Formation aux techniques ISTS 3 Formation aux techniques du multicanal Septembre-Octobre 2008

2. Les standards du multicanal a. Les formats de diffusion sonore Définition : on entend par “format de diffusion sonore” l’agencement physique des points de diffusion du son dans le lieu d’écoute. Cet agencement recouvre aussi bien les positions de ceux-ci, que leurs orientations et même, le cas échéant, leurs caractéristiques de diffusion des ondes acoustiques.

2. Les standards du multicanal a. Les formats de diffusion sonore Définition : on entend par “système spatial” tout système de reproduction acoustique ou électroacoustique dont le but est de restituer ou de reconstituer de toutes pièces un espace sonore dont l’image sonore se rapproche le plus possible de la réalité physique Définition : on entend par « système ambiophonique » tout système de reproduction acoustique ou électroacoustique dont le but est de créer un espace sonore dont l’image sonore ne se préoccupe pas de reconstituer une réalité physique mais simplement d’user de l’enveloppement sonore pour produire des effets diffus.

2. Les standards du multicanal a. Les formats de diffusion sonore 1. La stéréophonie 2/0 Schéma d’écoute traditionnel Source fantôme Compensation par l’effet Haas

2. Les standards du multicanal 1. La stéréophonie 2/0 A. Avantages de la compensation par l’effet de Haas : - Solution simple et efficace sur la voix humaine et les sons instrumentaux périodiques - Elargissement conséquent de la zone d’écoute stéréophonique - Stabilité de l’image stéréophonique B. Inconvénients de cette méthode : - Distorsion spatiale non compensée pour les transitoires en spectre haut - Nécessite l’emploi de haut-parleurs à directivité contrôlée - Dénature en partie le timbre en raison du changement de la phase relative des canaux - Nécessite une acoustique absorbante en raison de l’accroissement des réflexions primaires

2. Les standards du multicanal 2. La stéréophonie 2/0/1 A. Principe du canal « .1 » - Ajout d’un haut parleur supplémentaire dit « caisson de graves » dédié à la restitution des basses fréquences (<120 Hz ou <80 Hz) - Dissociation des basses fréquences du signal stéréo ou - Existence d’un signal discret basses fréquences - Extraction vers un canal unique - Fondé sur le principe de la « non perception directionnelle des basses fréquences » Diapositive suivante : principe du Bass Management en stéréo 2.1

2. Les standards du multicanal 2. La stéréophonie 2/0/1 B. Concentration des basses fréquences en un seul canal de diffusion - Standard découlant de l’industrie du cinéma pour des raisons de compatibilité  utilité première : reproduire des effets de graves spectaculaires - Pas de volonté particulière en terme de spatialisation - Fondé sur l’hypothétique absence de localisation spatiale des basses fréquences par l’être humain Mais - Informations spatiales perçues en stéréophonie normale à partir d’environ 65 Hz - Informations spatiales perçues pour des sources à 90° de part et d’autre de la tête à partir de 30 Hz - Fréquences de coupure standard des systèmes multicanaux à 80 ou 120 Hz

2. Les standards du multicanal 2. La stéréophonie 2/0/1 B. Concentration des basses fréquences en un seul canal de diffusion Différence de niveau perçue entre les deux oreilles pour une source à 90° à gauche

2. Les standards du multicanal 2. La stéréophonie 2/0/1 B. Concentration des basses fréquences en un seul canal de diffusion Intercorrélation entre les signaux parvenant aux oreilles depuis une source située à 90° à gauche

2. Les standards du multicanal 2. La stéréophonie 2/0/1 B. Concentration des basses fréquences en un seul canal de diffusion Conclusions : - Basses fréquences utiles à la localisation spatiale - Utilité provenant de l’ITD et non de l’ILD - Préférence pour un système multicanal à base de haut-parleurs pleine bande - Pour un système stéréophonique placer les subwoofers à 90° - Fidélité de restitution particulièrement sensible aux conditions acoustiques du lieu de diffusion Source : Journal de l’AES, vol.52, N° 9, Septembre 2004

