées... ertes... dor .... fur ... m'ent (d' incolores idéesvertes dormaient fur ieusement), et de la détériorationdu signal . »




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Représentations graphiques du son

- Notation musicale- Plan dynamique, plan spectral, plan mélodique- Phase d’un signal

-

Représentation sonographique - typologie- Représentation sonographique - exemples- Représentation sonographique - voix- Étendue dynamique de quelques instruments




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Notation musicale

C’ est la parti tion classique des musiciens. El le représente un programme de mouvements, un squeletteinf ormati f nécessaire et suf f isant pour que l’ instrumentiste pui sse réaliser les signaux acoustiquesdésirés par le compositeur. Cette représentati on imprécise laisse à l’ interprète le loisir d’ uneinterprétation personnelle. D’ après E. LEIPP.

Plan dynamique, plan spectral, plan mélodique

Représentation tr idimensionnel le d’un «objet sonore ».




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Trois plans résultent de la combinaison deux àdeux du niveau, de la fréquence et du temps. I lsdécr ivent de façon exhaustive le signal acoustique observé. Cette représentation est «fidèle » mais

totalement inuti l isable en pratique lorsqu’ il s’ agit de sons musicaux ou complexes...

Représentations dynamique et spectrale d’un signal sinusoïdal de 1 kH z.

Représentations dynamique et spectrale d’un signal périodique complexe.




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Phase d’un signal

Signaux en phase Signaux déphasés de 90 ° Signaux en oppositi onde phase (180°)

F igure de Lissajous en régime statique. Oscil loscope en régime di fférentiel.

Signaux en phase Signaux déphasés de 90 ° Signaux en oppositi onde phase (180°)

Représentation temporelle. Oscil loscope double tr ace

F igure de Lissajous d’un signal stéréophonique complexe.




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Représentation sonographique - typologie

«On reconnaît ai sément un son simple, faible ou for t, ascendant ou ululé. Le sonogramme réal ise unevéritable parti ti on musicale, où tout se mesure en grandeurs physiques, avec une précision comparable

àcelle de l’ oreil le ». E. Leipp...

Sonogr ammes schématisés de sons réels typi ques. «Avec de l’ entraînement, on reconnaîtimmédiatement sur le document les divers types de sons ; l ’ image visuelle correspond très bien à l’ image acoustique perçue. » E. Leipp...




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Représentation sonographique - exemples

«Voici les sonogrammes de sons réels typiques, les plus simpl es possible. En (a) c’ est un spectre

harmonique (raies équidistantes) ; en (b) un spectre de raies partielles ; en (c) un choc br ef,compor tant toutes les fréquences ; en (d) un choc grave et sourd et en (e) un choc aigu ; (f ) et (g) sontrespectivement des souff les grave et aigu (ch et ss). L es sons complexes réels, musique et parole, sonttoujours une combinatoire entre ces formes élémentaires. » E.Leipp.

Sonogramme d’ une mélodie de violon. En haut sonogramme classique, en bas niveaux.




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«Des vi rtuoses ont acceptéde nous jouer des passages var iés d’œuvres caractéristiques pour leur sinstruments. Ces sonogrammes représentent des séquences d’ une seconde extr ai tes de cesenregistrements, dans des passages de vir tuosité. La nettetéextr aordinaire des notes (jusqu’à14 parseconde) indique une maîtr ise remarquable de l’ instrument. Les artistes sont i ci, dans l’ ordre : MM.Benedetti , Gil lot, Deff ayet, Debray, Pietr i, Thevet, Al lard, Isoir , François » E. L eipp.




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Représentation sonographique - voix

«La parole représente des signaux acoustiques très compliqués, qui évoluent rapidement dans letemps. El le comporte des spectr es de raies harmoniques, (voyelles) engendrés par les cordes vocales,des explosions plus ou moins nettes, des brui ts de souf f le àbandes plus ou moins lar ges, graves,aiguës. Un mot, une phrase apparaît comme une «image » compor tant des graphismes trèscaractéristiques. I l s’agi t d’ une véritable «sténographie acoustique », c'est-à-dire un ensemble designes chargés arbitrairement de signi f ication. Ces signes apparaissent encore mieux dans la voixchuchotée. Un apparei l, l’ icophone, permet de reli re ces dessins, et de fai re ainsi de la parol esynthétique » E.L eipp.




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Étendue dynamique de quelques instruments

Étendue dynamique de quelques instruments. De tels diagrammes renseignent sur les in tensitésrelatives des instruments et sur la variation de la dynami que de chacun d’ eux en fonction de latessiture.




