Système de diffusion sonore

La présente invention concerne un système de diffusion sonore et de transmission sans fil d'un signal sonore et son application à un jouet « parlant », diffusant un signal sonore qui lui est transmis sans fil de manière inaudible et invisible par un téléviseur.

Dans le domaine des jouets parlants il est connu de WO 0169572 (Creator Ltd.), DE 19520586 (Siemens AG), US 2004/082255 (P. S. L. Fong et al.), US 6238262 (Technovation

Australia Pty Ltd.), US 5191615 (The Drummer Group), US 4846693 (Smith Engineering) , US 4840602 (Coleco Industries, Inc) plusieurs réalisations dont les objectifs se rapprochent de ceux de l'invention. US 5191615, qui se rapproche le plus de l'invention, décrit un jouet (poupée) capable de reproduire une piste sonore qu'il reçoit de l'extérieur et de réaliser des mouvements commandés par un signal externe. Ce jouet interactif est capable de bouger et de reproduire des sons synchronisés avec une bande son d'un programme vidéo, de telle manière que le jouet semble interagir avec le programme vidéo en lui donnant la réplique.

Le système/jouet de US 5191615 utilise les deux pistes sonores présentes dans un système stéréo, que ce soit dans un signal de transmission de télévision ou dans l'enregistrement sur un support (K7 ou Dvd) . La première piste sonore comprend le son du programme vidéo destiné à être diffusé par le téléviseur. La seconde piste sonore comprend un signal sonore destiné à être diffusé par le jouet (ainsi qu'un signal codant des ordres de mouvement cinétiques destinés à être reproduit par les motorisations du jouet) .

Lors de la réception du signal de télévision par le téléviseur ou de la lecture du support d'enregistrement, un dispositif de séparation isole la première piste sonore qui est directement diffusée par le téléviseur. La deuxième piste sonore est retransmise au jouet. Un démultiplexage, qui peut être réalisé avant retransmission ou après (à l'intérieur du jouet) sépare le son destiné à être diffusé par le jouet au moyen d'un haut parleur, du signal codant les ordres de mouvement .

La retransmission qui a lieu entre le dispositif de séparation et le jouet s'effectue de préférence par un moyen sans fil afin de garder toute sa mobilité au jouet. US

5191615 divulgue l'utilisation d'une modulation radio FM ou d'une liaison infrarouge.

Dans un tel cadre d'application, une liaison infrarouge s'avère trop directionnelle et de trop faible portée pour s'accommoder des mouvements d'un enfant déplaçant son jouet.

Une liaison hertzienne, soulève des problèmes d'autorisation administrative pouvant être très contraignants par exemple dans les pays d'Europe, et à tout le moins obliger à des développements adaptés à chaque pays selon la réglementation de ses autorités d'attribution des fréquences.

Un autre inconvénient commun à ces deux modes de transmission est de nécessiter une adaptation du téléviseur qui doit être équipé d'un transmetteur spécifiquement adapté à la transmission infrarouge ou hertzienne.

La présente invention remédie à ces différents inconvénients en proposant une transmission particulièrement avantageuse en ce que, lors de la diffusion sonore d'un premier signal sonore par un transmetteur/téléviseur, un second signal sonore est diffusé, aggloméré au premier signal sonore, après avoir été codé afin de le rendre inaudible. Il peut cependant être perçu par des moyens de réception disposés dans un récepteur/jouet . Le récepteur extrait alors ce second signal, le décode pour le rendre à nouveau audible avant de le diffuser.

L'invention a pour objet un procédé de production d'un signal composite à partir d'un premier signal sonore et d'un second signal sonore, comprenant les étapes suivantes :

- codage du second signal sonore en un second signal sonore codé afin de le rendre diffusable par un moyen de diffusion sonore de manière inaudible à une oreille humaine, - agglomération du premier signal sonore et du second signal sonore codé en un signal sonore composite diffusable par un moyen de diffusion sonore de telle manière que le premier signal sonore soit audible à une oreille humaine et

que le second signal sonore soit inaudible à une oreille humaine .

Un tel signal composite est avantageusement compatible d'un signal sonore typique et peut être transmis, enregistré, diffusé par des moyens existants sans nécessité de modification desdits moyens. Lors d'une diffusion sonore, par un moyen de diffusion sonore standard, le premier signal sonore est diffusé de manière audible alors que le second signal sonore est transmis de manière inaudible à une oreille humaine. Ainsi un transmetteur comprenant un premier moyen de diffusion standard peut diffuser de manière audible un premier signal sonore, et transmettre en même temps, sans moyen spécifique supplémentaire, de manière inaudible et sans fil, un second signal sonore à un récepteur. Ce récepteur peut alors diffuser ledit second signal sonore de manière audible au moyen d'un second moyen de diffusion sonore. L'impression est ainsi obtenue que les deux moyens de diffusion sonore dialoguent.

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'étape de codage comporte une étape de décalage fréquentiel du second signal sonore vers des fréquences hautes inaudibles du spectre de diffusion du moyen de diffusion sonore.

Ainsi, le second signal est rendu inaudible à l'oreille humaine, tout en restant dans le spectre diffusable par un moyen de diffusion sonore standard, afin de permettre sa transmission sans fil, discrète et sans nécessité de moyens de transmission supplémentaire.

Le décalage fréquentiel permet de plus de ne pas superposer les spectres du premier signal sonore et du second signal sonore afin de permettre leur agglomération.

Avantageusement selon l'invention, l'étape de codage comporte une étape de réduction de la bande passante du second signal sonore.

