La présente invention est relative aux procédés et dispositifs d'insonorisation active.

Plus particulièrement, l'invention concerne un procédé pour insonoriser un espace recevant des bruits, en émettant des contrebruits dans ledit espace.

Le document EP-A-0 601 934 décrit un exemple d'un tel procédé, dans lequel : -on capte les bruits à atténuer à l'extérieur de l'espace à insonoriser, au moyen de microphones, -on calcule les contrebruits pendant la propaga- tion des bruits vers 1'espace à insonoriser, -puis on émet lesdits contrebruits de façon qu'ils parviennent dans ledit espace à insonoriser en mme temps que les bruits à atténuer.

Le procédé décrit dans ce document donne satisfac- tion, notamment pour atténuer des bruits aléatoires tels que ceux provenant de la rue, mais il présente néanmoins l'inconvénient que les contrebruits doivent tre calculés et émis extrmement rapidement avant que les bruits à at- ténuer n'atteignent 1'espace à insonoriser, ce qui limite le volume des calculs effectués pour déterminer les con- trebruits, et donc la qualité de l'insonorisation.

La présente invention a notamment pour but de pal- lier cet inconvénient, lorsque les bruits à atténuer sont émis par un appareil électrique générateur de sons tel qu'un récepteur de radio, de télévision, une chaîne hi-fi, ou similaires.

A cet effet, selon l'invention, un procédé du genre en question est essentiellement caractérisé en ce qu'on acquiert un signal électrique dit de référence, uti-

lise par un appareil électrique générateur de-sons qui transforme ce signal électrique de référence en ondes so- nores à l'origine d'au moins une partie des bruits à atté- nuer, cette acquisition étant réalisée directement par voie électromagnétique (par exemple, acquisition directe du signal électrique par voie filaire, acquisition en cap- tant une onde, radio ou lumineuse, modulée en fonction du signal de référence, ou autres) au plus tard au moment où l'appareil électrique générateur de sons transforme ledit signal électrique de référence en ondes sonores, et en ce qu'on détermine les contrebruits en fonction de ce signal électrique de référence.

Grâce à ces dispositions, le signal qui sert à dé- terminer les contrebruits est acquis au plus tard lors de l'émission des bruits, alors que dans les procédés de l'art antérieur, ce signal était acquis par des transduc- teurs, par exemple des microphones, qu'après que les ondes sonores à l'origine des bruits aient déjà parcouru une certaine distance : l'invention évite ce retard dans l'ac- quisition du signal de référence utilisé pour déterminer les contrebruits, ce qui permet de disposer de plus de temps pour déterminer lesdits contrebruits, et donc d'uti- liser un processus d'élaboration desdits contrebruits qui soit plus fin et plus efficace que dans l'art ultérieur.

Dans des modes de réalisation préférés du procédé selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : -les contrebruits sont émis au moyen d'un nombre n non nul de haut-parleurs, et on détermine les contre- bruits également en fonction de données relatives à la propagation des sons, d'une part, entre l'appareil élec- trique générateur de sons et 1'espace à insonoriser, et

d'autre part, entre les haut-parleurs et 1'espace à inso- noriser ; -les contrebruits sont élaborés par filtrage adaptatif, -chaque haut-parleur i émet un signal où : . hij (-t) représente la retournée temporelle de la réponse impulsionnelle hij (t), préalablement déterminée et mémorisée, entre le haut-parleur i et un point j prédéter- miné dit"de calibration"appartenant à l'espace à insono- riser, 1'espace à insonoriser comprenant un nombre p non nul de points de calibration, la réponse impulsionnelle hij (t) correspondant au signal acoustique reçu au point j lorsque le haut-parleur i émet une courte impulsion acous- tique, . gj (t) est la réponse impulsionnelle, préalablement déterminée et mémorisée, entre l'appareil électrique géné- rateur de sons et le point de calibration j, cette réponse impulsionnelle gj (t) correspondant au signal acoustique reçu au point de calibration j lorsque l'appareil électri- que générateur de sons émet une courte impulsion acousti- que, . S (t) est une estimation du signal acoustique émis par l'appareil électrique générateur de sons, cette esti- mation étant déterminée en fonction du signal électrique de référence, et s désigne le produit de convolution ; -S (t) s'exprime sous la forme A. s (t), où A est un coefficient constant au moins par périodes et s (t) est un signal déterminé directement à partir du signal élec-

trique de référence, et on mesure le bruit dans 1'espace à insonoriser pour déterminer le coefficient A ; -le coefficient A est déterminé par un processus de minimisation du bruit dans 1'espace à insonoriser.