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Acoustique des salles

- Phénomènes physiques- Phénomènes physiques / définitions- Pr incipe de l’écho

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Écho tonal- F lutter écho- Modes propres d’ une salle- Champ direct, premières réflexions, champ réverbéré - Échogramme réel- Croissance et décroissance du son dans une sal le

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Distance cri tique-

F iltre en peigne dû à une réflexion- Temps de réverbération optimum d’ une sal le




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Phénomènes physiques

CNAM 1992




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Phénomènes physiques / Définitions

La diffusion (* )

La di f fusion du son est le résul tat de tous les changements de direction des ondes sonores provoquéssimultanément par les phénomènes de réflexi on, de réfraction et de di ff raction.

1/ Réflexion : changement de direction de l ’ onde sonore arr ivant sur une paroi sous incidence donnée,et réfléchie suivan t l es lois de Descartes.

2/ Réfraction : changement de direction de l’ onde sonore due aux variations de la vi tesse depropagation dans le mi l ieu (f luides inhomogènes).

3/ Diff raction : changements de direction de l’ onde sonore provoqués par les obstacles (ou lesinhomogénéités du milieu).

Réflexion spéculai re

On appell e lois de réflexions spéculaires, les lois de réflexion analogues àcelles de l’ opti que deDescar tes. Ces lois permettent d’établir des relations géométr iques ou statistiques sur la répar ti ti on duson dans un local . Elles sont àl’ or igine des méthodes d’ analyse «par rayons sonores » ou par«sources images ».

Ainsi, dans l’ hypothèse d’ une sour ce omnidirectionnelle placée dans un local par faitementréfléchissant de forme connue, il est possibl e d’étudier le champ sonore résul tant :

- soit àparti r du trajet suivi par un rayon ayant accompli un nombre suf f isant de réflexions (moyennetemporelle),

- soit àparti r d’ un grand nombre de rayons pris au hasard dans toutes les dir ections et ayant effectué un nombre l imi téde réflexions (moyenne spati ale).

Dans tous les cas, i l est également possible de prendr e en compte les images des sources données parles parois et de tracer en tout point l a résultante des rayons issus de chacune des sources réell es etvirtuelles.

Diffraction

Les loi s de la di ffraction caractérisent les perturbations du champ sonor e dues àla présence d’ unobstacle. Ces lois sont extrêmement compl exes et les méthodes analyti ques permettant de calcul er lechamp dif fracté, àpartir d’ hypothèses simpli f icatrices (Fresnel, Sommerf eld, Keller ...) ne sontappl icables que pour des obstacles de forme simple (écrans semi-i nf inis, arêtes, sphères...).

(* ) Ne pas confondre la dif fusion (en anglais scatter ing) et la dispersion (en anglais dispersion). Ladispersion est le phénomène de var iation de la céléritédu son en f onction de la f réquence. Bien que lesmi lieux dispersif s soient en général dissipati f , la dispersion n’ implique pas nécessair ement une perted’énergi e.

CNAM 1992




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Pr incipe de l’écho

En S une source sonore, en M un microphone.

La limi te du phénomène de fusion, qu i donne de la superposit ion de l’ onde dir ecte et de l’ onderéfléchie une image unique, est d’ envi ron 50 ms. Au-delà, l ’ oreil le distingue deux sons décalés dans letemps : il y a écho. La conditi on d’ appar iti on de l ’écho cor respond donc àune dif férence de mar chesupérieur e à17 m (340 m/s× 50.10 -3 s).

Pour les salles de forme complexe ou couplées, il peut y avoir apparition d’échos multiples ourépétitifs.

Échos mul tiples dans une salle de forme complexe.CNAM 1992




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Écho tonal

Un son br ef peut être suivi d’ une série rapide de réflexions périodiques. Dans ce cas, la f usion peutdonner lieu àune perception d’ une hauteur l iée àla f réquence de ces réflexions. C’ est ce que l’ onappelle un écho tonal. Le cas le plus courant se rencontr e dans les amphithéâtres àgradins, lesthéâtr es ant iques ou l es sal les présentant des structures périodi ques.

F lutter écho

Sous certaines condi tions, il peut se produire entre deux murs parallèles, une série d’ allers-retours del ’ onde sonore, qui constitue le fl utter écho.Les conditions d’ obtention de ce type d’écho sont :- l ’ existence de deux portions de paroi s réfléchissantes opposées, pas trop éloignées.- la présence de parois absorban tes autour des par ti es réfléchissantes.

L ’ exemple ci-dessus prend le cas de 2 murs séparés de 7m. Le flutter écho aura donc une composante à25 Hz (25 allers-retours par seconde).

CNAM 1992




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Modes propres d’ une salle

Les résonances d’ une sal le dépendent di rectement de sa géométrie. La f igure ci -dessus montre le casd’ ondes stationnaires entr e deux parois rigides et réfléchissantes.

