Representation de champs acoustiques, application a la transmission et a la restitution de scenes sonores complexes dans un contexte multimedia

• Auteur / Autrice : Jérôme Daniel
• Direction : Jean-Dominique Polack
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Cette these concerne la representation de champ acoustique pour la restitution spatialisee sur haut-parleurs ou au casque, appliquee au domaine multimedia, dont la navigation 3d dans des scenes virtuelles sur internet. Ce domaine allie la reproduction de champs sonores complexes preexistants (e. G. Sous forme multi-canal) et les techniques de pan-pot 3d et d'effet de salle. La question de la representation doit repondre a la variabilite de nombreux parametres : debit de transmission, ressources de l'utilisateur, conditions d'ecoute, materiels sonores et audio-visuels brasses, rendu interactif. Nous approfondissons l'approche ambisonique, basee sur une decomposition du champ acoustique en harmoniques spheriques. Plus connue, sa forme restreinte au premier ordre realise un encodage directionnel minimal du champ sonore (canaux wxyz du b-format). Un decodage optimise pour une ecoute centree ou bien etendue permet une restitution a geometrie variable (dispositifs 2d ou 3d de haut-parleurs, ou casque via les techniques binaurales). Avec les composantes d'ordres superieurs s'ajoute la notion de representation a resolution variable. Apres un expose approfondi de notions d'acoustique et de psychoacoustique, des strategies de spatialisation (stereo, surround, binaural, etc. ) et des theories de localisation impliquees dans le decodage ambisonique, nous generalisons a tous les ordres tous les aspects d'ambisonic, de l'encodage au decodage. Les formes de decodage originelles (gerzon, malham) sont generalisees en trois familles de solutions. Des evaluations objectives etayees par des ecoutes informelles confirment l'apport des ordres superieurs et des solutions optimisees, en termes de precision et de robustesse des images sonores. Implemente parmi d'autres techniques de spatialisation (dont reverberation artificielle) au sein d'une interface temps-reel sur pc, ambisonic a pu etre applique avec succes a la manipulation et au melange des sources (mono, multi-canal, b-format). L'extension d'ambisonic aux ordres superieurs interesse de nombreux domaines et devrait connaitre un essor grace aux recherches et projets en cours.