Ladite opération de réduction prépare l'opération d'agglomération en la facilitant.

Avantageusement encore selon l'invention, l'étape de codage comprend une étape de cryptage .

Une telle étape, en nécessitant un décryptage permet de

garantir que ledit second signal sonore ne pourra être rendu audible que par son destinataire.

Avantageusement encore selon l'invention, l'étape de cryptage comprend une étape de suppression de la partie positive du spectre fréquentiel du second signal sonore afin de ne conserver que la partie négative dudit spectre fréquentiel .

Ce mode de réalisation présente le double avantage de présenter un son incompréhensible, même à une oreille ultrasensible, et de faciliter l'étape d'agrégation par une forme de spectre fréquentiel plus adaptée.

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'étape d'agglomération additionne le premier signal sonore et le second signal sonore codé. Une telle étape est avantageusement simple à mettre en œuvre .

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'étape d'agglomération comporte encore, avant l'addition, une application d'un premier gain au premier signal sonore et une application d'un second gain au second signal sonore.

Avantageusement selon l'invention, le second gain est inférieur au premier gain.

Cette disposition permet avantageusement d'améliorer la disparition du signal codé masqué (second signal sonore) sous la courbe d'audition universelle.

Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'étape d'agglomération comporte une étape de suppression d'une partie haute du spectre fréquentiel du premier signal sonore pour ne conserver qu'une partie basse 4d, avant l'agglomération.

Cette opération de suppression modifie le premier signal sonore de manière quasiment inaudible et facilite grandement l'opération d'agglomération en libérant une partie du spectre de diffusion. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'étape d'agglomération comprend encore l'ajout d'un signal de commande à une fréquence Fcmd.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la

fréquence Fcmd est supérieure à celle du second signal sonore codé et inférieure à la fréquence 15625 Hz pour un signal PAL et 15734 Hz pour un signal NTSC.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le signal de commande comprend des commandes binaires codées par modulation par largeur d'impulsion au débit de 31,25 bits/sec .

Selon une autre caractéristique optionnelle de l'invention le signal sonore composite est transmis avec un code d'identification identifiant au moins un récepteur destinataire .

Cette caractéristique permet de simuler des échanges entre un transmetteur et plusieurs récepteurs disposant chacun de son signal sonore propre. Selon une autre caractéristique optionnelle de l'invention, un code d'identification désigné par le terme « broadcast » (pour "diffusion large" en anglais) identifie tous les récepteurs .

Avantageusement un code d'identification « broadcast » correspond à tous les récepteurs et permet une diffusion à tous les récepteurs .

L'invention concerne encore un signal composite obtenu par le procédé selon l'un des modes de réalisation précédents . De même la protection recherchée s'étend au support d'enregistrement d'un tel signal composite.

L'invention concerne encore un producteur apte à produire un tel signal composite.

L'invention concerne encore un procédé de diffusion sonore d'un premier signal sonore et de transmission sans fil d'un second signal sonore comprenant les étapes suivantes : production d'un signal composite selon le mode de réalisation précédent, à partir du premier signal sonore, du second signal sonore, et le cas échéant d'un signal de commande, diffusion sonore dudit signal composite par un moyen de diffusion sonore.

L'invention concerne encore un procédé de réception d'un signal sonore composite comprenant les étapes suivantes :

réception du signal composite selon le mode de réalisation précédent, extraction du second signal sonore codé hors du signal composite, décodage du second signal sonore afin de reconstruire le second signal sonore, diffusion du second signal sonore.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé de réception comprend encore les étapes d'extraction du signal de commande hors du signal composite et démodulation du signal de commande afin de reconstruire les commandes binaires.

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'étape de décodage ou de démodulation comprend des étapes symétriques en correspondance avec les étapes de l'étape de codage ou de modulation du procédé de production selon l'un des modes de réalisation précédents.

Selon encore une autre caractéristique de l'invention, l'étape de décryptage comprend une transformation « miroir » reconstruisant la partie positive du spectre fréquentiel du second signal sonore à partir de la partie négative du spectre fréquentiel du second signal sonore.

Selon une autre caractéristique de l'invention, une étape de contrôle adaptatif de gain est appliquée au second signal sonore avant l'étape de diffusion.

Un tel moyen de contrôle permet de diffuser le second signal sonore avec un niveau de volume sonore indépendant de la puissance du signal reçu, ladite puissance pouvant varier en fonction de la distance entre le transmetteur et le récepteur.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le procédé de réception comprend encore une étape de débruitage du second signal sonore avant diffusion basée sur une estimation du spectre du bruit.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le spectre de bruit est soit régulièrement mesuré dans des périodes de silence, soit assimilé à un bruit blanc.

Selon encore une autre caractéristique de l'invention, un récepteur possède un code d'identification propre et un code d'identification identifiant au moins un récepteur

destinataire est extrait du signal composite, et le récepteur ne diffuse le second signal sonore que lorsque son code d'identification propre correspond au code d'identification extrait du signal composite. Selon une autre caractéristique de l'invention, un code d'identification « broadcast » correspond à tous les récepteurs et l'extraction d'un tel code « broadcast » est suivie d'une diffusion du second signal sonore.

L'invention concerne encore un récepteur apte à recevoir un signal composite et à mettre en œuvre un procédé de réception selon l'un des modes de réalisation précédents.

L'invention concerne encore un jouet comprenant un tel récepteur.

De telles dispositions permettent de disposer de jouets « parlants » semblant interagir avec un programme audiovisuel diffusé par un moyen audiovisuel tel un téléviseur, la

« voix » du jouet étant diffusée par le moyen audiovisuel de manière discrète et sans fil.

