Les systmes Ambisonic

Dfinitions des tapes dencodage et dcodage. Etape dencodage : dcomposition du champ acoustique en un point selon les harmoniques sphriques (ensemble complet sur la surface de la sphre de rayon unit)

. Etape de dcodage : adaptation des signaux encods au dispositif de reproduction, en les optimisant selon les critres de Makita pour les basses frquences, et selon les critres nergtiques pour les hautes frquencesPage suivante : exemple dencodage au premier ordre (Format B)

Cas particulier dun encodage au 1er ordre :LE FORMAT BPour une onde plane S dincidence (,), lencodage Ambisonic au premier ordre est constitu de signaux W, X, Y et Z dfinissant le Format B :

W = SX = S.cos.cos Y = S.sin .cos Z = S.sin

et ce, quelque soit le systme de diffusion ultrieur envisag.

Avantages du Format B. Encodage constitu par des gains indpendants de la frquence

. Encodage indpendant du systme de restitution

. Nombre de canaux dencodage fixe

. Compatibilit stro grce lencodage UHJ des canaux du Format B

. Manipulation des scnes sonores encodes possible

Ralisation pratique de lencodageau format B. Encodage direct : enregistrementavec un micro SoundfieldMontage ttradrique des 4 capsules du Micro Soundfield (MkV)

Ralisation pratique de lencodageau format B. Encodage direct : Enregistrement avec un micro AGMMontage ttradrique des 4 capsules du Micro AGM MR2

Ralisation pratique de lencodageau format B. Encodage direct : Passage du format A au format B AmbisonicC1 + C2 + C3 + C4 = WC1 + C2 - C3 - C4 = XC1 - C2 + C3 - C4 = YC1 - C2 - C3 + C4 = Z

Ralisation pratique de lencodageau format B. Encodage par synthse :

Rotation dune scne sonore au Format BOn cherche simuler une rotation dangle dune scne sonore encode au format B autour de laxe [Oz) :

Rotation dune scne sonore au Format Bsimplification dans le plan (xOy) =/6Source

Dformation dune scne sonoreencode au Format B (focus)Principe du focus : extraire de la scne sonore compacte des vnements sonores provenant dun cne dincidences

Synthse dun micro de directivit cardiode ou plus, pointant dans un direction donne :Rotation de la scne enregistre pour que laxe du focus concide avec [Ox)

Extraction de linformation dans la direction frontale (W+X)

Positionnement du message prcdent dans laxe initial du focus par une synthse au format B

Dformation dune scne sonoreencode au Format B (focus)W+X+2X+3XCardiodeHypercardiodeCanon

Dcodage Ambisonic en basses frquencesHypothse 1 : lincidence perue dune source sonore est perpendiculaire au front donde.Si sv est le vecteur vlocit associ londe sonore composite, issue de la superposition de la contribution des N hauts parleurs, et s la direction cible, alors on doit respecter le critre suivant :avecCritre de Makita (1)

Dcodage Ambisonic en basses frquencesConventions pour les coordonnes et Angles dans un systme de reproduction multicanal (vue de dessus)

Dcodage Ambisonic : hypothses du dcodage dordre 1Soit un systme de diffusion D constitu de n haut parleurs situs quidistance du sweet spot O. - Ces haut parleurs sont caractriss par leur position angulaire 1, 2, , n relative laxe frontal Ox du systme.- Ces hauts parleurs sont caractriss par les signaux respectifs g1, g2, , gn quils diffusent en direction de O.

Soit un systme A de captation Ambisonic dordre 1, agissant dans le plan, centr en O et dont le doublet frontal X est orient dans le sens de laxe Ox.Le signal acoustique peru par les caractristiques directionnelles W, X et Y scrit : W = SX = S cos Y = S sin

Avec S signal acoustique manant de la source SWXY

Dcodage Ambisonic : hypothses du dcodage dordre 1Daprs le critre de Makita (hypothse basses frquences), le signal acoustique S1 mis par lensemble du systme et encod par le systme dencodage A peut scrire de la manire suivante :

W = g1 + g2 + + gnX = g1 cos 1 + g2 cos 2 + + gn cos nY = g1 sin 1 + g2 sin 2 + + gn sin n

Soit prsent S2 le signal dune scne sonore spatiale quelconque, encode par A.S2 peut scrire :

W2 = PS2X2 = P cos Y2 = P sin

Avec P pression rsultante composite au centre de A des pressions gnres par lensemble des sources composant la scne sonore.

Dcodage Ambisonic : hypothses du dcodage dordre 1En dcodant S2 au moyen du systme de diffusion D, S1 peut alors scrire :

W = g1 P + g2 P + + gn P = PX = g1P cos 1 + g2 P cos 2 + + gn P cos n = P cos Y = g1P sin 1 + g2 P sin 2 + + gn P sin n = P sin

Do

g1 + g2 + + gn = 1g1 cos 1 + g2 cos 2 + + gn cos n = cos g1 sin 1 + g2 sin 2 + + gn sin n = sin

Ce qui, sous forme matricielle scrit :Me : matrice dencodage

Dcodage Ambisonic lordre 1On a : Md = Met (Me x Met)-1

Avec :Md : matrice de dcodageMet : transpose de la matrice dencodage

Et : g1, g2, , gn les signaux alimentant les haut parleurs de D, tels que :

Dcodage Ambisonic lordre 1Application numrique : dcodage pour un systme 3/2/1Matrice dencodage :g1g2g3g4g5Transpose de la matrice dencodage

Dcodage Ambisonic lordre 1Application numrique : dcodage pour un systme 3/2/1Me.Met=

Dcodage Ambisonic lordre 1Application numrique : dcodage pour un systme 3/2/1(Me.Met)-1 =Md = Met .(Me.Met)-1 =

Dcodage Ambisonic lordre 1Application numrique : dcodage pour un systme 3/2/1do :

g1 = 0,072 W + 0,31 X + 0 Yg2 = 0,1 W + 0,241 X + 0,22 Yg3 = 0,363 W - 0,396 X + 0,415 Y g4 = 0,363 W - 0,396 X - 0,415 Yg5 = 0,1 W + 0,241 X - 0,22 Y

Valable pour le dcodage de tout signal encod dans le plan en Ambisonic lordre 1, sur tout systme de diffusion 3/2/0 conforme strictement la recommandation UIT-R BS.775-1