Par ailleurs, l'invention a également pour objet un dispositif pour la mise en oeuvre d'un procédé tel que défini ci-dessus, ce dispositif comportant : -un système d'acquisition par voie électromagné- tique pour acquérir le signal électrique de référence, -une unité centrale électronique qui est reliée par voie électromagnétique (liaison radio, liaison filaire électrique, liaison par fibre optique, ou similaires) au système d'acquisition et qui est adaptée pour déterminer les contrebruits, -et un nombre n non nul de haut-parleurs qui sont reliés à l'unité centrale électronique pour émettre les contrebruits vers 1'espace à insonoriser.- Dans des modes de réalisation préférés du dis- positif selon l'invention, on peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : -le dispositif comprend l'appareil électrique générateur de sons, et le dispositif d'acquisition est in- tégré à cet appareil électrique ; -l'appareil électrique générateur de sons est adapté pour générer les ondes sonores correspondant au si- gnal électrique de référence avec un certain retard par rapport à l'acquisition dudit signal électrique de réfé- rence par le dispositif d'acquisition ; -ledit retard est compris entre 0,01 et 2 secon- des ;

-l'appareil électrique générateur de sons génère également des images, avec le mme retard que pour la gé- nération desdites ondes sonores ; -le dispositif d'acquisition est connecté à l'appareil électrique générateur de sons ; -l'appareil électrique générateur de sons est un récepteur adapté pour recevoir ledit signal électrique de référence sur un canal de réception parmi un certain nom- bre de canaux de réception prédéterminés, le dispositif d'acquisition étant lui-mme un récepteur qui est indépen- dant dudit appareil électrique générateur de sons et qui est adapté pour recevoir un signal électrique sur un canal de réception parmi lesdits canaux de réception prédétermi- nés, le dispositif comportant en outre des moyens pour sé- lectionner le canal de réception sur lequel est reçu le signal électrique de référence ; -le dispositif comporte en outre au moins un mi- crophone qui est adapté pour recevoir les bruits engendrés par l'appareil électrique générateur de sons, ce micro- phone étant relié à l'unité centrale pour lui transmettre un signal électrique représentatif des bruits reçus par ledit microphone, et ladite unité centrale étant adaptée pour : . commander le dispositif de réception en lui fai- sant balayer les différents canaux de réception et en com- parant les signaux électriques ainsi reçus avec le signal électrique provenant du microphone, . sélectionner un canal de réception, sur lequel est reçu le signal électrique le plus proche du signal élec- trique provenant du microphone,

. et utiliser ensuite le signal électrique-reçu sur ce canal de réception en tant que signal électrique de ré- férence.

D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion apparaîtront au cours de la description suivante d'une de ses formes de réalisation, donnée à titre d'exem- ple non limitatif, en regard des dessins joints.

Sur les dessins : -la figure 1 est une vue schématique illustrant un premier mode de réalisation de l'invention, -la figure 2 est une vue schématique de l'appareil électrique générateur de sons dont on cherche à atténuer le bruit, dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, -et la figure 3 est une vue schématique simi- laire à la figure 1, illustrant un troisième mode de réa- lisation de l'invention.

Sur les différentes figures, les mmes références désignent des éléments identiques ou similaires.

Dans 1'exemple représenté sur la figure 1, on cherche à insonoriser un espace 1, formant une certaine zone d'un local 2 appartenant à un bâtiment 3, en atté- nuant les bruits engendrés par un appareil électrique gé- nérateur de sons 4.

Dans l'exemple considéré ici, l'appareil électri- que générateur de sons est un récepteur de télévision, mais il pourrait s'agir de tout autre appareil électrique qui transforme un signal électrique analogique ou numéri- que, dit signal électrique de référence, en ondes sonores à l'origine d'au moins une partie des bruits que l'on cherche à atténuer dans 1'espace 1.

Ainsi, l'appareil électrique générateur de sons pourrait tre également constitué par un récepteur de ra- dio, un lecteur de disque optique, un lecteur de disque à microsillons, un lecteur de bande magnétique (présentée ou non sous forme de cassette), un haut parleur recevant par voie filaire ou autre le signal à diffuser, etc, ou une combinaison de ces éléments.