L'invention concerne encore un système comprenant un producteur selon l'un des modes de réalisation précédents, produisant un signal composite à partir du premier signal sonore et du second signal sonore et transférant ce signal composite à un transmetteur, ou diffuseur sonore primaire, selon l'un des modes de réalisation précédents, diffusant le premier signal sonore et transmettant sans fil le second signal sonore à au moins un récepteur, ou diffuseur sonore secondaire, selon l'un des modes de réalisation précédents, extrayant et décodant le second signal sonore pour ensuite le diffuser.

D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement de la description détaillée donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins sur lesquels : - la figure 1 présente un schéma général du système selon l'invention,

- la figure 2 présente un schéma de principe d'un producteur selon l'invention,

- la figure 3 présente un schéma de principe d'un transmetteur selon l'invention,

- la figure 4 présente un schéma de principe d'un récepteur selon l'invention, - la figure 5 illustre un spectre fréquentiel d'un premier signal sonore,

- la figure 6 illustre un spectre fréquentiel d'un premier signal sonore et la suppression d'une partie haute de son spectre, - la figure 7 illustre un spectre fréquentiel d'un premier signal sonore après suppression de sa partie haute,

- la figure 8 illustre un spectre fréquentiel d'un second signal sonore, - la figure 9 illustre un spectre fréquentiel d'un second signal sonore dont le spectre a été réduit,

- la figure 10 illustre un spectre fréquentiel complet (partie négative et positive) d'un second signal, - la figure 11 illustre un spectre fréquentiel de la partie négative d'un second signal sonore, la figure 12 illustre un spectre fréquentiel d'un second signal décalé dans les hautes fréquences, la figure 13 illustre un spectre fréquentiel d'un signal composite comprenant un premier signal sonore aggloméré avec un second signal sonore,

- la figure 14 illustre l'opération d'extraction du second signal sonore hors du signal composite,

- la figure 15 illustre un spectre fréquentiel d'un signal de commande,

- la figure 16 illustre un spectre fréquentiel d'un signal composite comprenant un premier signal sonore aggloméré avec un second signal sonore et un signal de commande.

Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. L'utilisation d'une référence comprenant une lettre accolée à

une référence numérique désigne un même objet dans ses différentes formes. Ainsi par exemple les références 5a-5e désignent le même second signal sonore 5 dans les différentes formes (réduite, cryptée, codée, ...) qu'il prend au cours des transformations que lui appliquent les divers procédés selon 1' invention.

Les figures 5 à 16 illustrent des signaux sonores. Une représentation commune est utilisée utilisant un diagramme de spectre fréquentiel sur lequel l'axe des abscisses représente les fréquences exprimées en Hz ou kHz et où sont portés en ordonnées les volumes sonores exprimés en dB.

A la figure 1, est représenté un mode de réalisation d'un système conforme à l'invention. Ce système comporte un producteur 1, un transmetteur 2 et au moins un récepteur 3. Le producteur 1 reçoit un premier signal sonore 4 et un second signal sonore 5. Le premier signal sonore 4 est alors dans sa forme de base 4a telle que représentée à la figure 5. Le second signal sonore 5 est alors dans sa forme de base 5a telle que représentée à la figure 8, sensiblement identique à celle 4a du premier signal sonore 4. Le producteur 1 est une unité de traitement de signal, produisant un signal composite 6 à partir d'un premier signal sonore 4 et d'un second signal sonore 5 selon un procédé détaillé plus loin.

Ce signal composite 6 est transféré au transmetteur 2. Ce transfert peut s'effectuer directement au moyen d'une liaison directe 30, par une liaison de télédiffusion 31, via un support d'enregistrement 24 ou par tout moyen équivalent connu de l'homme du métier.

Le transmetteur 2, ou diffuseur sonore primaire, au moyen d'un premier moyen de diffusion sonore 8, diffuse le signal composite 6. Ceci a pour effet de produire une diffusion sonore du premier signal sonore 4 audible à une oreille humaine 7 et de diffuser de manière inaudible à une oreille humaine 7 le second signal sonore 5 sous sa forme codée 5e. Un ou plusieurs récepteurs 3, ou diffuseurs sonores secondaires, situés dans la portée sonore de diffusion du transmetteur 2 reçoivent la partie du signal composite 6 comprenant le second signal sonore codé 5e. Le récepteur 3

extrait le second signal sonore codé 5e et le décode pour reconstruire la forme de base 5a du second signal sonore 5. Ensuite, au moyen d'un second moyen de diffusion sonore 9, le récepteur 3, ou diffuseur sonore secondaire, produit une diffusion sonore du second signal sonore 5 audible à une oreille humaine 7.

La figure 2 illustre en détail un mode de réalisation du producteur 1. Le producteur 1 comprend un moyen de codage 10 capable de coder le second signal sonore 5 afin de le transformer en un second signal codé 5e. Il comprend encore un moyen d'agglomération 11 capable d'agglomérer, ou de multiplexer, le premier signal sonore 4 et le second signal sonore codé 5e, afin de produire un signal composite 6.