2. Les standards du multicanal 3. La stéréophonie 3/0 A. Correction de la déviation de l’image fantôme centrale Image visuelle Cas typique d’écoute stéréophonique - Position centrale - Position latérale : déplacement de l’image fantôme stéréophonique et incohérence entre le visuel et l’auditif Image auditive - Position latérale : correction par l’ajout d’une voie centrale  recentrage de l’image stéréophonique fantôme centrale

2. Les standards du multicanal 3. La stéréophonie 3/0 B. Avantages - Très grande stabilité de l’image audio centrale - Timbre de l’image centrale très peu dénaturé - Renforcement de la présence des éléments sonores présents à l’écran - Système adapté au vococentrisme cinématographique - Exploitation de l’association cognitive son/image - Possibilité de dissocier ce canal pour l’adaptation multilingue

2. Les standards du multicanal 3. La stéréophonie 3/0 C. Inconvénients - Contraction spatiale de l’image stéréophonique gauche Dilatation spatiale de l’image stéréophonique droite Paradoxe canal central / centre stéréophonique Image stéréo droite Distorsion spatiale générale Destruction d’une partie des indices de localisation temporels et d’amplitude Image de la voie centrale Image stéréo gauche

2. Les standards du multicanal 3. La stéréophonie 3/0 D. Conclusions - Format adapté à la diffusion cinématographique mais pas musicale - Ne peut entrer dans les définitions des standards de haute fidélité - Offre une précision des éléments centraux au détriment de la cohérence et de la précision spatiale - Permet une écoute en groupe restreint moyennant les limitations cités au dessus

2. Les standards du multicanal 4. La quadriphonie (2/2) A. Dans les années 70 - Type de quadriphonie mise en œuvre par Alan Parson et Pink Floyd - Système d’écoute central ne supposant pas de groupe d’écoute étendu - Très intéressant pour la « stéréophonie arrière » : résolution spatiale précise - « Vides » de localisation importants sur les côtés - Stéréophonie avant exagérément large : dilatation de l’espace entre le centre et les extrémités - Mise en œuvre domestique difficile : suppose une pièce profonde

2. Les standards du multicanal 4. La quadriphonie 2/2 B. Sur la base des préconisations UIT-R BS 775.1 - Format issu du 5.1 « standard » à des fins de compatibilité - Utilisé dans la majorité des rééditions musicales des enregistrements quadriphoniques des années 70 (cf. Pink Floyd) - Format avant tout dédié à la diffusion musicale - Compatible avec les installations home theater standard - Compatible avec la quasi unanimité des standards d’encodage

2. Les standards du multicanal 4. La quadriphonie 2/2 B. Sur la base des préconisations ITU-R BS 775.1 Inconvénients : Avantages : - Localisation arrière impossible  impression de masses sonores seulement - Stéréophonie frontale optimale pour la fidélité - Bonne précision de la localisation ante-latérale - Système central : écoute « fidèle » dans une zone limitée - Pas de réelle spatialisation possible en raison de l’angle variable pour les haut-parleurs surround

2. Les standards du multicanal A. Spécifications - 6 points de diffusion discrets - 5 canaux de 80 Hz ou 120 Hz à 20 kHz : L, R, C, Ls, Rs - 1 canal de basses fréquences < 80 ou 120 Hz : LFE - HPs identiques à l’exception du subwoofer - HPs à rayonnement monopolaire - Préconisations pour L et R à 30° (tolérance jusqu’à 22.5°) - Préconisations pour Ls et RS entre 100° et 120° (tolérance jusqu’à 90°) - Hauteur préconisée pour L, R, et C : 1,20 m - Hauteur préconisée pour Ls et Rs : ≥ 1,20 m

2. Les standards du multicanal B. Equations de codage et de décodage sur cinq canaux Equations de codage L R C LS RS A = 1.0000 0.0000 0.7071 B = T = Q1 = Q2 = -0.7071 Equations de décodage A B T Q1 Q2 L’ -1.0000 -0.5000 = R’ 0.5000 C’ 1.4142 LS’ RS’

