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EP0818121B1 - Systeme de prise de son et d'ecoute pour equipement de tete en ambiance bruitee - Google Patents

Systeme de prise de son et d'ecoute pour equipement de tete en ambiance bruitee Download PDF

Info

Publication number
EP0818121B1
EP0818121B1 EP97900642A EP97900642A EP0818121B1 EP 0818121 B1 EP0818121 B1 EP 0818121B1 EP 97900642 A EP97900642 A EP 97900642A EP 97900642 A EP97900642 A EP 97900642A EP 0818121 B1 EP0818121 B1 EP 0818121B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
microphone
listening
followed
signal
interpolator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP97900642A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP0818121A1 (fr
Inventor
Christian Gulli
Gérard REYNAUD
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales Avionics SAS
Original Assignee
Thales Avionics SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thales Avionics SAS filed Critical Thales Avionics SAS
Publication of EP0818121A1 publication Critical patent/EP0818121A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP0818121B1 publication Critical patent/EP0818121B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/04—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for correcting frequency response

Definitions

  • the present invention relates to a sound recording system and listening for head equipment in a noisy environment.
  • the subject of the present invention is a sound recording system and headphone monitor in a noisy environment, which allows establishing the most intelligible communications possible and optimize the exchanges of digital signals with other devices in the audio system to which this sound recording and listening system can be connected.
  • the headphone sound recording and listening system noise comprises, on the side of the sound recording, at minus a microphone followed by a sampling device, a decimator, of a signal distortion compensation device occurred throughout the upstream acoustic chain, and on the side of listening, an interpolator followed by a fault compensation device operator audiometry and an active noise reduction loop.
  • the invention is described below with reference to a system aircraft audio, especially fighter aircraft, but it's fine understood that it is not limited to such an application, and that it can be implementation as well in other types of vehicles (land or maritime) than in fixed installations, in particular in a highly noisy environment, such as in factories metallurgical.
  • the user of this system is, in this case, the pilot of a combat aircraft, but it is understood that there may be simultaneously several users, in particular if it is a plane of civil transport, specific devices for each user being provided in corresponding number.
  • the inventive sound recording and listening system was shown in the drawing in the form of two modules 1 and 2 connected to a bus 3, however it is understood that this system can be implemented in a single module combining these two modules 1 and 2.
  • Module 1 essentially comprises a demultiplexer 4, a device 5 interpolator and personalized summation of the types of sound reproduction (classic and / or spatialized, spatialized meaning reproduction allowing to locate at least approximately - that is to say to a few degrees - the spatial origin of the sounds heard), a device 6 for compensating operator audiometric faults (physiological rendering), a summator 7.
  • This summator 7 performs the sum signals from device 6 and a channel 8, and sends it to a channel 9.
  • Channel 8 includes a microphone 10 per acoustic cavity headphone, followed by a sampling device 11 whose frequency like that of interpolator 5, for example 96 kHz.
  • Track 9 includes a device 12 for active noise reduction, followed a digital-analog converter 13 and sound transducers 14 (headphones and / or speakers) arranged for example in a headset 15.
  • all elements 4 to 7 and 11-12 are of the digital type.
  • the microphones 10 and speakers 14 are appropriately arranged in the two channel channel, left and right, independent.
  • module 1 The function of module 1 is to provide each user with a comfortable listening to sound signals produced by different sources. These sources are, in particular, sound signals coming directly of the cockpit, on-board intercoms (telephone of on board), radio communications, alarms, summary messages voice, ...
  • An input 5A of the interpolator 5 is connected via bus 3 to a sound spatialization device (not shown) (sound effects to better locate sound sources).
  • Another 5B entry from the interpolator 5 is connected to the output of the demultiplexer 4, which receives from the bus 3 monophonic sound tracks intended for the pilot (s).
  • Another exit demultiplexer 4 is connected, via bus 3, to said spatialization device, to which he sends the monophonic channels to "spatialize".
  • the outputs of the converter 13 are connected to a device 16 analog recording, and speakers 14 are connected to terminals 17 to which audio signals can be sent analog backup.
  • the circuits between the interpolator 5 and the headset 15 are single-channel, two-channel, left and right, independent.
  • the headset containing the microphones 10 and the speakers 14 constitutes for them an acoustic cavity.
  • the sounds picked up by microphones consist of noise from outside the helmet and sounds produced by the speakers are sampled at 11, then subtracted from signals arriving from 6.