Même phénomène pour des paroi s rigides et réfléchissantes (a), parois souples et réfléchissantes (b),parois absorbantes d’ impédance quelconque (c).




140

Exemple de modes propres dans l’ espace. En (a) modes axiaux, en (b) modes tangentiels, en (c) modesobliques.

Courbe de réponse en fréquence d’ une salle. Les pics en basse fréquence caractérisent l es modespropres de la salle...




141

Champ direct, premières réflexions, champ réverbéré

Décomposi ti on des réflexi ons dans une salle. Son di rect, premières réflexi ons, puis réverbérationtardive.

Échogramme réel

Échogramme réel.




142

Croissance et décroissance du son dans une sal le

Croissance et décroissance de l’énergie sonore dans une sal le.

Distance cr itique

On défini t l a distance cri tique comme la distance àlaquell e l’énergie sonore directe est égale à l’énergie réverbérée.




143

F iltre en peigne dû à une réflexion

F il trage en peigne provoquépar le mélange entre un signal acoustique et son double retardé. En (a),retard de 0,1 ms en échelle logar ithmique ; en (b) retard de 0,5 ms échelle logar i thmique ; en (c) r etardde 1 ms en échelle linéai re.

Temps de réverbération optimum d’ une sal le

Temps de réverbérati on optimum pour des salles àappl ications diverses, d’après Beranek.




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145

Microphones

- Directivi tés des microphones- Directivités et courbes de réponse- Directivi tés et uti l isations

-

Schémas de pr incipe- Câblage asymétr ique / symétrique- Alimentation fantôme- Câblage - Connecteurs usuels- Quelques exemples de microphones :

- DPA Série 4000 (ex micros Bruel & Kjaër)

- Neumann TLM 170 R- Neumann U87 Ai- Série Schoeps MK2, MK2S, MK21, MK4, MK41, MK8- Neumann Série KM 100- M icrophones électrodynamiques Beyerdynamic




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147

Directivi tés des microphones

On retrouve ici les directivités usuelles des mi cros de prise de son. M athématiquement, ces directivi téssont obtenues par addition de capteur s omnidir ectionnels (pression) et bidirectifs (gradient de pression)

La di rectivi tédépend de la f réquence. Mêmes les mi crophones omnis deviennent directifs en hautefréquence (dif fraction sur le corps du micro). Plus le micro est gros et plus cet effet est important.

La dif fraction exi ste quand un obstacle est du même ordre de grandeur que la longueur d’onde du son.Si l ’ obstacle est plus peti t, alors il est tr ansparent acoustiquement et ne provoque pas «d’ombre ».




148

Directivi tés et courbes de réponse

La di rectivi tédes micros influe sur leur courbe de réponse en f réquence par atténuati on des bassesfréquences (pr incipe de fonctionnement en pression ou gradient de pression).




149

CNAM 1992




150

Schémas de principe

Schémas de pr incipe d’un mi crophone électrodynamique àbobine mobile.

Schéma de pr incipe d’ un microphone électrostatique (ou àcondensateur) àpolar isation continue.




151

Schéma de pr incipe d’ un microphone électrostatique àélectret (mi crophone électrostatique pré- polarisé). L ’électret peut être solidaire de la membrane (A) ou de la plaque fixe (B). L a solution B estpréférée pour la réal isation de microphones per formants.

Un électret est un matériau contenant une charge électr ique impor tante. Ces mi crophones n’ ont doncpas besoin d’ alimentation pour la polar isation du condensateur . Seul le «pré-amplif icateur »adaptateur d’ impédance la requi ert.




152

Câblage asymétrique / Symétrique

La symétr ie est uti lisée en audio pour protéger les liaisons de fai ble niveau face aux parasitesélectromagnétiques ambiants. Notamment pour la l iaison microphonique.Les li aisons asymétr iques se rencontrent dans le matériel grand public au ni veau ligne.

Alimentation fantôme

On pr ofi te du câblage symétr ique pour passer une alimentation continue de 48 Volts sur les deux fi lsacti fs de la l iaison microphoni que. Cette alimentati on est récupérée au niveau du microphone et sert à polar iser les condensateurs des microphones électrostatiques et / ou al imenter les «pré-amplisadaptateur s d’ impédance » dans le corps du microphone.




153

Câblage - Connecteurs usuels




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155

Quelques exemples de microphonesDPA Série 4000 (ex micros Bruel & Kjaër)

Caractéristiques directionnelles des 4003 et 4006 DPA. On remarque que ces micros omnis deviennentdirectifs en haute fréquence.