2. Les standards du multicanal C. Equations de downmixing L R C Sl Sr C’= 0.7071 1.0000 0.5000 L’= 0.0000 R’= S’= Sl’= Sr’=

2. Les standards du multicanal B. Un standard directement dérivé du cinéma  configuration 5.1

2. Les standards du multicanal B. Un standard directement dérivé du cinéma  configuration 4.0

2. Les standards du multicanal B. Un standard directement dérivé du cinéma - Vise à recréer les mêmes effets sonores que dans une salle de cinéma - Effets de basses puissants - Mouvements spectaculaires de masses sonores - Adapté à la diffusion audiovisuelle : présence de la stéréo 3.0 pour la stabilité de l’image centrale - Adapté à la quasi-unanimité des systèmes d’encodage/décodage utilisés dans le cinéma - Conçu pour les adaptations multilingues

2. Les standards du multicanal C. Avantages - Stéréo parfaite pour un placement à 30° et -30° des HP frontaux - Résolution spatiale latérale satisfaisante pour un placement à 30° et -30° des HP frontaux - Avantage du canal central pour la stabilité de l’image centrale - Encombrement relativement réduit

2. Les standards du multicanal D. Inconvénients - Format à géométrie variable : ne peut prétendre à spatialiser précisément - Système central : écoute « fidèle » en un point - Résolution spatiale arrière très insuffisante - Basses non découplées

2. Les standards du multicanal A. Spécifications - 7 points de diffusion discrets - Régi par la recommandation UIT-R BS.775-1 - 6 canaux de 80 Hz ou 120 Hz à 20 kHz : L, R, C, Ls, RS, Cs - 1 canal LFE jusqu’à 80 Hz ou 120 Hz - HPs identiques à l’exception du canal LFE - HPs à rayonnement monopolaire - Peut prendre plusieurs formes - Préconisations pour le HPs L et R : 30° et -30° par rapport à l’axe frontal (tolérance jusqu’à 22,5° et -22,5°) - Préconisations pour les canaux surround : disposition la plus régulière possible sur l’arc de cercle arrière compris entre 60° et -60° - Canal surround central placé à 180° dans la configuration à un seul HP

2. Les standards du multicanal A. Spécifications - Variante avec deux points de diffusion du canal CS - Niveau à -3 dB des HPs CS par rapport à la version mono HP - Distribution régulière des HPs surround dans les secteurs angulaires 60° à 150° et -60° à -150° par rapport aux HPs L et R

2. Les standards du multicanal B. Correspondance avec le cinéma : configuration Cs simple

2. Les standards du multicanal B. Correspondance avec le cinéma : configuration Cs double

2. Les standards du multicanal C. Avantages sur le 3/2/1 - Canal arrière renforçant la précision de la spatialisation arrière - Possibilité de ramener les HPs SL et SR à des angles moins larges  amélioration de la localisation latérale

2. Les standards du multicanal D. Inconvénients - Fidélité de spatialisation arrière et latérale impossible  configuration à géométrie variable en fonction du nombre de HPs Cs - Encombrement plus important que le 3/2/1 : profondeur quasiment doublée

2. Les standards du multicanal A. Spécifications - Format encore exclusivement destiné à la diffusion publique en grande salle (cinéma) - But : donner le maximum de stabilité à l’image sonore frontale - 8 points de diffusion discrets : L, Lh, C, Rh, R, Ls, Rs, LFE, dont 5 frontaux et 2 surround - Origine dans les systèmes de diffusion Todd-AO des années 70 - HP frontaux recommandés identiques - HP latéraux et arrière recommandés identiques à rayonnement isotrope - Normalisation indépendante de l’UIT car attachée aux standards de diffusion

2. Les standards du multicanal B. Avantages et inconvénients - Grande stabilité de l’image frontale pour quasiment tous les emplacements - Possibilité de surfaces de projection de grandes dimensions - Grande couverture des canaux surround Mais - Stéréo distordue du fait de la multiplicité des HPs frontaux - Localisation des sources surround très imprécise en raison de la distribution des HPs  nécessite des apports non présents dans les normes et recommandations car très complexes