  • the result is processed by filter 12, which is an active noise reduction filter. Digitization, in 11, is preferably performed at a frequency of about 96 kHz, which represents a compromise between the crossing time of the filter 12, the number and the type cells of this filter, as well as compatibility with other frequencies for sampling audio circuits that can be connected to bus 3 (in the case described here, these frequencies are 6, 12, 24 and 48 kHz, like this is the case for circuits of conventional aircraft systems).
  • the filter 12 is advantageously a recursive digital filter, producing a noise in phase opposition compared to that coming from outside in the helmet. Active noise reduction thus achieved completes the passive hearing reduction achieved by the helmet (materials insulation and thickness). Active reduction is advantageously effective in a frequency band extending from a frequency of a few tens of Hertz to several hundred Hertz, and even around 1 kHz. This frequency band is one in which the passive reduction performed by the helmet is not very effective, because in this band the length ambient noise wave is large compared to the thickness of the headphones. The combination of these two active and passive protections can produce a noise reduction of about 35 to 40 dB, or better, across the entire band hearing frequencies.
  • the compensation device 6 is a digital filter compensating for imperfections in the ear transfer function, and to increase the user's hearing, which improves the effect of "spatialization" (sound in 3 dimensions) produced by said device spatialization. Indeed, the spatial localization is all the better as the signal perceived by the user has a wide band.
  • the transfer function of a such a filter is advantageously personalized, for example using a memory card 18, specific to each user, inserted in a reader 19 connected to device 6. This memory card contains the parameters relating to its user and making it possible to adapt the transfer function of the filter of device 6 with the hearing characteristics of this user.
  • reader 19 and card 18 can be replaced by any equivalent device (removable ROM, download device, etc.).
  • the demultiplexer 4 separates the different audio channels monophonic multiplexed on bus 3. These channels come in Particular of module 2 (described below), reception channels for radio equipment, on-board intercom, voice synthesis, alarms.
  • the channels present on the bus 3 and taken by the demultiplexer 4 for be sent directly to the interpolator 5 can be mixed, or well the user can select some by command appropriate from the demultiplexer. Downstream of the interpolator, the resulting channel is repeated identically on the left and right channels, to ensure the compatibility with the "spatialized" channel, which is necessarily transmitted over the two channels, these two channels then conveying information different from each other.
  • the user can also order, via the demultiplexer, sending certain channels to said device spatialization to "spatialize" these channels, which are returned after "3D” processing (3 Dimensions), directly to the interpolator 5.
  • the audio signal sources that may be present in a aircraft are mostly sampled at different frequencies.
  • the sampling frequencies are 6 kHz for radio and radio navigation signals, 12 kHz for alarms and for intercommunication with the ground and with members hold crew, if any, and 24 kHz for cabin intercommunication.
  • the sampler 11 operating, as specified above, at a frequency of 96 kHz in order to allow a effective effective noise reduction, it is necessary that incoming signals from the demultiplexer 4 to the summator 7 have the same frequency sampling.
  • the interpolator 5 ensures this "leveling" of the sampling frequencies by intercalating, in a manner known per se, between "useful" samples "null" samples.
  • the sound recording module 2 (figure 2) ensures the acquisition of the voice signal from the user to send it to his headset (check the presence of this signal), to radio communication equipment (possibly via anticompromission and encryption circuits), on-board intercom equipment, and control devices voice.
  • Module 2 cooperates with several sensors: a microphone main 20 placed on the inhaler mask 20A or the helmet 15 of the user, cranial sensors 21, and emergency sensors 22. These sensors are connected to a sensor management device 23, followed by a automatic gain control circuit 24 and a circuit. 25.
  • the circuit 25 is connected on the one hand to a circuit of decimation 26 and on the other hand to an acoustic compensation circuit 27, followed by a denoising circuit 28.
  • the denoising circuit 28 is connected to the audio bus 3 by a switch 29 controlled by half-cycles 30, which also control circuit 28. These alternates are for example push buttons operated by the user to allow him to select the mode of oral communications he wishes to use (radio or on-board intercom or voice control).
  • control circuits 23, 25, 27, 28 are connected to the bus of a processor management (not shown), in order to select the sensor (s) to use (order of 23) and treatments (order of 25, 27 or 28).
  • the exit 26A of filter 26 is connected via bus 3 to anti-compromising circuits (if they exist, and not shown) and voice recognition.
  • the exit 29A of switch 29 is connected via bus 3 to the audio monitoring circuits and spatial sound from module 1, radio equipment and intercommunication, if they exist.