Afin de rendre le second signal 5 inaudible lors de la diffusion du signal composite 6, le moyen de codage 10 comprend avantageusement un premier moyen de décalage fréquentiel 12 qui permet de déplacer le spectre de fréquence du second signal 5 vers des fréquences hautes supérieures aux fréquences audibles par une oreille humaine 7. La figure 12 illustre un tel signal 5e décalé, d'une quantité δ vers les fréquences hautes du spectre de fréquence. Sur cette même figure 12 est figuré une courbe C représentant la limite inférieure du spectre fréquentiel généralement audible par une oreille humaine 7 ou courbe d'audition universelle C. Ce décalage fréquentiel δ est cependant tel que le second signal sonore codé 5e ainsi obtenu reste dans un spectre de fréquence de diffusion tel qu'il soit diffusable par un moyen de diffusion sonore 8 classique. Ce moyen de décalage fréquentiel 12 est un moyen essentiel du moyen de codage 10.

Ce moyen de décalage fréquentiel 12 est par exemple réalisé par un multiplicateur de fréquence.

Avantageusement, afin de limiter l'utilisation du spectre de fréquence de diffusion, le moyen de codage 10 comporte encore un moyen de réduction 13 de bande passante du second signal sonore 5. Un tel procédé ou moyen de réduction du spectre de fréquence vise à réduire la plage de spectre fréquentiel utilisée par le signal. Cette réduction peut

s'effectuer par compression du spectre de fréquence ou par une suppression sélective et délibérée d'une partie du spectre afin de ne conserver qu'une bande restreinte. Cependant la partie résiduelle reste suffisante pour permettre une restitution. Ainsi par exemple, si l'on ne conserve qu'une bande d'environ 3 kHz de large, comprenant les fréquences les plus couramment utilisées, il est possible de restituer le signal sonore initial. Un tel procédé de réduction permet typiquement de transformer un signal de base 5a tel qu'illustré à la figure 8 en un signal de spectre réduit 5b tel qu'illustré à la figure 9.

Selon un mode de réalisation particulier la réduction du spectre comprend un filtrage passe-bas de fréquence de coupure F _c = 3 kHz, suivi d'une modulation d'une fréquence porteuse F _p = 14,25 kHz selon une modulation BLU, suivie d'un filtrage passe-bande entre F _p et F _p +F _c , afin de ne conserver qu'un signal final présentant un spectre réduit de largeur 3 kHz. L'étape de cryptage utilisant la bande négative, décrite plus loin peut avantageusement être réalisée simultanément en effectuant le filtrage passe bande directement entre F _p -F _c et F _p produisant ainsi un signal réduit et crypté occupant la bande [11,25 ; 14,25] kHz.

Avantageusement encore, le moyen de codage 10 peut comprendre un moyen de cryptage 14. Un tel moyen modifie le contenu du second signal sonore 5 afin de le rendre incompréhensible. Ceci permet par exemple de garantir que seul un destinataire autorisé sera en mesure de décrypter le signal pour le reproduire ou le diffuser.

En se référant à la figure 10, un signal 5b est représenté avec son spectre fréquentiel complet, comprenant une partie négative 5c et une partie positive 5d. La partie négative du spectre fréquentiel est toujours présente pour un signal. La partie négative 5c est symétrique de la partie positive 5d relativement à l'axe des ordonnées. Puisqu'elle n'apporte aucune information supplémentaire, cette partie négative 5c est généralement omise des représentations fréquentielles . Un exemple d'un procédé de cryptage mis en œuvre par un moyen de cryptage 14 consiste à supprimer la

partie positive 5d pour ne conserver que la partie négative 5c du spectre fréquentiel du second signal sonore 5. Un tel cryptage peut être réalisé par un moyen de cryptage 14 comprenant un filtre passe bas ne conservant que la partie négative 5c du spectre fréquentiel. Un tel cryptage peut encore être réalisé en appliquant une symétrie par un procédé « miroir » à la seule partie positive 5d du spectre.

L'objectif d'un tel cryptage est double. Le premier objectif est le cryptage. Le signal crypté ainsi obtenu, dans l'hypothèse où il serait perçu, par exemple par une oreille ultrasensible, n'en serait pas moins inintelligible. Le second objectif, de par la nouvelle forme de spectre obtenue, est de faciliter l'étape d'agglomération. En effet, tel qu'illustré à la figure 12, la nouvelle forme de spectre du signal partie négative 5c, après être décalé en un signal 5e, se dissimule plus aisément sous la courbe d'audition universelle C ou en nécessitant un décalage δ de moindre hauteur.

Le moyen d'agglomération 11 construit le signal composite 6 à partir du premier signal sonore 4, le cas échéant mis sous une forme adaptée, et du second signal sonore 5 mis sous une forme adaptée, par exemple codée 5e. Les mises en formes respectives des deux signaux sonores 4, 5 ont pour but, comme illustré sur la figure 13, que les spectres fréquentiels des deux signaux sonores ne se superposent pas, tout en restant tout deux dans un spectre de diffusion, diffusable par un moyen de diffusion 8. Ainsi l'agglomération, qui est ici un multiplexage fréquentiel, peut être réalisée par un moyen d'agglomération 11 qui comprend un sommateur 15 qui additionne le premier signal sonore 4 et le second signal sonore 5, de préférence sous sa forme codée 5e.

Avant l'addition, il est avantageux d'appliquer un premier gain au premier signal sonore 4 et un second gain au second signal sonore 5. Ces gains peuvent permettrent de compenser, a priori ou a posteriori, une éventuelle atténuation de l'un ou de l'autre des signaux sonores.

Avantageusement le second gain est inférieur au premier

gain, afin de faire disparaître encore davantage le second signal sonore codé 5e en dessous de la courbe d'audition universelle C.