2. Les standards du multicanal 8. La surenchère du nombre de canaux A. Les raisons techniques - La multiplicité des canaux permet d’accroître la précision de localisation des sources, en particulier pour les canaux surround - Elle permet la diffusion d’une scène sonore sur une plus grande zone d’écoute - Elle permet d’éviter l’utilisation de DSP trop puissants pour parvenir à une spatialisation satisfaisante - Elle permet d’utiliser une amplification de moindre puissance par canal, ce qui entraîne une diminution des artefacts d’alimentation et des bruits de dissipation calorique

2. Les standards du multicanal 8. La surenchère du nombre de canaux B. Les raisons économiques - Le fait de multiplier les canaux permet de multiplier par autant le nombre de systèmes haut-parleurs/amplification nécessaires - Implique le développement, la distribution et la commercialisation de nouveaux décodeurs sans lesquels on ne peut pleinement profiter du nouveau format - Implique l’aménagement de nouveaux systèmes de diffusion à l’intérieur des salles exisantes - Implique le remastering de nombreux produits (audio simples ou audiovisuels) dans les nouveaux formats associés - Implique l’équipement de studios d’enregistrement, de mixage, etc… - Implique la sortie de nouveaux supports de diffusion grand public remplaçant peu à peu les anciens, avec les équipements de lecture associés

2. Les standards du multicanal 8. La surenchère du nombre de canaux C. Exemples Le TMH Audio System 10.2 (7/3/2) - Système développé par Tomlinson Holman, fondateur de THX - Met l’accent sur la précision spatiale frontale  destiné au son audiovisuel et plus particulièrement au cinéma - Tient compte de la nécessité de séparation des basses, mais avec une volonté d’effets avant toute fidélité - Prise en compte des canaux surround comme de simples canaux d’ambiance et non comme des éléments spatialisateurs à part entière (dipôles) - Au stade de recherche et développé avant tout pour les salles publiques - Application possible au home theater moyennant des adaptations notables de mixage

2. Les standards du multicanal 8. La surenchère du nombre de canaux C. Exemples Implantation du TMH Audio System 10.2 lors de sa 1ère européenne : Institut International du Multimedia, Pôle Léonard de Vinci, Paris

2. Les standards du multicanal 8. La surenchère du nombre de canaux C. Exemples Hamasaki et al. : 22.2 avec perception dans le plan vertical (3/0/2-5/5/0-3/5/0)

2. Les standards du multicanal 9. La diffusion holophonique (ou WFS : Wave Field Synthesis) A. Définitions Système central : un système de diffusion électroacoustique est dit « central » lorsque la résultante des pressions acoustiques issues de ses transducteurs est destinée à une écoute en un point ou une zone très restreinte. Système périphérique : un système de diffusion électroacoustique est dit « périphérique » lorsque la résultante des pressions acoustiques issues de ses transducteurs est destinée à une écoute dans une zone large, généralement délimitée par le périmètre formé par ces transducteurs NB : en fonction des exigences que l’on a face à un système donné, à savoir spatialisation ou ambiophonie, celui-ci peut revêtir un caractère de système central ou périphérique

2. Les standards du multicanal 9. La diffusion holophonique A. Définitions - Système de diffusion holophonique : système périphérique absolu dont le but est de recréer un champ acoustique cohérent en tout point d’une zone d’écoute délimitée par ses transducteurs de reproduction. - Système de diffusion qui implique un encodage et un décodage spécifiques. - Utilise en théorie une infinité de hauts parleurs de dimensions infiniment petites (de la taille du point) - Technique à l’état expérimental ayant connu de très grandes avancées ces dernières années : utilisation en concerts sonorisés et en diffusion électroacoustique musicale. - Equipements très spécifiques mais compatibles avec tout autre système multicanal

2. Les standards du multicanal 9. La diffusion holophonique B. Implantation - Banc de HPs continu entourant la zone d’écoute - Reproduction du champ acoustique dans toute la zone d’écoute avec perceptions relatives - Nombre de canaux théoriquement infini, réduit au nombre de HPs utilisés - Nécessité de DSPs très complexes afin de calculer les signaux alimentant les HPs, ainsi que les compensations acoustiques à effectuer.