  • the radio and intercommunication alternates 30 trigger the digitization of the microphone signal, or alternatively, in the event that denoising microphones is active, the implementation of the denoising algorithm corresponding. In all cases, pressing any of the alternates controls the opening of switch 29. Indeed, although activation microphone is required to operate the denoising of this microphone and voice recognition, linking audio return is only necessary during a speech.
  • the cranial microphone sensors 21, also called osteomicrophones are, with microphones 22, backup sensors to maintain oral communication when the pilot is brought to take off his mask (for a military aircraft, in an emergency, feeling unwell, ...) or if the main microphone fails 20.
  • the device 23 selects the active microphone. In the case general, this is microphone 20, located in the user's mask or on the rail fixed to the helmet. If this microphone fails, bad fixation or removal of this mask, the cranial sensors 21 or others sensors 22 are activated and denoising is inhibited if it was in operation.
  • the automatic gain control device 24 adapts the microphone signal dynamics, i.e. the dynamics of the voice of the speaker, to that authorized by digital coding (generally on 16 bits) used by the system, in order to avoid saturation of the voice signal (which degrade intelligibility and speech recognition rate if applicable).
  • the sampling device 25 advantageously has a 24 kHz sampling frequency, which then allows the audio signal to have enough bandwidth to be easily “spatialized” (in passing through 27, 28 and 29).
  • the signals are sent to the circuit 26 and / or to the compensation device 27.
  • the device 26 comprises a decimation circuit (circuit eliminating one in two samples) halving the signal sampling frequency for make it compatible with the characteristics of the circuits anti-compromission and voice recognition.
  • the compensation circuit 27 compensates for the deformations undergone upstream throughout the acoustic chain by the voice signal (in particular in the cavity 20A of the speaker's inhaler mask).
  • This circuit of compensation includes a digital filter whose coefficients are determined from the transfer function of the cavity + assembly microphone, in order to obtain at the output of circuit 27 a spectrum of voice signal close to the one we would get without the mask. This treatment is complementary to denoising performed by circuit 28.
  • the denoising circuit 28 comprises for example a filter rejector (whitening filter) and a frequency filter.
  • Circuit 23 selects the active microphone (among the microphones 20 to 22). To speak, the operator presses the alternation 30. Circuit 24 adjusts the gain of the selected microphone. The resulting signal is digitized at 25. Circuit 26 decimates the signals thus digitized, to optimize the transfer of data to other audio devices than may include the aircraft, and to ensure compatibility with other audio processing, such as voice recognition.
  • the circuit 27 compensates for the distortions of the signal from the microphone, as specified above, and circuit 28 denies it.
  • the signal result is sent on bus 3.
  • circuit 6 performs audiometric compensation (fault compensation operator audiometry) of signals arriving from 5.
  • the summator 7 inserts the signal thus compensated into the active noise reduction loop, comprising a microphone 10 per earpiece acoustic cavity, the sampler 11, the correction filter 12, the converter 13 and a loudspeaker by earpiece acoustic cavity 14.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Soundproofing, Sound Blocking, And Sound Damping (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Signal Processing Not Specific To The Method Of Recording And Reproducing (AREA)
  • Headphones And Earphones (AREA)

Description

La présente invention se rapporte à un système de prise de son et d'écoute pour équipement de tête en ambiance bruitée.
Dans une ambiance fortement bruitée, comme par exemple celle régnant dans un poste de pilotage d'un avion militaire, les appareils de prise de son, de restitution et de traitement de la voix ne sont pas optimisés, et sont même, pour la plupart, mal mis en oeuvre. Les communications radio entre l'équipage et leurs interlocuteurs sont de mauvaise qualité. Les utilisateurs communiquent avec plusieurs interlocuteurs (autres avions, stations au sol, les autres membres de l'équipage, leur propre voix leur revient). Ces communications sont monophoniques, parasitées, peu intelligibles et ne sont pas hiérarchisées. Si plusieurs alarmes sonores interviennent simultanément, elles sont difficiles à discriminer entre elles. Ces mauvaises communications, ajoutées au bruit ambiant, contribuent significativement à la fatigue des équipages, et peuvent même altérer leur audition. Les casques qu'ils portent les protègent peu ou mal de ces bruits. Les seuls moyens dont ils disposent pour essayer de rendre un peu plus intelligibles ces communications sont des commandes de réglage de niveau sonore, ce qui est loin d'être satisfaisant. Les divers appareils mettant en oeuvre ces communications sonores sont hétérogènes et leurs caractéristiques ne sont pas toujours complètement compatibles.