Avant l'opération d'agglomération, il est avantageux de procéder à une modification du spectre du signal 4 afin d'en supprimer une partie haute. Les figures 6 et 7 illustrent une telle modification. L'opération consiste à supprimer une partie haute 4c du spectre fréquentiel du premier signal sonore 4 pour ne conserver qu'une partie basse 4b. Une fréquence Fl est choisie qui détermine la limite haute du spectre et sépare la partie basse 4b de la partie haute 4c. Le choix de la valeur Fl détermine la perte de qualité du premier signal sonore 4, la "place" disponible pour le second signal sonore 5, ainsi que le risque d'interférence entre le premier signal sonore 4 et le second signal sonore 5. Un filtre passe bas 33 de fréquence caractéristique Fl peut avantageusement réaliser cette opération. Ce filtre passe bas 33 peut être intégré au moyen d'agglomération 11 ou encore être un moyen séparé comme illustré à la figure 2, en amont du moyen d'agglomération 11. C'est ce signal partie basse 4b, tel qu'illustré à la figure 7, qui est avantageusement aggloméré au second signal sonore 5 sous sa forme codée 5e.

Comme le montre la figure 13, la partie de spectre libérée par la suppression de ladite partie haute 4c est mise à profit pour placer le second signal sonore 5 dans sa forme codée 5e, sans que les deux signaux ne se superposent et sans occasionner une occupation trop importante en largeur du spectre de diffusion diffusable par un moyen de diffusion classique. La fréquence Fl est choisie telle qu'elle permette de placer le second signal sonore codé 5e à l'intérieur dudit spectre de diffusion. Avantageusement, si le second signal sonore est préalablement réduit, la partie haute 4c retirée du signal de base 4a reste de faible largeur. De plus cette zone du spectre fréquentiel, correspondant à des fréquences élevées, est peu importante pour la qualité sonore perçue par une oreille humaine 7. Il en résulte que la suppression de ladite partie haute 4c, pour ne conserver que la partie basse du signal 4b ne modifie que faiblement le premier signal

sonore 4 tel que perçu par une oreille humaine 7, cependant qu'elle facilite grandement l'agglomération du second signal sonore 5 avec le premier signal sonore 4.

Selon un mode de réalisation particulier, il est possible d'adjoindre au signal composite 6 un code d'identification identifiant au moins un récepteur 3 destinataire. Dans un tel mode, le système comprend au moins un producteur 1, au moins un transmetteur 2 et une pluralité de récepteurs 3. Chaque récepteur 3 de ladite pluralité est identifié par un code d'identification propre. Les codes d'identification peuvent être distincts pour chaque récepteur 3 ou communs à plusieurs récepteurs 3 d'une « famille », destinés à diffuser les mêmes seconds signaux sonores 5. Lors de la production par le producteur 1 et de la transmission par le transmetteur 2 d'un second signal sonore 5, ce dernier signal est assorti, au sein du signal composite 6, d'un code d'identification correspondant aux récepteurs devant diffuser ledit second signal sonore 5. Les récepteurs 3 dont les codes d'identification ne correspondent pas au code d'identification transmis, reçoivent le second signal sonore 5, mais ne le diffusent pas.

Selon un autre mode de réalisation optionnel, un code d'identification désigné par le terme « broadcast » (pour "diffusion large" en anglais) est défini. Ce code n'est affecté à aucun récepteur 3 en particulier. Il n'est utilisé que pour être inséré dans le signal composite 6. Il est reconnu par tout récepteur 3 comme un code d'identification correspondant à ce même récepteur 3, quel que soit son code d'identification propre et autorise ledit récepteur 3 à diffuser le second signal sonore 5 qu'accompagne ce code « broadcast ». L'homme du métier ne manquera pas de généraliser le présent enseignement en employant des codes d'identification permettant de sélectionner un sous-ensemble de la pluralité de récepteurs 3 en utilisant par exemple des techniques d'adressage ou de masquage.

L'insertion des codes d'identification dans le signal composite 6, peut se faire par tout moyen connu de l'homme du métier. Selon un mode de réalisation cette insertion peut

s'effectuer par agglomération d'un troisième signal sonore 35 figurant un signal de commande 35. La figure 15 montre le spectre fréquentiel d'un tel signal de commande 35. Ce signal code, comme décrit ci-dessous, des commandes binaires, sous forme d'un troisième signal sonore 35. Comme le montre la figure 15, ce signal présente un spectre limité et disposé à une fréquence Fcmd élevée afin de pouvoir être aggloméré dans le signal composite 6 avec le premier signal sonore 4 et le second signal sonore 5. La fréquence Fcmd de ce signal de commande 35 est déterminée telle qu'elle soit supérieure à la fréquence haute du spectre du second signal sonore codé 5e. Elle est cependant déterminée telle qu'elle reste inférieure aux fréquences émise pas les tubes cathodiques, soit 15625 Hz en mode PAL et 15734 Hz en NTSC. Ce signal de commande 35 est ensuite aggloméré avec le premier signal sonore 4 et le second signal sonore 5 ^e , par multiplexage fréquentiel, pour former un signal composite 6. La figure 16 illustre un tel signal composite 6. Ce signal composite 6, à l'instar du signal composite 6 précédemment décrit, est un signal sonore entièrement contenu dans le spectre de diffusion des appareils de diffusion classiques. Ainsi un appareil de diffusion tel un haut parleur diffusera complètement les composantes du second signal sonore 5e et du signal de commande, de manière inaudible pour une oreille humaine, mais de manière exploitable par un récepteur comme il sera décrit. Pour tous les autres aspects, un signal composite 6 doit s'entendre dans la présente demande comme un signal issu de l'agglomération de deux ou de trois signaux.