2. Les standards du multicanal 9. La diffusion holophonique C. En pratique : utilisation de MAPs (Multi Actuator Pannels)

2. Les standards du multicanal 9. La diffusion holophonique C. En pratique : principe du MAP

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 1. La stéréophonie 2.0 - Encodage et décodage sur deux canaux - Utilisation des indices de localisation psychoacoustiques humains pour recréer des sources virtuelles situées entre les deux transducteurs de reproduction - Encodage spatial sur la différence d’intensité des signaux parvenant aux oreilles de l’auditeur (ILD = Interaural Level Difference) - Encodage spatial sur la différence de temps des signaux parvenant aux oreilles (Interaural Time Difference) - Extensions possibles via l’exploitation d’autres indices psychoacoustiques  stéréophonie binaurale - Corrections possibles sur la diffusion dans le but d’en compenser les effets destructeurs sur le signal  système transaural pour une diffusion sur HP et auralisation pour diffusion sur casque

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 1. La stéréophonie 2.0 Perception normale : - Différence de temps d’arrivée du front d’onde entre l’oreille gauche et l’oreille droite (∆t) - Différence d’intensité perçue du front d’onde entre l’oreille gauche et l’oreille droite (∆I), due à l’effet de masquage de la tête ∆I ∆t

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 1. La stéréophonie 2.0 Encodage stéréo : Encodage selon l’intensité : loi de l’intensité prédominante Intensité accrue à droite  perception de l’image de la source plus à droite Intensité accrue à gauche  perception de l’image de la source plus à gauche

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 1. La stéréophonie 2.0 Encodage stéréo : Encodage selon la différence de temps : loi du premier front d’onde Premier front d’onde venant de droite  perception de l’image de la source plus à droite Premier front d’onde venant de gauche  perception de l’image de la source plus à gauche

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 1. La stéréophonie 2.0 Loi de compensation des ∆I et ∆t (selon [Blauert97])

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 2. Le Dolby Stereo et le Dolby Surround A. Un système né pour le cinéma (1976) - Encodage sur 2 canaux de 4 canaux de diffusion : Gauche, Centre, Droite et Surround (LCRS) - Signal « couché » sur la pellicule 35mm  2 pistes optiques analogiques à variation d’amplitude placées entre les perforations et l’image - Volonté d’immersion dans le son, sans réelle volonté de spatialisation  le canal surround sert uniquement à reproduire des effets sonores car mono - Première utilisation dans « Star Wars, Episode IV, A new hope » en 1977 -Permet la compatibilité descendante avec les systèmes stéréo traditionnels

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 2. Le Dolby Stereo et le Dolby Surround B. Conditions d’écoute en salle (Dolby Stereo)

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 2. Le Dolby Stereo et le Dolby Surround C. Principe d’encodage Left + + Lt Left Total - Center -3dB Right + + Rt Right Total LP Filter Half Dolby B NR Φ=π/2 -3dB Surround

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 2. Le Dolby Stereo et le Dolby Surround D. Principe de décodage : le décodeur passif simple (Dolby Surround) Lt Left + Surround - Rt Right

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 2. Le Dolby Stereo et le Dolby Surround D. Principe de décodage : le décodeur passif simple (Dolby Surround) Avantages : - Très grande simplicité du décodeur  mise en œuvre très facile dans les années 80 - Pouvoir de séparation très élevé (quasi infini) entre Center et Surround Inconvénients : - Très faible pouvoir de séparation entre Surround, Left et Right (inférieur à 3dB) - Perte du canal Center présent à l ’encodage en tant que canal discret - Stéréo très perturbée par le signal Surround en opposition de phase

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 2. Le Dolby Stereo et le Dolby Surround E. Principe de décodage : le décodeur passif (Dolby Surround) Master Volume Control L / R Balance Lt Input balance control Left Right Surround Trim Rt L-R Surround Anti Alias Filter Audio Time Delay 7 kHz Low-pass filter Modified Dolby B-Type NR Decoder