Réponse en f réquence dans l ’ axe et hors axe des 4003 et 4006 avec la gr i l le de protection standard.

Réponse en f réquence dans l’ axe et hors axe des 4003 et 4006 avec la gri l le de champ lointain. Lagr i l le de champ lointain sert àcompenser l ’ atténuation des aigus par viscositéaérienne.




156

Tabl eau des caractéristi ques techniques de la série 4000 DPA. M odèle, type, sensibi l i té, réponse,alimentation.




157

Neumann TLM 170 R

Microphone àdir ectivitévariable Neumann TLM 170 R.




158

Réponse en f réquence du TLM 170 R en fonction de la directi vi tésélecti onnée.




159

Neumann U87




160

Réponse en f réquence du U87 en fonction de la directivi tésélectionnée.




161

Série Schoeps MK2, MK2S, MK21, MK4, MK41, MK8

Courbes de réponses des différentes capsules Schoeps MKx. Toutes ces capsules se vissent sur le mêmecorps de microphone : le CMC 6.




162

Sui te de la série Schoeps de capsules mi crophoniques.




163

Tableau des caractéristiques techniques de la série Schoeps MKx.




164

Neumann Série KM 100




165

Courbes de réponses des différentes capsul es Neumann de la série KM 100.




166

Microphones électrodynamiques Beyerdynamic

Caractéristiques de quelques micros Beyerdynamic. Les M88 et M160 sont des classiques des plateauxde cinéma ou du reportage.




167

Principes de la prise de son Stéréophonique

- Couple de microphones- Système d’écoute stéréophonique- Stéréophonie de temps

-

Stéréophonie mixte (temps, intensité)- Stéréophonie d’ intensité - Techniques binaurales et transaurales- Angles de pr ise de son et contraintes opérationnelles- Courbes de compensation ∆ T / ∆ I




168




169

Couple de microphones

Un couple de microphones (di t AB) pour de la pr ise de son stéréophonique se caractérise par ladistance ( ∆ T), de l’ angle entre les capteurs, et de leur directivité( ∆ I).

Système d’écoute stéréophonique

En écoute stéréophonique, l’ audi teur forme un tr iangle équilatéral avec les deux hauts par leurs deresti tuti on. Dans ce cas, il peut percevoir une image stéréophonique (fantôme) entre les encein tes.




170

Stéréophonie de temps

Un couple de microphones omnidirectionnels espacés de 30 à50 cm est un outi l très uti l iséen pr ise deson de musique acoustique. I l ne fait interveni r que des caractéristiques de temps ∆ T.On y fai t souvent référence sous l’ appell ati on de couple AB omnis.

Stéréophonie mixte (temps, intensité)

Un couple de microphones directi fs faiblement espacés permet d’ uti l iser les indi ces de∆ T (distance) et∆ I (directivi té). Le couple ORTF en est un exemple célèbre (17cm, 110 °, cardios).C’ est aussi un couple AB de micros directif s.




171

Stéréophonie d’ intensité

Exemples de couples coïncidents ne fonctionnant qu’ en ∆ I . À gauche le système XY conventionnel(deux cardioïdes coïncidents). À droi te le système d’ Al lan Dover Blumlein «Stereosonic » datant desannées 1930 consti tuéde deux microphones bidi rectifs placés à90 °. L a stéréophonie d’ intensité permet une bonne compatibil i témonophonique.

Le système coïncident MS (M itte - Seite) est une combinaison d’ un micro bidi rectionnel et d’ un microcardioïde à90°. I l permet par matr içage (M+S = gauche, M-S = droite, M = centre) de jouer en postproduction sur la largeur de l’ image stéréophonique. Ce système est très uti l iséen cinéma où l’ on peutdécider au mixage de la focale audio (angle de pr ise de son) selon le cadrage image...




172

Techniques binaurales et transaurales

Dispositi f de prise de son et de resti tution binaurale (pour une écoute au casque). Une tête art if icielleest uti l isée pour la pr ise de son. Cette tête est construi te pour imi ter le compor tement acoustique d’ unetête d’ auditeur statistique (tai l le, écartement des oreil les, propr iétés de diff racti on du pavi l lon...). Lescapteur s (micros) sont àla place des tympans. Les foncti ons H d et H g représentent les fi l tr es decor rection desti nés àl’égalisation des transducteur s et àla compensation des indices spectr aux et de lapropagation dans le canal auditi f . Pour être écoutées sur des hauts parleurs, ces prises de son doivent

être «décodées » par les procédés transauraux.

Dans les techniques transaurales, l’ enr egistrement par tête art i f iciel le est traitéde façon àannul er lestr ajets croisés. Cela permet d’élargi r la resti tu ti on stéréophonique au-delà des enceintes... Letraitement peut être indi vidual isé(tai l le de la tête, HRTF, fonctions hd et hg…).




