Audio 3D - Dolby motion picture matrix encoder

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Ce système Dolby est l'un des premiers systèmes surround conçu et mérite d'être analysé en détail pour l'originalité de sa conception. Le système prévoit le codage de 4 signaux indépendants Gauche (L=Left), Centre (C=Center), Droite (R=Right) et Surround (S) sur deux signaux seulement (Lt et Rt, où t est pour total). De cette façon, le signal codé peut être mémorisé sur un support stéréo approprié (CD, Ruban magnétique, DAT) si on se trouve en phase d'enregistrement, ou alors utilisé comme piste sonore d'un signal télévisé stéréo. Quand les deux signaux Lt et Rt sont récupérés (soit du support ou par le récepteur TV), ils sont envoyés à un décodeur qui reconstitue, du moins virtuellement, les 4 signaux originaux. Voyons dans le détail les deux processus de codage et décodage.

21.3.1. Codage

Comme déjà dit plus haut, 4 signaux sont à coder: celui de gauche (L), de centre (C), de droite (R) et le Surround (S). Ci-après l'opération de codage:

Audio 3D - Schéma logique de l'opération de codage

Schéma logique de l'opération de codage

Voyons comment le signal C est d'abord atténué de 3dB et puis envoyé sur les deux pistes Lt et Rt. On procède ainsi, vu qu'en envoyant une copie de C sur chaque piste nous l'avons doublée. Pour le ramener au volume original on doit l'atténuer de 3 dB (souvenez-vous comment on additionne et on soustrait les dB? [Combinaison des sources sonores ] ). Pour ce qui est du signal S, celui-ci est d'abord atténué de 3dB pour la même raison qu'auparavant, par la suite il est filtré au moyen d'un filtre passe-bande [Filtres ] qui élimine les fréquences extérieures de l'intervalle [100Hz - 7KHz]. Le signal passe après à travers un stade qui applique un algorithme de réduction du bruit [Systèmes de réduction du bruit ] et à la fin est divisé en deux: une copie, anticipée de 90°, est envoyée sur une piste alors que sur l'autre est envoyée une copie retardée de 90°.

A ce stade, les quatre signaux originaux ont été codés en deux nouveaux signaux et sont prêts à être transmis à travers l'éther avec un signal vidéo sous forme de signal télévisé commun, ou alors enregistré sur un support stéréo. Notons que pour fignoler le son S on a adopté les précautions suivantes:

  1. Filtre passe-bande: par lequel on obtiens le signal S final, soit un son "dégradé" pour ne pas trop catalyser l'attention du spectateur et donc agir comme un son d'environnement

  2. Algorithme de réduction du bruit



21.3.2. Décodage

A sa réception, le son est extrait du signal et envoyé au stade de décodage, dont le schéma est reporté ci-après:

Audio 3D - Schéma logique de l'opération de décodage

Schéma logique de l'opération de décodage

Les deux signaux Lt et Rt sont directement transmis sur les canaux frontaux L et R. Etant donné que L et R originaux avaient été envoyés directement sur Lt et Rt, il sont reproduits tels qu'ils ont été codés. Le signal C a été ajouté autant sur Lt que sur Rt, en conséquence les hauts-parleurs L et R reproduiront son image-fantôme au centre. Il s'agit d'une reconstruction virtuelle, mais elle est tout de même efficace. Le signal S se trouve en revanche sur Lt et Rt mais comme il est en contre-phase sur les deux canaux, il ne semble pas provenir de L et R mais se transforme en un son d'environnement, aidé par le fait que ce signal, extrait de Lt et Rt, se trouvera sur les hauts-parleurs postérieurs. Voyons comment: on fait suivre les signaux Lt et Rt vers un stade qui en calcule la différence, donc en effectuant cette opération (Lt - Rt), les deux signaux C ajoutés en phase de codage sont annulés. Vice-versa, le signal S a été ajouté sur les deux pistes en contre-phase, donc la soustraction des signaux Lt et Rt a pour effet d'amplifier de 3 dB le signal S; c'est pour cette raison, qu'en phase de codage, il a été conduit à travers un atténuateur à 3dB. En résumé, nous sommes partis avec 4 signaux indépendants et les avons codés sur deux signaux seulement. Durant le décodage, nous avons essayé de reconstruire les 4 signaux originaux et, même si nous ne sommes pas arrivés à maintenir la totale indépendance, nous avons quand même recréé une configuration similaire à celle de départ. Pour fignoler le son S, on a adopté les précautions suivantes:

  1. Delay: en appliquant un delay d'environ 10ms, et donc à l'intérieur de la zone de Haas [Effet Haas ] , le signal S est utilisé comme un renfort et est donc soustrait à l'attention du spectateur

  2. Filtre Passe-Bas: il sert à atténuer les différences de phase entre les signaux frontaux et ceux à l'arrière du spectateur; rappelons-nous que les différences de phase se perçoivent surtout aux hautes fréquences. Pour le signal S les hautes fréquences ne sont pas nécessaires, vu que ce signal, comme déjà dit, est un signal d'environnement

  3. Décodage de l'algorithme de réduction du bruit appliqué en phase de codage



21.3.3. Caractéristiques du codage Dolby Motion Picture Matrix

Une importante propriété de ce système consiste dans sa compatibilité avec les systèmes mono et stéréo. En effet, sur un appareil de télévision stéréo, nous aurons tous les signaux sur les hauts-parleurs L et R. Le signal Surround S est présent et, même s'il ne pourra pas provenir de l'arrière-plan du spectateur, le fait d'être en contre-phase lui garantit tout de même un comportement d'environnement. En additionnant les canaux L et R on se trouve devant dans le cas d'une télévision mono. A cet effet, le signal C retourne à son volume initial ayant été atténué de 3dB et par la suite additionné à lui-même. Le signal S disparaît puisqu'il a été ajouté à Lt et Rt en contre-phase; soit qu'en mono, la seule information qui est définitivement perdue est celle concernant le surround. Peu importe car, à bien vouloir réfléchir, une télévision mono avec Surround serait un peu ridicule!










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