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 2. Le Dolby Stereo et le Dolby Surround E. Principe de décodage : le décodeur passif (Dolby Surround) Avantages : - Décodeur relativement simple - Pouvoir de séparation très élevé (quasi infini) entre Center et Surround - Filtre psychoacoustique pour ne pas gêner le caractère central de l’image - Très faible taux de bruit magnétique équivalent grâce au Dolby B Inconvénients : - Très faible pouvoir de séparation entre Surround, Left et Right (inférieur à 3dB) - Perte du canal Center présent à l ’encodage en tant que canal discret - Stéréo très perturbée par le signal Surround en opposition de phase

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 2. Le Dolby Stereo et le Dolby Surround F. Conditions d’écoute domestique

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 3. Le Dolby Surround Prologic A. Le décodage cinéma à domicile - Apparu en 1987 - Principe de décodage uniquement : appliqué à l’encodage Dolby Surround - Même principe que celui appliqué au Dolby Stéréo au cinéma (le canal central est dématricé) - Technologie identique à celle du cinéma mais accessible au grand public - Utilisation d’un dématriçage adaptatif dynamique - Monitoring constant des signaux Lt et Rt pour y adapter le dématriçage - Principe fondé sur le concept de la dominance de direction

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 3. Le Dolby Surround Prologic A. Le décodage cinéma à domicile : principe du vecteur de dominance C Dominance C/S Amplitude relative Du signal dominant Angle encodé du Signal dominant L R Dominance L/R S

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 3. Le Dolby Surround Prologic B. Principe de décodage : Le décodeur à matrice adaptative L Master Volume Control L / R Balance Lt Input balance control Dolby Prologic Adaptative Matrix Left R Right C Center Trim Center Rt S Surround Trim Surround S Noise Sequencer Anti Alias Filter Audio Time Delay 7 kHz Low-pass filter Modified Dolby B-Type NR Decoder

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 3. Le Dolby Surround Prologic B. Principe de décodage : La matrice adaptative Lt Conditionnement du signal Analyse et détection du vecteur de dominance Reconstitution des canaux Réseau combinatoire L Full Wave Rt Filtres Passe bande log + - Double Constante De temps Séparateur De polarité ELL ELR R Full Wave ERL ERR Switches à seuil C ECL ECR L+R Full Wave log + - S Double Constante De temps Séparateur De polarité ESL ESR L-R Full Wave

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 3. Le Dolby Surround Prologic C. Avantages et inconvénients Avantages : - Pouvoir de séparation très élevé (quasi infini) entre Center et Surround (30 dB en pratique) - Pouvoir de séparation élevé entre les voies adjacentes : 37 dB théoriques, 30 dB en pratique - Séparation du signal central en un canal discret - Filtre psychoacoustique pour ne pas gêner le caractère central de l’image - Très faible taux de bruit magnétique équivalent grâce au Dolby B - Adressage des basses fréquences du canal Centre vers Left et Right  permet d’utiliser une enceinte centrale de petite taille Inconvénients : - Système relativement complexe au vu de son efficacité - Ajustements de niveaux incessants entre les différentes composantes  mixage original peu respecté - Peu adapté à la diffusion musicale

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 3. Le Dolby Surround Prologic D. Conditions d’écoute domestique Right Center Left Adressage Basses fréquences Surround

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 4. Le Dolby Surround Prologic II A. Un prologic « amélioré » - Principe de décodage uniquement : appliqué à l’encodage Dolby Surround - Même principe que celui appliqué au Dolby Stéréo au cinéma (le canal central est dématricé) - Utilisation d’un dématriçage adaptatif dynamique - Monitoring constant des signaux Lt et Rt pour y adapter le dématriçage - Principe fondé sur le concept de la dominance de direction - Adaptation du fonctionnement en fonction des programmes écoutés : mode film, émulation Prologic, mode musical - Volonté d’adaptation du surround sur des sources stéréo traditionnelles - Mise en stéréo (décorrélation) des canaux Surround - Adressage des basses fréquences vers un canal discret : LFE = Low Frequency Effects - Possibilité de désactiver les filtres Surround à 7 kHz pour de l’écoute musicale