L'appareil électrique générateur de sons dont on cherche à atténuer les bruits est en général situé dans un autre local 5 du mme bâtiment 3 que 1'espace 1, mais cet appareil pourrait également tre situé à l'extérieur du bâtiment 3, par exemple lorsqu'on cherche à atténuer les bruits provenant d'une sonorisation de rue ou d'une sono- risation de concert en plein air.

De la mme façon, l'espace 1 à insonoriser pour- rait le cas échéant tre situé à l'extérieur d'un bâti- ment.

L'insonorisation de 1'espace 1 est réalisée en gé- nérant dans cet espace des contrebruits, en opposition de phase avec les bruits provenant de l'appareil électrique 4 générateur de sons.

Ces contrebruits sont générés par un nombre n, au moins égal à 1 et généralement au moins égal à 2, de haut- parleurs 6 commandés par une unité centrale électronique 7, qui est généralement constituée par un calculateur re- lié par voie filaire ou hertzienne aux haut-parleurs 6 par l'intermédiaire de convertisseurs analogiques-numériques intégrés par exemple dans ledit calculateur.

Par ailleurs, le calculateur 7 est également relié par voie électromagnétique à l'appareil électrique généra- teur de son 4, de façon à recevoir de cet appareil le si- gnal électrique de référence susmentionné.

Cette liaison électromagnétique peut tre réalisée par voie filaire (liaison point à point ou bus domotique, par câble plein, par câble coaxial ou par fibre optique) ou par voie hertzienne, comme dans 1'exemple représenté sur la figure 1.

Dans ce dernier cas, le calculateur 7 est relié à un récepteur radio 8 tandis qu'un émetteur radio 9 est connecté au téléviseur 4, par exemple par l'intermédiaire de la sortie audio ou de la prise"Péritel"de ce télévi- seur ou de tout autre interface, pour transmettre le si- gnal électrique de référence vers le récepteur 8 et le calculateur 7.

Compte tenu du fait que l'acquisition et la trans- mission du signal électrique de référence par voie élec- tromagnétique est quasi instantanée en comparaison de la propagation du son, le calculateur 7 connaît ainsi le si- gnal de référence s (t) correspondant au signal sonore émis par l'appareil électrique générateur de sons 4, bien avant que ce signal sonore n'atteigne le local 2.

Le calculateur 7 dispose ainsi du maximum de temps pour évaluer de façon optimale les contrebruits à faire émettre par les différents haut-parleurs 6.

Cette détermination des contrebruits peut tre réalisée par tout moyen connu, par exemple par filtrage adaptatif par exemple comme enseigné dans le document EP- A-0 505 949 (voir la figure 16 de ce document, où le si- gnal s (t) serait appliqué au circuit à la place du signal provenant du microphone 25 de ladite figure 16), ou selon un procédé voisin du procédé enseigné dans le document EP- A-0 601 934.

Dans ce cas, au cours d'une étape initiale de ca- libration, on mesure au niveau d'un nombre p (généralement

supérieur à 2) de points dits"de calibration"10 de l'es- pace 1 : -d'une part, la réponse impulsionnelle hij (t), entre chaque haut-parleur 6 d'indice i et chaque point de calibration 10 d'indice j, la réponse impulsionnelle hij (t) correspondant au signal acoustique reçu au point j lorsque le haut-parleur i émet une courte impulsion acous- tique, -et la réponse impulsionnelle gj (t) entre l'ap- pareil électrique générateur de sons 4 et chaque point de calibration j, cette réponse impulsionnelle correspondant au signal acoustique reçu au point j lorsque l'appareil électrique générateur de sons émet une courte impulsion acoustique, ou lorsqu'un appareil spécial émet ladite courte impulsion acoustique depuis l'emplacement de l'ap- pareil électrique 4.

Les réponses impulsionnelles hij (t) et gj (t) peu- vent tre mesurées par exemple en disposant un microphone 11 successivement aux différents points de calibration 10 (ou en disposant plusieurs microphones simultanément aux différents points 10) et en faisant émettre les impulsions acoustiques susmentionnées par les haut-parleurs 6, et de- puis l'emplacement de l'appareil électrique générateur de son 4, ce microphone 11 étant relié au calculateur 7 par voie filaire ou hertzienne, par l'intermédiaire d'un con- vertisseur analogique-digital intégré audit calculateur de façon que les réponses impulsionnelles puissent tre ac- quises et mémorisées par le calculateur 7.