La présente invention a pour objet un système de prise de son et d'écoute pour casque en ambiance bruitée, qui permette d'établir des communications le plus intelligibles possible et d'optimiser les échanges de signaux numériques avec d'autres dispositifs du système audiophonique auquel peut être relié ce système de prise de son et d'écoute.
Le système de prise de son et d'écoute pour casque en ambiance bruitée conforme à l'invention comporte, du côté de la prise de son, au moins un microphone suivi d'un dispositif d'échantillonnage, d'un décimateur, d'un dispositif de compensation de déformations de signal survenues dans l'ensemble de la chaíne acoustique amont, et du côté de l'écoute, un interpolateur suivi d'un dispositif de compensation des défauts d'audiométrie de l'opérateur et d'une boucle de réduction active de bruit.
La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation, pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé sur lequel :
  • les figures 1 et 2 sont des blocs-diagrammes de circuits d'écoute et de prise de son, respectivement, conformes à l'invention.
L'invention est décrite ci-dessous en référence à un système audiophonique d'avion, en particulier d'avion de combat, mais il est bien entendu qu'elle n'est pas limitée à une telle application, et qu'elle peut être mise en oeuvre aussi bien dans d'autres types de véhicules (terrestres ou maritimes) que dans des installations fixes, en particulier dans un environnement fortement bruité, comme par exemple dans des usines métallurgiques. L'utilisateur de ce système est, dans le cas présent, le pilote d'un avion de combat, mais il est bien entendu qu'il peut y avoir simultanément plusieurs utilisateurs, en particulier s'il s'agit d'un avion de transport civil, des dispositifs particuliers à chaque utilisateur étant prévus en nombre correspondant.
Le système de prise de son et d'écoute de l'invention a été représenté sur le dessin sous forme de deux modules 1 et 2 reliés à un bus 3, toutefois il est bien entendu que ce système peut être réalisé en un seul module regroupant ces deux modules 1 et 2.
Le module 1 comporte essentiellement un démultiplexeur 4, un dispositif 5 interpolateur et de sommation personnalisée des types de reproduction sonore (classique et/ou spatialisé, spatialisé signifiant reproduction permettant de localiser au moins approximativement - c'est-à-dire à quelques degrés près - l'origine spatiale des sons entendus), un dispositif 6 de compensation des défauts audiométriques de l'opérateur (rendu physiologique), un sommateur 7. Ce sommateur 7 effectue la somme des signaux provenant du dispositif 6 et d'une voie 8, et l'envoie à une voie 9.
La voie 8 comprend un microphone 10 par cavité acoustique d'écouteur, suivi d'un dispositif d'échantillonnage 11 dont la fréquence d'échantillonnage est, comme celle de l'interpolateur 5, par exemple de 96 kHz. La voie 9 comprend un dispositif 12 de réduction active de bruit, suivi d'un convertisseur numérique-analogique 13 et de transducteurs sonores 14 (écouteurs et/ou haut-parleurs) disposés par exemple dans un casque 15. Bien entendu, tous les éléments 4 à 7 et 11-12 sont de type numérique. Les microphones 10 et haut-parleurs 14 sont disposés de façon appropriée dans la voie à deux canaux, gauche et droit, indépendants.
La fonction du module 1 est d'assurer à chaque utilisateur une écoute confortable des signaux sonores produits par les différentes sources. Ces sources sont, en particulier, des signaux sonores provenant directement de la cabine de pilotage, des intercommunications de bord (téléphone de bord), des communications radio, des alarmes, des messages en synthèse vocale, ... Une entrée 5A de l'interpolateur 5 est reliée via le bus 3 à un dispositif (non représenté) de spatialisation sonore (effets sonores permettant de mieux localiser des sources sonores). Une autre entrée 5B de l'interpolateur 5 est reliée à la sortie du démultiplexeur 4, qui reçoit du bus 3 les voies sonores monophoniques destinées au(x) pilote(s). Une autre sortie du démultiplexeur 4 est reliée, via le bus 3, audit dispositif de spatialisation, auquel il envoie les voies monophoniques à "spatialiser". De façon avantageuse, les sorties du convertisseur 13 sont reliées à un dispositif 16 d'enregistrement analogique des écoutes, et les haut-parleurs 14 sont reliés à des bornes 17 sur lesquelles on peut envoyer des signaux sonores analogiques de secours. Bien entendu, les circuits compris entre l'interpolateur 5 et le casque 15 sont à une voie, à deux canaux, gauche et droit, indépendants.