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 4. Le Dolby Surround Prologic II B. Principes de fonctionnement - Commutation des modes d’adaptation en « rapide » ou « lent » séparée pour les axes L/R et C/S - Ces modes ne comportent plus seulement les valeurs « rapide » et « lent », mais également tous leurs intermédiaires (variation continue des modes) - Implémentation des contrôles de VCA en feedback design + Rt - FWR VCA S C Lt L R

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 4. Le Dolby Surround Prologic II B. Principes de fonctionnement : schéma général Matrice De décodage L C Width & Bass Management L Volume & Balance Lt L R R R C C C Rt Ls Ls Ls Rs Retard audio Shelf Ou 7 kHz LPF Rs Rs SUB SUB Dimension Panorama Autobalance Retard audio Shelf Ou 7 kHz LPF Noise sequencer

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 4. Le Dolby Surround Prologic II C. Avantages et inconvénients Avantages : - Pouvoir de séparation très élevé (quasi infini) entre Center et Surround (30 dB en pratique) - Pouvoir de séparation élevé entre les voies adjacentes : 37 dB théoriques, 30 dB en pratique - Séparation du signal central en un canal discret - Filtre psychoacoustique débrayable pour ne pas gêner le caractère central de l’image - Très faible taux de bruit magnétique équivalent grâce au Dolby B - Adressage des basses fréquences vers un canal LFE  permet l’utilisation de petites enceintes - Dimension : permet le réglage du champ acoustique plutôt vers l’avant ou l’arrière - C Width : permet le dosage du canal central entre Left et Right, et Centre - Panorama : extension d’une stéréo conventionnelle aux canaux surround (ambiance reconstituée) - Possibilité de gérer des formats de diffusion allant du 2/0/1 au 3/2/1

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 4. Le Dolby Surround Prologic II C. Avantages et inconvénients Inconvénients : - Système très complexe au vu de son efficacité en termes de fidélité spatiale - Ajustements de niveaux incessants entre les différentes composantes  mixage original peu respecté : s’adresse en priorité à la sonorisation de films à grand spectacle - Aspect confort d’écoute mis en avant au détriment de la fidélité timbrale

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 4. Le Dolby Surround Prologic II D. Conditions d’écoute en salle publique SR Right Sub Center Left SL

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 4. Le Dolby Surround Prologic II E. Conditions d’écoute domestique Right Sub Center Left SL SR

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 5. Le Dolby SR-D et le Dolby Digital A. 6 pistes audio sur un seul flux Distinction SR-D et Dolby Digital : - Dolby SR-D : format d’encodage numérique pour le cinéma stocké en optique entre les Perforations de la pellicule (SR-D : Spectral Recording-Digital) - Dolby Digital : strictement identique, mais pour le grand public. Stockage comme fichier à part sur le support (DVD en général) Spécifications : - 6 pistes audionumériques indépendantes multiplexées en un flux de données (bitrate : 32 kbps à 640 kbps, en général entre 320 et 384) - Limitation à 6 pistes donnée par la norme SMPTE, mais pas présente dans le standard lui-même - fréquence d’échantillonnage : 32, 44,1 ou 48 kHz - résolution :de 8 à 20 bits - Compression audionumérique atteignant couramment 14:1 (DVD Video) - Compatible multi-formats de diffusion (du 1/0/0 au 3/3/1) - Principe de codage : l’AC-3 des laboratoires Dolby - Permet l’intercompatibilité des formats de diffusion (downmix)

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 5. Le Dolby SR-D et le Dolby Digital B. Principe général du processus encodage/décodage Transport Transport ADC & Compression Multiplexage Démultiplexage Reconstruction & DAC Stockage 6 audio out 6 audio in

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 5. Le Dolby SR-D et le Dolby Digital C. Le codage AC-3 : Schéma général Marqueurs de transitoires Detection De transitoires Quantizer (Dither) Sous- bandes Coefficients Helper Bit pack Forward TDAC Transform HF Carrier/ Envrloppe Separation Global Bit allocation Buffer D’entrée 3 Hz HPF Fenêtrage Fixed To Float Coefficients De couplage Coefficients Entrée 6 pistes numériques

