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1 (Nom du fichier) - D1 - 22/09/2000 Le présent document contient des informations qui sont la propriété de France Télécom. L'acceptation de ce document par son destinataire implique, de la part de ce dernier, la reconnaissance du caractère confidentiel de son contenu et l'engagement de n'en faire aucune reproduction, aucune transmission à des tiers, aucune divulgation et aucune utilisation commerciale sans l'accord préalable écrit de France Télécom R&D Conception et réalisation d'un microphone 3D ambisonique jjcaas, 26/10/2003 Sébastien Moreau, Jérôme Daniel Laboratoire DIH/IPS, France Télécom R&D Lannion

2 Fonctions angulaires : Fonctions harmoniques sphériques Fonctions radiales: Bessel sphériques « 1st & Higher Order Ambisonics »: propriétés intrinsèques de la représentation è Qualité de lapproximation quand lordre est restreint: Connaissance des B mn jusquà un ordre limité (m M) ‡ Résolution angulaire expansion radiale % longueur donde è Décomposition en harmoniques sphériques : série de Fourier-Bessel Champ sonore représenté par les coefficients B mn ‡ pression et dérivées spatiales dordres successifs m ‡ … autour dun point de référence = point de vue de lauditeur ‡ expr. fréqu. des signaux ambisoniques (W, X, Y, etc.) Onde plane: M=1M=2M=3M=4 Approximation: série tronquée

3 Prise de son ambisonique è Systèmes antérieurs, restreints à lordre 1 : ‡ Capture de la pression et de la vélocité (W, X, Y, Z) ‡ Micro « SoundField »: recomposition des directivités omni- et bi-directives par combinaison de cardioïdes è Généralisation de la prise de son 3D : ordres supérieurs ‡ Principe déchantillonnage spatial du champ ambisonique ‡ Extraction des composantes ambisoniques du champ Méthode de projection Méthode de la pseudo-inverse ‡ Egalisation de chaque composante en fonction de la directivité des microphones ‡ Études et prototypes récents: [Meyer&Elko 2002], [Laborie et al 2003], [Daniel&Moreau 2003], etc. Échantillonnage spatial du champ acoustique : Mesures par des capsules (directions ) à la surface dune sphère (rayon a)

4 Prise de son ambisonique: Limitations physiques et compromis è Erreur destimation en haute-fréquence ‡ Espacement entre capsules aliasing spatial au-delà dune certaine fréquence ‡ Repliement du spectre harmonique sphérique ‡ (Solution 1: augmenter le nombre de capsules coûteux!) ‡ Solution 2: diminuer le rayon du dispositif pour repousser la fréquence daliasing spatial è Problème destimation en basse-fréquence ‡ Estimation de dérivées spatiales… ‡ … pour des longueurs donde grandes // dimension du réseau de micros ‡ … donc daprès de petites différences (entre signaux captés) quil faut amplifier ‡ forte amplification du bruit des capteurs et de lerreur destimation (surtout pour les ordres + élevés) ‡ Solution: augmenter le rayon du dispositif è Compromis à résoudre ‡ Entre BF et HF ‡ Sur le rayon du dispositif microphonique ‡ … ou bien augmenter le nombre de capsules

5 Matriçage 32 signaux microphoniques p 1, p 2, …, p 32 p 1 p 2 … p 32 wxy…wxy… 32 = M enc. 25 Matrice d'encodage Le matriçage permet d'obtenir les signaux ambisonique indépendamment de la position des micros sur la sphère Egalisation (sphère de rayon 2.6 cm) 25 signaux ambisoniques non égalisés L'égalisation permet d'obtenir les signaux ambisoniques indépendamment de la fréquence et du rayon de la sphère microphonique 25 signaux ambisoniques décrivant la décomposition en harmoniques sphériques du champ sonore au centre de la sphère jusqu'à l'ordre 4 W, X, Y, … Amplitude de l'égalisation (dB) pour les modes 0, 1, 2, 3 et 4 en fonction de la fréquence (Hz) Prise de son ambisonique: prototype d'ordre 4

6 En pratique, on associe cette égalisation avec la compensation de champ proche des hp de restitution L'égalisation reste trop forte en basse fréquence pour les ordres élevés Solution : relâcher l'effort d'estimation en basse fréquence pour les ordres élevés Amplitude de l'égalisation du micro ambisonique (dB) pour lesmodes 0, 1, 2, 3 et 4 en fonction de la fréquence (Hz) Amplitude de la compensation de champ proche (dB) pour lesmodes 0, 1, 2, 3 et 4 en fonction de la fréquence (Hz) Rayon de la sphère : 2.6 cm Distance de référence des hp : 1 m Egalisation résultante, appliquées après matriçage des32 signaux microphoniques +


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