173

Angles de pr ise de son et contraintes opérationnelles

Contraintes opérationnelles des abaques de Michael Wi ll iams. L’ angle de pri se de son est définicomme l’ angle qui sera resti tuéentre les hauts par leur s du système d’écoute stéréophonique.

Selon le cas, on aura besoin d’ adapter cet angle àla largeur de la scène que l’ on désire capter. Toutesles sources sonores situées au-delàde cet angle ne seront resti tuées que sur un haut-par leur .

Le cas d’ un couple de micro omnis se dédui t de chacun de ces abaques en pr enant un angle nul entreles mi cros (axe des abscisses).




174

M icrophones hypocardioïdes et cardioïdes




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M icrophones hypercardioïdes et bidirectionnels




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Courbes de compensation ∆ T / ∆ I pour la stéréophonie

On peut essayer de compenser une différence d’ intensité ∆ I par une dif férence ∆ T. Ces cour besdonnent les résultats dans le cas d’ une écoute stéréophonique.

Les valeurs obtenues pour une écoute au casque sont différentes et àrevoir àla baisse.




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Post production

Trai tements fréquentiels :- F il tre Baxendall- F iltr e paramétr ique- F iltres passe haut et passe bas-

F iltre à plateau- F iltre réjecteur- F iltre passe bande- F iltre coupe bande- F iltre RIAA

Traitements dynamiques :- Dynamiques et enveloppe sonore- Compresseur de dynamique- Limiteur- Extenseur de dynamique- Noise gate et chaîne latérale

Traitements agissant sur la phase :- F iltre passe tout- F iltre en peigne- Phasing

- Panoramique d’ intensitéclassique

- Diagramme des niveaux d’une console




178




179

F iltre Baxendall

Correcteur élémentaire de type Baxendal l.

F iltre paramétr ique

F il tre paramétr ique. Ces f i l tr es permettent d’ ajouter ou d’ enlever du gain dans une zone fréquentiel lepar ti cul ière. En général, i l est possible de choisir la f réquence centr ale, la pente ou largeur de bande(sélectivi tédu fil tr e), et la valeur du gain dans les consoles audio. I l est souvent possible aux extrémitésdu spectre de choisir une pente en cloche (bell) ou une pente àplateau (shelve).




180

Définition de la sélectivi téd’ un fi l tr e paramétr ique. Plus un fi l tr e est sélectif (coeff icient de sur tensionou facteur de qual itéQ) et plus il sera capabl e de s’accorder précisément sur une fréquence donnée.

Représentation graphique des trois paramètres d’ un fi l tr e paramétr ique : la f réquence centr ale, lapente (Q) et le gain ± x dB.




181

F iltres passe haut et passe bas

Les f i l tr es passe haut atténuent les fréquences en dessous de la f réquence du f i l tr e. A contrar io, lesf i l tres passe bas atténuent les fréquences supérieur es àla f réquence du fi l tr e. On choisit en général lafréquence de coupure, et la pente du fi l tr e.

F iltr es à plateau

Les fi l tres àplateau permettent d’ ajouter ou d’ enlever du gain àparti r d’ une fréquence choisie. Cecivers le bas (low shelf - àgauche) ou le haut du spectre (high shelf - àdroite).




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F iltre réjecteur

Le fi l tr e réjecteur est un f i l tr e paramétr ique àtrès grande sélectivi té. I l est uti l isépour enlever desfréquences gênantes (f réquence du secteur , br uits de caméra, r onflettes...). Très souvent on uti l ise unebatterie de ces fi l tr es pour tenter d’ enl ever les sons complexes indésirables.

F iltre passe bande

Un f i ltre passe bande est une combinaison d’un fi l tre passe haut et d’ un fi ltre passe bas. Uneuti l isation courante est la transformat ion d’ une voix en «voix de téléphone ». Dans ce cas, on choisir ade ne laisser que les fréquences comprises entre 300 Hz et 3 000 Hz....




183

F iltre coupe bande

À l’ inverse du passe-bande, le f i l tr e coupe bande permet d’ atténuer une certaine part ie du spectre.

F il tre RIAA

Le f i l tre RI AA (Recording Industr ies American Association) est le fi l trage normal iséappliquélor s dela gravure de disques vinyles. On désaccentue les basses fréquences pour ne pas prendr e tr op de placesur le suppor t et gagner de la durée...

À l a lecture (sur les entrées phono des pré-ampli f icateurs Hi-F i) une correction inverse (dé-RI AA) estappliquée pour retrouver l e son or iginal ...