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 5. Le Dolby SR-D et le Dolby Digital D. Avantages et inconvénients Avantages : - Format entièrement numérique jusqu’aux étages d’amplification finaux - Tire pleinement profit des capacités du 3/2/1 grâce à ses 6 canaux discrets - Indépendant de la technique de mixage - Compatible avec tous les formats de diffusion conformes à la recommandation ITU-R BS 775.1 jusqu’au 3/2/1 - Se stocke indépendamment de l’image  facilité pour les VI des films - Occupe très peu de place sur les supports de stockage grâce à la compression AC-3 - Très peu sujet à la dégradation lors de sa transmission (fibre optique ou coax) - Flexible en termes de qualité du signal - Capable de reproduire des dynamiques de signaux empruntant une résolution jusqu’à 22 bits - Présent dans tous les décodeurs et amplis home-theater récents - Décodeurs de très faible coût et relativement bonne qualité

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 5. Le Dolby SR-D et le Dolby Digital E. Avantages et inconvénients Inconvénients : - Compression audionumérique bien souvent trop importante dégradant notablement le signal - Gestion d’un seul canal de graves ne permettant pas de profiter de la localisation BF - Possibilité de report des BF sur les 5 canaux principaux en pleine bande, mais risque d’incompatibilité avec les systèmes home-theater d’entrée de gamme

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 5. Le Dolby SR-D et le Dolby Digital F. Conditions d’écoute en public SR Right Sub Center Left SL

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 5. Le Dolby SR-D et le Dolby Digital G. Conditions d’écoute domestique Right Sub Center Left SL SR

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 6. Le Dolby Digital Surround EX A. Un septième canal… pour le prix de six Spécifications : - Exactement identiques à celles du Dolby Digital classique - Septième canal ajouté pour une voie centrale arrière - Canal arrière matricé avec les deux canaux SL et SR - Principe de corrélation de phase pour déduire le canal arrière : on ne garde que les éléments strictement en phase entre ces deux canaux - Format émanant d’une demande Gary Rydstorm, directeur de la création des studios Skywalker - Première apparition au cinéma en 1999 dans le premier volet de Star Wars, « La menace fantôme » - Apparition dans le grand public en 2001

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 6. Le Dolby Digital Surround EX B. Principe de décodage Transport Reconstruction & DAC Démultiplexage L Stockage R C LFE FFT Bande étroite Corrélation en Sous bandes Synthèse SL SC SR SC SL SL SR SR

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 6. Le Dolby Digital Surround EX C. Avantages et inconvénients Avantages : - Les mêmes que le Dolby Digital - Présence du canal arrière central, favorable à la précision de spatialisation arrière et aux mouvements avant/arrière - Compatibilité avec les décodeurs Dolby Digital classiques - Possibilité d’ajouter une extension aux décodeurs Dolby Digital classiques pour bénéficier du canal supplémentaire du EX Inconvénients : - Identiques à ceux du Dolby Digital - Le canal arrière central est un canal matricé  pouvoir de séparation restreint par rapport à un canal discret

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 7. Le DTS A. Spécifications - Basé sur l’algorithme « Coherent Acoustics » - Jusqu’à 8 canaux discrets en version native - Possibilité d’un canal LFE discret supplémentaire - Fréquence d’échantillonnage entre 8 et 192 kHz - Résolution de 8 à 24 bits - Débit de 32 à 4096 kbits après compression - Initialement fourni sur support à part (CD-ROM synchronisé au cinéma) - A partir de 1999, disponible en tant que piste audio sur DVD - Utilisation prévue pour des supports allant de la téléphonie au cinéma - Encodage pour système 3/2/1 dans le domaine domestique - Stratégie de codage : profiter des limites du système humain pour allouer du débit aux évènements audibles ≠ Dolby (réduction du débit à tout prix)

2. Les standards du multicanal b. Les formats d’encodage/décodage 7. Le DTS B. Principe du « Coherent Acoustics » -