Les commandes binaires sont avantageusement codées dans ledit signal de commande 35 selon une modulation par largeur d'impulsion. Une telle modulation est décrite dans la norme AES-42. Si N _b est un entier déterminant la période de modulation nommé "temps bit", F' _p la fréquence de la porteuse de modulation, F _e la fréquence d'échantillonnage du signal et g un paramètre de puissance réglable, un bit 0 est codé par une impulsion v(n)= g. cos (2nϋ (F' _p /F _e ) ) pour n=0..N _b /4-l et v(n)=0 pour n=N _b /4..Nb-I, tandis qu'un bit 1 est codé par une impulsion v(n)= g. cos (2nII (F' _p /F _e ) ) pour n=0..3N _b /4-l et v(n)=0

pour n=3N _b /4..Nb-I . Ainsi en choisissant F' _p =14,625 kHz, avec F _e =48 kHz, N _b =1536 un débit d'information de 31,25 bits/s est obtenu.

Toujours à la figure 2, le signal composite 6 ainsi produit par le producteur 1 est ensuite transféré à un transmetteur 2. En sortie du moyen d'agglomération 11, le producteur 1 dispose, au choix, soit d'une liaison directe

30, soit d'un émetteur 26 sur une liaison de télédiffusion

31, soit encore, si ledit signal composite n'est pas destiné à être utilisé de suite, d'un moyen d'écriture 32 sur un support d'enregistrement 24. La ligne de télédiffusion 31 peut être de tout type de liaison connu de l'homme du métier aussi bien filaire qu'hertzien, analogique que numérique. On cite à titre d'exemple un transfert par diffusion FM d'un programme radiophonique ou télévisuel, ou encore une liaison de données série, Usb ou encore Adsl. Le support d'enregistrement 24 peut être par exemple une cassette audio phonique ou vidéo phonique (VHS,...), un Dvd, un CD, CD-rom ou tout autre support équivalent connu de l'homme du métier, apte à enregistrer un signal sonore sous forme analogique ou numérique. Le signal composite 6, sous l'une de ses modalités, est transféré au transmetteur 2.

La figure 3 illustre le détail d'un tel transmetteur 2. On trouve en entrée du transmetteur 2 des moyens correspondant apte à recevoir ledit signal composite 6 provenant du producteur 1. Ces moyens sont soit la ligne directe 30, soit un récepteur 27 compatible de l'émetteur 26 sur la liaison de télédiffusion 31, soit encore un moyen de lecture 25 apte à lire un support d'enregistrement 24.

Dans un mode de réalisation alternatif, le producteur 1 est intégré au transmetteur 2.

Le transmetteur 2 a une fonction de diffuseur primaire et a, à ce titre, pour fonction de diffuser le premier signal sonore 4. Pour réaliser cela il comprend essentiellement un premier moyen de diffusion sonore 8. Ce premier moyen de diffusion sonore 8 comprend typiquement au moins un haut parleur, ou tout autre dispositif similaire. Il comprend

avantageusement encore un moyen de traitement 29 comprenant les éléments nécessaires à la mise en forme d'un signal sonore avant sa diffusion sonore. Le moyen de traitement 29 inclut ici les moyens nécessaires, depuis la lecture du média 24, le traitement de mise en forme sous une forme diffusable par ledit premier moyen de diffusion sonore 8. Ces éléments sont bien connu de l'homme du métier, appartiennent à l'art antérieur et ne sont pas pertinents pour l'invention.

Il convient de noter que ces éléments sont classiques et n'ont pas à être modifiés pour la mise en œuvre de l'invention. Le signal composite 6 présente tous les attributs d'un signal sonore classique 4a (figure 5) ou 5a

(figure 8) . Il peut donc faire l'objet d'une diffusion sonore par un premier moyen de diffusion sonore classique 8. Il en résulte que le transmetteur 2 n'a pas à être modifié selon l'invention. Tout appareil de diffusion existant peut être utilisé dans le cadre de l'invention. Ainsi un lecteur de cassette, un téléviseur ou toute chaîne de diffusion audio ou vidéo phonique est adapté. Il suffit de remplacer, à l'entrée d'un tel moyen audiovisuel, le signal sonore d'entrée par le signal composite 6. Ainsi un téléviseur classique peut diffuser le signal composite 6, si celui-ci est substitué au signal sonore reçu de l'émetteur de programme télévisuel ou du réseau de programme câblé. De même un lecteur de Dvd peut diffuser un signal composite 6, si ce dernier est enregistré sur un Dvd en lieu et place de la piste d'enregistrement sonore .

Lors de la diffusion par le premier moyen de diffusion sonore 8 du transmetteur 2, du signal composite 6 tel que représenté à la figure 13, toutes les composantes du signal composite 6 sont diffusées, tant celles issues du premier signal sonore 4, 4b, que celles issues du second signal sonore 5, 5e, que celles le cas échéant issues du signal de commande 35. Cependant, compte tenu de la courbe d'audition universelle C représentée sur la même figure 13, seule la partie située au dessus de ladite courbe C est audible et perceptible par une oreille humaine 7. La plus grande partie du premier signal sonore 4, sous sa forme 4b, étant au dessus

de cette courbe C, est par conséquent audible par une oreille humaine 7. De plus cette partie au dessus de la courbe C est sensiblement identique à la partie au dessus de la courbe C du premier signal sonore 4 seul, dans sa forme de base 4a (figure 5) . Il en résulte qu'une oreille humaine 7 entend sensiblement le même son que si le premier moyen de diffusion 8 avait diffusé le premier signal sonore 4 seul, dans sa forme de base 4a. Tout apparaît à une oreille humaine 7 comme si le premier signal sonore 4 était diffusé par le transmetteur 2. A ce titre, le transmetteur 2 est aussi nommé diffuseur sonore primaire.