Le signal sortan t d’ une platine vinyle étant faible, les entrées phono sont aussi pré-amplif iées.




184

Dynamiques et enveloppe sonore

Quelques exemples de dynamiques sonores natur elles et des systèmes de reproducti on. Pourenregistrer une dynamique importante sur un support qui en a moins, il f audra compresser le signal defaçon àle fai re «entr er » dans la dynamique du suppor t.

Représentation schématique de l’ enveloppe dynamique d’ un son. On retrouve les paramètresd’ attaque, relâchement, maintien, décroissance (ADSR) des synthétiseur s classiques. L ’ exempleproposéest celu i d’ une note de piano.




185

Compresseur de dynamique

Diagramme de transfer t d’une compression de dynamique. La dynamique entrante est diminuée selonla pente de compression. Cette opération permet de réduire la dynamique du signal entant vers lesupport d’ enregistrement.

Digramme de transfert d’ une compression àseui l. La compression ne se met en action qu’àparti r d’ unseui l choisi (i ci 10 dBm). I l est souvent possible pour sort ir un son d’ une masse sonore sans qu’ i l ne

devienne trop présent lorsqu’ i l monte en volume de rajouter un gain en dessous du seui l (f igure dedroite). Cette uti l isation est très souvent uti l isée pour les signaux àgrand facteur de crête. La voix enprise de son r approchée en est un exemple typique. Cette astuce permet de conserver l’ intell igibil i té sans saturer sur les montées dynamiques...




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Limiteur

Le compresseur àseui l peut aussi être uti l iséen limi teur. Dans ce cas, quoi qu’ i l arr ive, un certainniveau de modulati on maximal ne sera pas dépasséquitte àsatur er les possibil i tés du limi teur .

Extenseur de dynamique

À l ’ inverse du compresseur , l ’ extenseur de dynamique permet d’ augmenter l a dynamique d’un signal .Attention, cette extension r emonte aussi le niveau de souf f le...




187

Extension de dynamique àseui l. Comme pour le compresseur àseui l, il est possible de n’ appliquerl ’ extension de dynamique qu’ en dessous, ou au-dessus, d’un seui l choisi. I l est aussi possible d’ajouterun gain d’ extension.

Noise gate et chaîne latérale

Le «noise gate » se propose de couper le signal en deçàd’ un certain seuil . Cet effet permet de«nettoyer » une pri se de bru it de fond entr e les interventi ons musicales ou par lées...




188

Le seui l du «noise gate » peut aussi êtr e déclenchépar un autr e signal . On par le alors de chaînelatérale ou de clef de déclenchement. Un exemple typique est celui du déclenchement d’ un son detambour in sur une caisse claire. La caisse claire est alors le signal déclencheur .

F iltre passe tout

Le fi l tr e passe tout analogique permet d’ inverser progressivement la phase du signal àune fréquencedonnée.




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F iltre en peigne

Un f iltre en peigne peut être obtenu en analogique par uti l isation de cellules passe tout. I ci un exempleavec 10 cellul es. En numérique, les cell ules passe-tout sont r emplacées par des retards simpl es.

Phasing

Ef fet de phasing.




190

Panoramique d’ intensitéclassique

Le «pan pot » permet de placer une sour ce ponctuell e dans un espace stéréo (monophonie dir igée). I lne fonctionne qu’ en intensité. Au centre, les deux canaux (gauche et droi te) se croisent à-3 dB. I l nerésulte donc pas d’ augmentation de ni veau perceptif (la sour ce n’ est pas plus for te au centr e que surun côté).

Dans le cas de signaux cohérents, cette sommation produi rait un gain de + 6 dB au l ieu des +3 dBpour les signaux décorrélés.

I l serait envisageable d’ uti l iser des «pan pots » foncti onnant en temps, ou en temps et in tensité...

Les systèmes multi canaux actuels proposent des «pan pots » 5.1. L e plus souvent, les sources sontplacées àl’ aide d’ un écran tacti le ou de «joysticks ».




191

Diagramme des niveaux d’une console

Le digramme des niveaux permet de suivre les transformations de niveau d’ un signal àl’ intérieurd’ une console (ampli f icati on et atténuations). I l permet aussi de repérer l es étages où l’ on peut saturer,ainsi que les limi tes de bruit de fond du système (dynamique des différents étages).