Pour insonoriser 1'espace 1, le calculateur 7 fait ensuite émettre par chaque haut-parleur i un signal

où. hij (-t) représente la retournée temporelle de la réponse impulsionnelle hij (t), -S (t) est une estimation du signal acoustique émis par l'appareil électrique générateur de sons, cette estimation étant déterminée en fonction du signal électri- que de référence s (t), -et 0 désigne le produit de convolution.

On rappelle ici que le produit de convolution d'une fonction f (t) par une fonction g (t) vaut : De préférence, pour estimer le signal acoustique émis par l'appareil électrique générateur de son 4, le calculateur exprime cette estimation sous la forme S (t) =A. s (t), où A est un coefficient constant au moins par périodes, qui reflète le réglage du volume sonore effectué par l'utilisateur de l'appareil électrique 4.

Afin d'évaluer le coefficient A, on peut par exem- ple laisser le microphone 11 (ou plusieurs microphones) en permanence dans 1'espace 1 à insonoriser, et le calcula- teur 7 fait varier progressivement le coefficient A de fa- çon à minimiser le bruit perçu par ledit microphone.

Ce processus de minimisation peut tre mis en oeu- vre en permanence ou à intervalles de temps rapprochés par le calculateur 7, ou encore lorsque le microphone 11 me- sure un niveau de bruit supérieur à un seuil déterminé, pour le cas où l'utilisation de l'appareil 4 aurait modi- fié le volume sonore de cet appareil.

Le cas échéant, le coefficient A (ou l'estimation S (t)) pourrait tre transmis par l'émetteur 9 à partir de données acquises directement dans l'appareil 4.

Par ailleurs, dans un deuxième mode de réalisation de l'invention, représenté sur la figure 2, l'émetteur ra- dio 9', ou tout autre dispositif d'acquisition du signal électrique de référence s (t), pourrait tre intégré à l'appareil électrique générateur de sons 4 qui ferait alors partie intégrante du dispositif d'insonorisation ac- tive selon l'invention.

Dans ce cas, avantageusement, l'appareil électri- que générateur de sons 4 peut tre adapté pour générer les ondes sonores correspondant au signal électrique de réfé- rence avec un certain retard par rapport à l'acquisition dudit signal par l'émetteur 9, ce retard pouvant tre com- pris par exemple entre 0,01 et 2 secondes : on peut ainsi donner du temps supplémentaire au calculateur 7 pour dé- terminer de façon optimale les contrebruits à faire émet- tre par les différents haut-parleurs 6.

Lorsque l'appareil 4 génère également des images, comme dans le cas d'un récepteur de télévision, il génère ces images avec le mme retard que pour les ondes sonores.

Enfin, selon un troisième mode de réalisation de l'invention, représenté sur la figure 3, lorsque l'appa- reil électrique générateur de sons 4 est un récepteur de radio ou de télévision, ou plus généralement tout appareil adapté pour recevoir le signal électrique de référence s (t) sur un canal de réception parmi un certain nombre de canaux de réception prédéterminés, on peut éventuellement éviter de connecter ou d'intégrer à cet appareil 4 un dis- positif spécial d'acquisition du signal électrique de ré- férence.

A cet effet, on utilise un dispositif-d'acquisi- tion 12 constitué par un récepteur qui est indépendant du récepteur 4 et qui est relié au calculateur 7.

Ce récepteur 12 est similaire au récepteur 4, et il est adapté pour recevoir des signaux électriques sur les mmes canaux de réception que le récepteur 4.

Le récepteur 12 peut par exemple tre piloté par le calculateur 7, de façon à balayer les différents canaux de réception, le calculateur 7 comparant alors les signaux électriques ainsi reçus avec les signaux électriques pro- venant du microphone 11.

En comparant ces différents signaux électriques, le calculateur 7 peut sélectionner un canal de réception, sur lequel est reçu le signal électrique le plus proche du signal provenant du microphone, le signal électrique s (t) reçu sur ce canal de réception étant ensuite utilisé par le calculateur 7 en tant que signal électrique de réfé- rence.

Ce processus peut tre mis en oeuvre à intervalles de temps réguliers par le calculateur 7, ou lorsque le ni- veau de bruit mesuré par le microphone 11 dépasse un cer- tain seuil, pour le cas où l'utilisateur du récepteur 4 aurait changé de canal de réception.

Enfin, on notera que les contrebruits émis selon l'invention pourraient tre superposés à des contrebruits calculés selon l'art antérieur à partir de mesures effec- tuées par des microphones situés à l'intérieur de 1'espace 1, pour atténuer les bruits autres que ceux générés par l'appareil électrique générateur de sons 4.