Formats audio 3D hiérarchiques : caractérisation objective et perspective ces systèmes Ambisonics d'ordres supérieurs

= Scalable three dimensions audio format : objective and perceptive characterization of higher order ambisonics systems

• Auteur / Autrice : Stéphanie Salaün Bertet
• Direction : Etienne Parizet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Acoustique
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Lyon, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne ; 1993-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : France Telecom Orange labs (2007-2012) - Institut de recherche et coordination acoustique musique (Paris)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Effets sonores

Traitement du signal

Résumé

Parmi les systèmes de reproduction 3D, les technologies Ambisonics et Higher Order Ambisonics (HOA) sont basées sur une décomposition spatiale du champ. Tronquée à un ordre fini - ordre HOA -, cette décomposition retient un nombre de signaux caractérisant le champ sonore encodé avec une résolution spatiale donnée. Plus l’ordre utilisé est élevé, plus le champ sonore sera reproduit avec exactitude. Le SoundField, microphone ambisonique d'ordre 1 et trois prototypes HOA d'ordre 2, 3 et 4 développés au sein de Orange Labs sont étudiés. Dans un premier temps, les fonctions de directivité de ces quatre dispositifs microphoniques sont mesurées. Leur capacité à reconstruire les composantes ambisoniques, et par conséquent à encoder le champ enregistré, est caractérisée. La capacité des microphones à reproduire le champ enregistré est alors évaluée perceptivement. Un test de localisation est mené sur ces systèmes d'ordre 1 à 4. Les résultats confirment, sur le plan perceptif, l’apport des ordres supérieurs sur la résolution spatiale du champ reproduit, ainsi que l'importance de la reconstruction des composantes ambisoniques par le système microphonique. Afin d'approcher l'évaluation d'une application de conférence audio, des scènes de synthèse intégrant des signaux ''réels'' sont alors utilisées. Les mêmes systèmes ambisoniques sont évalués grâce à une procédure de test MUSHRA, généralement utilisée pour l'évaluation de la qualité des codeurs audio. Les résultats sont conformes à ceux du test de localisation. Les deux premiers tests sont axés sur l'analyse des systèmes de prise de son. Une troisième évaluation s'applique aux dispositifs de restitution. Pour se concentrer sur cet élément et éviter les dégradations possibles causées par un dispositif microphonique, des encodages idéaux (composantes ambisoniques de synthèse) sont utilisés. Ce dernier test compare différents ordres ambisoniques décodés pour deux configurations de haut-parleurs. L'influence du système de restitution est alors mise en évidence.

Among the spatial audio reproduction techniques, the ambisonic approach is based on a spherical harmonics sound field decomposition. Using an intermediate format, this technology combines a spatial encoding sound field process and a decoding process reproducing the sound field on a loudspeaker setup. By truncating the decomposition to the Mth order, a finite number of ambisonic components that form the spatial ambisonic format remains. The higher the order M is, the larger the reproduced area for a given frequency. Our studies deal with four microphone arrays of different orders (1 to 4). At first, the directives of these microphone devices are measured. The ambisonic components recreated from the measures are characterized. A localisation test and a MUSHRA-like procedure show an influence of the order on the spatial resolution of a recreated sound source. A third experiment shows the influence of both the order and the number of loudspeakers on the reproduced scenes.