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Audionumérique

- Alignement des niveaux en analogique et en numérique- Échanti l lonnage- Quantification

-

Ef fets du Jitter- Reconstruction analogique d’un signal numérique- Ef fets du Di ther- Interpolation- Décimation- Suréchanti l lonnage

-

Noise Shaping




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195

Alignement des niveaux en analogique et en numérique

À la numérisation, l’ al ignement des niveaux est très important car le numérique ne permet pas deréserve dynamique au-dessus du 0 dB Fs (Ful l Scale). Dans la pratique, on rencontre souvent le 0 VU

à-18 dBm ou -20 dBm. Ce choix dépend essentiellement des dynami ques que l’ on souhaite traiter, etdonc de la marge que l’ on désire se lai sser. Attenti on, pour garder de la défini tion àbas niveau (ladéfini tion du numérique décroît avec le niveau) on s’arrangera toujours pour modul er le plus prèspossible du 0 dB Fs sans jamais l’ atteindre pour ne pas saturer .




196

Échanti l lonnage

L ’échanti l lonnage est l ’étape de discrétisation temporel le du signal. Pour l ’ ef fectuer, on multipl ie lesignal àéchanti l lonner par un train d’ impulsions périodiques. Cette étape se fait en r espectant lesl imi tes du critère de Shanon / Nyquist / Koteln ikov àsavoir une fréquence d’échanti l lonnagesupérieure àdeux fois la plus haute fréquence àéchanti l lonner. Cette f igure montre les aspectstempor els et fréquentiels du processus d’échanti l lonnage.

I l lustration des processus d’échanti l lonnage et de quanti f ication.




197

Quantification

La quanti f icati on est l ’étape de discrétisation en amplitude du signal. Ce découpage se fai t selon uncertain nombre de pas. Chaque échanti l lon sera quanti f iéau pas le plus proche. I l est évident que plusle pas est f in (grand nombre de pas), et plus l ’ erreur de quanti fi cation sera faible par r apport au signal.I l n’ empêche que la défini tion (importance de l’ erreur par rapport au signal uti le) baisse avec le

niveau du signal car l ’ erreur maximale reste constante. Cette erreur peut avoir une valeur maximalede Q/2 si Q est le pas de quanti f icati on. On quanti f ie en général en 16 ou 24 bits soit 65 536 pas, ou16 777 216 pas. Ces f igures il lustrent le cas de la quanti f ication dite PCM linéair e.




198

L ’ erreur de quanti fi cation àune valeur maximale de q/2




199

Effets du Ji tter (gigue d’hor loge)

Une erreur d’ hor loge entr aîne une erreur de quantif ication dans le cas de la conversion analogiquenumérique.




200

Cette figur e représente le cas où une erreur de temps (j i tter) introdui t une err eur de l’ ordre de celle del’ erreur de quantif ication.

Le tableau ci -dessous donne les dif férentes valeurs de temps qui produisent une erreur dequantif ication pour un signal de 20 kHz pleine échelle (cas de la plus grande variation audio possible).

RESOLUTION ERREUR DE q ERREUR DE q / 216 BI TS 243 ps 121.5 ps18 BI TS 60.7 ps 30.4 ps20 BI TS 15.2 ps 7.6 ps22 BI TS 3.8 ps 1.9 ps24 BI TS 1 ps 0.5 ps




201

Reconstruction analogique d’ un signal numérique

Pour être reconstrui t, et retrouver son énergie, une signal numérique, doit être d’abord maintenu.

Cette phase de mainti en provoque un f i l trage que l’ on peut compenser.

Ensui te, un fi ltr age dit de l issage (f i ltr e passe bas), permet de reveni r au signal original .




202

La reconstructi on du signal vue comme une somme de reconstructions élémentai res...

Effets du Di ther




203

En cas de suréchanti l lonnage, le dither est moyennélors du retour àla fréquence de tr avai l.




204

Dither générépar un générateur pseudo-aléatoi re, conver ti, soustr ai t au signal àcoder , et ajoutéaprèsnumérisati on.

Interpolation

L ’ interpolation (augmentation de la fréquence d’échanti l lonnage) se décompose en deux étapes. En(1) les échanti l lons originaux, en (2) i nsertion d’échanti l lons nuls supplémentai res, en (3) résultat duf i l trage d’ interpolation. Dans l’ exemple ci-dessus passage de Fe à4 x Fe.




205

Étapes d’ interpol ati on vues du côtéfréquentiel pour un passage de Fe à4 x Fe.

L ’ interpolati on se décompose en une étape d’ ajout d’échanti l lons nul s suivie par une étape de f i l tr age.




206

Décimation

La décimation se décompose en une étape de f i l trage, puis un sous-échanti l lonnage.




207

Suréchanti l lonnage

Le suréchanti l lonnage permet d’effectuer la phase de f i l trage anti repli ement dans le domainenumérique.

Le suréchanti l lonnage permet de moyenner le brui t de quanti f ication lors du retour aux fréquencesd’échanti l lonnage habi tuelles. Ainsi un suréchanti l lonnage par 4 permet de gagner 6 dB de dynamique(pu issance de brui t divisée par 4).