Le second signal sonore 5, sous sa forme codée 5e, et le signal de commande 35, entièrement situés en dessous de la courbe d'audition universelle C, ne sont normalement pas perçus par une oreille humaine 7 pour laquelle il reste inaudible .

Cependant, il convient de remarquer que la partie du signal composite 6 issue du second signal sonore 5 et codée pour être inaudible en un signal 5e, ainsi que le signal de commande 35 le cas échéant, sont bel et bien diffusés.

Si l'on se reporte maintenant à la figure 4, le détail d'un mode de réalisation d'un récepteur 3, ou diffuseur sonore secondaire, selon l'invention est illustré. Un tel récepteur 3 est apte à recevoir un signal composite 6 pour en extraire le second signal sonore 5, le cas échéant sous sa forme codée 5e et le signal de commande 35. Pour cela le récepteur 3 comprend un moyen de réception 16 du signal composite 6 et un moyen d'extraction 17 du second signal sonore 5, 5e, et du signal de commande 35 agglomérés dans ledit signal composite 6. Pour cela le moyen de réception 16 présente une bande passante utile couvrant au moins la partie du spectre fréquentiel du signal composite comprenant le second signal sonore 5, 5e et le signal de commande 35. On peut noter qu'il n'est pas nécessaire pour le moyen de réception 16 de capter la partie du spectre correspondant au premier signal sonore 4. Il est par contre une caractéristique essentielle de l'invention que le moyen de

réception 16 soit capable, au contraire de l'oreille humaine 7, de capter la partie haute du spectre du signal composite 6 comprenant le second signal sonore 5, 5e et le signal de commande 35. Selon un premier mode de réalisation, le moyen de réception 16 reçoit une partie du spectre du signal composite 6 englobant la partie issue du second signal sonore 5, 5e et la partie issue du signal de commande 35. Un moyen d'extraction 17 sépare ensuite du signal reçu la seule partie utile. Le moyen d'extraction est alors typiquement un filtre passe bande. La figure 14 illustre l'étape d'extraction. Le second signal sonore 5, sous sa forme codée 5e, est extrait du spectre reçu en ne conservant qu'une partie du spectre de fréquence compris entre deux fréquences F2 et F3. De manière analogue non représentée, le signal de commande 35 est extrait en ne conservant qu'une partie du spectre de fréquence compris entre deux fréquences encadrant ledit signal de commande 35. Selon un deuxième mode de réalisation alternatif, le moyen d'extraction 17 est confondu avec le moyen de réception 16, en ce que ledit moyen de réception 16 présente une bande passante correspondant à la portion de spectre comprise entre les deux fréquences F2 et F3. Un moyen de réception peut alors être associé respectivement à chacun des signaux 5e et 35. Le moyen de réception 16 est typiquement un microphone.

Le récepteur 3 comprend encore un moyen de décodage 18. Ce moyen de décodage 18 est apte à procéder au décodage du second signal sonore codé 5e, afin de reconstruire le second signal sonore 5 dans sa forme de base 5a. Le récepteur 3 comprend encore un second moyen de diffusion sonore 9 par lequel le second signal sonore 5a est diffusé de manière audible.

L'homme du métier peut aisément déduire de la présente description que les différents traitements appliqués au second signal sonore 5 (codage, cryptage, réduction, transmission, réception,...) peuvent être réalisés par des moyens analogiques ou numériques. Il lui apparaît de même, quelle que soit la technologie retenue, que les temps de

traitements sont très faibles et n'induisent que des retards négligeables. La transmission, puis la diffusion du second signal sonore depuis le transmetteur 2 jusqu'au récepteur 3 pour diffusion par le second moyen de diffusion sonore 9 s'effectuent en temps réel de manière sensiblement simultanée .

L'homme du métier notera encore que la séparation fréquentielle dans le signal composite 6 du premier signal sonore 4 et du second signal sonore 5 autorise une utilisation simultanée des deux signaux sonores 4, 5. Le récepteur/jouet peut ainsi « parler » ou « chanter » à loisir en même temps que le transmetteur/téléviseur diffuse son propre signal sonore, sans nécessiter l'observation d'un quelconque alternat, ni le respect d'un protocole de prise de parole.

Le moyen de décodage 18 peut être réalisé de différentes manières. Il comprend de préférence des moyens symétriques en correspondance avec les moyens du moyen de codage 10, afin de réaliser des opérations de décodage inverses, et dans l'ordre inverse, des opérations de codage réalisées lors de l'étape de codage opérée par les moyens de codage 10.

L'étape de décalage fréquentiel étant essentielle lors du codage, le moyen de décodage 18 comporte nécessairement un second moyen de décalage fréquentiel 21 du second signal sonore codé 5e. Le premier moyen de décalage fréquentiel 12 opérant un décalage de fréquence vers les fréquences hautes de hauteur δ, le second moyen de décalage fréquentiel 21 opère un décalage de fréquence vers les fréquences basses de hauteur δ identique. Cette étape permet de reconstruire un signal sonore audible. De même que le premier moyen de décalage de fréquence 12 peut avantageusement être réalisé par un multiplicateur de fréquence, le second moyen de décalage fréquentiel 21 peut avantageusement être réalisé par un diviseur de fréquence. Les autres composants du moyen de décodage 18 et les étapes associées sont optionnels et ne sont présents que dans la mesure ou des moyens correspondants symétriques était présent dans le moyen de codage 10.