208

Dans les convert isseur s actuels ( Σ∆ ), le brui t est mis en forme par le codeur (r ejetédans les hautesfréquences). L e suréchanti l lonnage par 4 permet de diviser la puissance de bru it par 16 (-12 dB).

Noise Shaping

Dans les codeur s actuels ( Σ∆ ), le brui t est mis en forme selon l ’ ordre du codeur . Plus l ’ ordre est élevé,et plus le brui t est atténuédans la bande audi o uti le.




209

Autre représentation des fonctions de mise en f orme de brui t.




210




211

Codecs

- Effet de masque à différentes fréquences

- Structure d’un codeur perceptif




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Effets de masque à différentes fréquences

Exemple de seuils d’ef fet de masque d’un son pur par un brui t àbande étroite pour trois fréquencesdifférente : 250 H z, 1 kHz et 4 kHz. En poin ti llés, niveau du masqueur .

Structure d’un codeur perceptif




214




215

Bibliographie d'ouvrages en f rançais

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-

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- LEIPP E., Acoustique et musique, Masson, 1984- Collectif d'auteurs, Le livre des techniques du son, tomes I, II, III, Editions Fréquence, 1988

Audition - Perception

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BAILBLE C., La programmation de l’ écoute, les Cahiers du cinéma n° 292, 293, 297, 299- BAILBLE C., Le concert et son double I & II , articles dans l’ Audiophile, Editions Fréquence, 1988- BAILBLE C., Comment l’entendez vous ?, article dans l’ Audiophile, Editions Fréquence, 1988- BAILBLE C., De l’oreille en plus I & II , articles dans l’ Audiophile, Editions Fréquence, 1988- BUSER P. IMBERT M., L'audition, Neurophysiologie Fonctionnelle III, Hermann, 1987- Collectif d’auteurs, Physiologie de la cochlée, INSERM / EMI, 1988- ZWICKER E. FELDTKELLER R., Psychoacoustique, Masson, 1981- LEIPP E., La machine à écouter , Masson, 1977- BOTTE MC., Psychoacoustique et perception auditive, INSERM, 1990- TOMATIS A., L'oreille et le langage, Seuil, 1963 / réédition collection Point Seuil, 1978- VALCIC I., Le bruit et ses effets nocifs, Masson, 1980-

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- WATKINSON J., La réduction de débit en audio et vidéo, Eyrolles, 1995

Collection Que Sais-je, PUF

- Le son, MATRAS J. J. n°293, 1967- L'audition, GRIBENSKI A., n°484, 1951- Les surdités, CHARDIN D., n°1148, 1982- Le bruit , BOTTE M..C. CHOCHOLLE R., n°855, 1960- L'acoustique appliquée, MATRAS J. J. n°385- L'acoustique des bâtiments, LEHMANN, R., n°930- La musique concrète, SCHAEFFER P., n°1287, 1967

-

La musique électroacoustique, CHION M., n°1990, 1982- La musique par ordinateur , BROWN F., n°2011, 1982- La notation musicale, MACHABEY A., n°514, 1960- Les Techniques du cinéma, PINEL V., n°1873, 1981

Revue Pour la Science : Dossier : Le monde des sons (octobre 2001)




Les cahiers de l' ACME , divers ouvrages sur des points précis des techniques audiovisuelles :

- Séquenceurs, guide pratique - Ian Waugh- Le système MIDI, Tome 1 - J. J. Quinet & P. Snaps- Le système MIDI, Tome 2 - J. J. Quinet & P. Snaps

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Le système MIDI, Tome 3 (Lexique Anglais / Français) - P. Snaps- Lexique d'informatique musicale, A. Van Kerckhoven & P. Snaps- Le musicien en studio : Manuel de Survie, P. White- Le time code / théorie, Tome 1 - J.P. Halbwachs- Le time code / pratique, Tome 2 - J.P. Halbwachs- Lexique de l'audionumérique, Th. Lequeux- Effets & processeurs, Tome 1 - P. White- Effets & processeurs, Tome 2 - P. White- Microphones & techniques d'enregistrement , Tome 1 - P. White- Microphones & techniques d'enregistrement , Tome 2 - P. White- Isolation, correction acoustique & monitoring , Tome 1 - P. White

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Isolation, correction acoustique & monitoring , Tome 2 - P. White

Documents sonores :

- PARANTHOEN Y., On Nagra : il enregistrera, CD INA / Radio France, K 1689 / RF 111, 1993 - Solfège des objets musicaux - RISSET JC., Illusions acoustiques

Bases Son Figures 2006

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