Ainsi, si le moyen de codage 10 comportait un moyen de réduction de bande passante 13, le moyen de décodage 18 comporte, si nécessaire, un moyen de restauration 20, inverse du moyen de réduction 13. Ainsi encore, si le moyen de codage 10 comportait un moyen de cryptage 14, le moyen de décodage 18 comprend un moyen de décryptage 19, inverse dudit moyen de cryptage 14.

Ainsi, si le moyen de cryptage 14 du moyen de codage 10 procédait en supprimant la partie positive 5d du spectre du second signal sonore 5 pour ne conserver que la partie négative 5c, le moyen de décryptage 19 comprend un moyen 22 apte à reconstruire le signal complet 5b, comprenant la partie positive 5d et la partie négative 5c. Un tel moyen 22 est par exemple un moyen « miroir » apte à reconstruire la partie positive 5d par symétrie autour de l'axe des ordonnées, à partir de la partie négative 5c.

L'homme du métier notera que l'ordre des différents moyens de codage/décodage parmi réduction 13/restauration 20, décalage fréquentiel 12/21 et cryptage 14/décryptage 19, 22, et des différentes étapes de codage/décodage associées peut être modifié. Ainsi il est possible de réduire le spectre et/ou de crypter avant ou après avoir procédé à l'étape de décalage fréquentiel. L'ordre sera choisi par l'homme du métier en fonction des différents moyens disponibles et de leur faculté à opérer plutôt en fréquence basse ou en fréquence haute. On note cependant que dans tous les cas, l'ordre des moyens/opérations de décodage est préférentiellement l'ordre inverse de l'ordre des moyens/opérations de codage. Un moyen simple de démoduler le second signal sonore 5e consiste à réaliser un filtrage passe-bande entre F _p -F _c et F _c . Ensuite une démodulation peut être réalisée par multiplication par cos (2nπF _p /F _e ) .

Le récepteur 3 comprend encore un moyen de démodulation (non représenté) du signal de commande 35 apte à extraire les commandes binaires. En reprenant l'exemple de codage par largeurs d'impulsion précédemment décrit, cette extraction peut s'effectuer par la succession d'étapes suivantes :

filtrage passe-bande du signal composite 6 entre F' _p -δ/2 et F'p+δ/2, avec δ= (F' _p -F _p ) /2, élévation au carré, filtrage par un filtre intégrateur, recherche d'un front montant, échantillonnage à l'instant d'apparition du front +N _b /2-δ, avec δ facteur de sécurité pris égal à N _b /16, le bit ainsi détecté étant stocké dans un tampon.

Selon un mode de réalisation avantageux, encore illustré à la figure 4, le récepteur comprend un moyen de contrôle adaptatif de gain 23. Ce moyen 23 applique au second signal sonore 5 issu du moyen de décodage 18 un procédé de contrôle adaptatif de gain connu, afin que le volume sonore du second signal sonore 5 tel que diffusé par le second moyen de diffusion sonore 9 soit indépendant de l'amplitude du signal reçu par le moyen de réception 16. Il est ainsi possible de diffuser le second signal sonore 5 avec un volume constant malgré les variations de ladite amplitude entraînées par une variation de la distance entre le transmetteur 2 et le récepteur 3.

Selon un mode de réalisation avantageux, afin de s'affranchir du bruit existant dans la pièce ou se trouve le dispositif selon l'invention, une étape de débruitage peut être réalisée de la manière suivante avant diffusion du second signal sonore 5 par le procédé de réception. Le bruit ambiant est d'abord estimé. Cette estimation est réalisée par une mesure régulière du bruit de fond durant les périodes de silence. Les périodes de silence s'entendent des périodes où le transmetteur ne diffuse pas de premier signal sonore et le récepteur ne diffuse pas de second signal sonore. Une estimation simplifiée peut encore être faite une fois pour toute sous la forme d'un bruit blanc dans la bande sonore utile assorti d'une puissance paramétrable. Ensuite le spectre du signal bruité est déterminé par une transformation de Fourrier rapide FFT. L'application d'un algorithme d'Ephraim et Malah est ensuite réalisée pour calculer des gains avec utilisation d'une matrice prédéfinie 81x81 (de - 4OdB à +4OdB par pas de IdB) . Dans une dernière étape le signal débruité est déterminé au moyen d'une transformation de Fourrier rapide inverse. Ceci permet par soustraction du

bruit au signal reçu par le récepteur de limiter les influences perturbatrices du bruit.

Comme vu précédemment, le signal composite 6 peut inclure, un code d'identification du (ou des) récepteur 3 destinataire. Le récepteur 3 est alors avantageusement doté d'un code d'identification propre. Le récepteur 3 comporte alors des moyens d'extraction du code d'identification inclus dans et transmis avec le signal composite 6. Le récepteur 3 compare le code d'identification transmis avec son code d'identification propre et ne diffuse le second signal sonore 5 que si les deux codes d'identification correspondent.

Un code d' identification particulier désigné par le terme « broadcast » (pour "diffusion large" en anglais) est reconnu par tous les récepteurs 3 comme correspondant audit récepteur 3. En cas de réception d'un signal assorti d'un code « broadcast », le second signal sonore 5 est diffusé par le récepteur 3 quel que soit son code d'identification propre .

Dans un mode de réalisation particulier, un récepteur 3 est intégré dans un jouet. Ce jouet peut être par exemple une poupée .