Le casque renfermant les microphones 10 et les haut-parleurs 14 constitue pour eux une cavité acoustique. Les sons captés par les microphones se composent des bruits provenant de l'extérieur du casque et des sons produits par les haut-parleurs sont échantillonnés en 11, puis soustraits des signaux parvenant de 6. Le résultat est traité par le filtre 12, qui est un filtre de réduction active de bruit. La numérisation, en 11, est réalisée, de préférence, à une fréquence d'environ 96 kHz, qui représente un compromis entre le temps de traversée du filtre 12, le nombre et le type de cellules de ce filtre, ainsi que la compatibilité avec les autres fréquences d'échantillonnage des circuits audiophoniques pouvant être reliés au bus 3 (dans le cas décrit ici, ces fréquences sont 6, 12, 24 et 48 kHz, comme cela est le cas pour les circuits des systèmes classiques d'avions).
Le filtre 12 est avantageusement un filtre numérique récursif, produisant un bruit en opposition de phase par rapport à celui parvenant de l'extérieur dans le casque. La réduction active de bruit ainsi réalisée complète la réduction auditive passive réalisée par le casque (matériaux isolants et épaisseur). La réduction active est avantageusement effective dans une bande de fréquences s'étendant d'une fréquence de quelques dizaines de Hertz à plusieurs centaines de Hertz, et même environ 1 kHz. Cette bande de fréquences est celle dans laquelle la réduction passive réalisée par le casque est peu efficace, car dans cette bande la longueur d'onde du bruit ambiant est grande par rapport à l'épaisseur du casque. L'ensemble de ces deux protections active et passive peut produire une réduction de bruit d'environ 35 à 40 dB, ou mieux, sur toute la bande des fréquences auditives.
Le dispositif de compensation 6 est un filtre numérique compensant les imperfections de la fonction de transfert de l'oreille, et permettant d'augmenter l'acuité auditive de l'utilisateur, ce qui améliore l'effet de "spatialisation" (son en 3 dimensions) produit par ledit dispositif de spatialisation. En effet, la localisation spatiale est d'autant meilleure que le signal perçu par l'utilisateur a une large bande. La fonction de transfert d'un tel filtre est avantageusement personnalisée, par exemple à l'aide d'une carte à mémoire 18, propre à chaque utilisateur, introduite dans un lecteur 19 relié au dispositif 6. Cette carte à mémoire contient les paramètres relatifs à son utilisateur et permettant d'adapter la fonction de transfert du filtre du dispositif 6 aux caractéristiques auditives de cet utilisateur. Bien entendu, le lecteur 19 et la carte 18 peuvent être remplacés par tout dispositif équivalent (ROM amovible, dispositif de téléchargement...).
Le démultiplexeur 4 sépare les différentes voies audio monophoniques multiplexées sur le bus 3. Ces voies proviennent en particulier du module 2 (décrit ci-dessous), voies de réception des équipements radio, intercommunication de bord, synthèse vocale, alarmes. Les voies présentes sur le bus 3 et prélevées par le démultiplexeur 4 pour être directement envoyées à l'interpolateur 5 peuvent être mélangées, ou bien l'utilisateur peut en sélectionner certaines par une commande appropriée du démultiplexeur. En aval de l'interpolateur, la voie résultante est répétée identiquement sur les canaux gauche et droite, afin d'assurer la compatibilité avec la voie "spatialisée", qui est nécessairement transmise sur les deux canaux, ces deux canaux véhiculant alors des informations différentes entre elles. L'utilisateur a également la possibilité de commander, via le démultiplexeur, l'envoi de certaines voies audit dispositif de spatialisation pour "spatialiser" ces voies, qui sont renvoyées, après traitement "3D" (3 Dimensions), directement à l'interpolateur 5.
Les sources de signaux audio qui peuvent être présentes dans un avion sont la plupart du temps échantillonnées à des fréquences différentes. Généralement, les fréquences d'échantillonnage sont de 6 kHz pour les signaux de radiocommunication et de radionavigation, de 12 kHz pour les alarmes et pour les intercommunications avec le sol et avec les membres d'équipage de soute, le cas échéant, et de 24 kHz pour les intercommunications en cabine. L'échantillonneur 11 fonctionnant, comme précisé ci-dessus, à une fréquence de 96 kHz afin de permettre une réduction active de bruit efficace, il est nécessaire que les signaux arrivant du démultiplexeur 4 au sommateur 7 aient la même fréquence d'échantillonnage. L'interpolateur 5 assure cette "mise à niveau" des fréquences d'échantillonnage en intercalant, de façon connue en soi, entre les échantillons "utiles" des échantillons "nuls".
Le module 2 (figure 2) de prise de son assure l'acquisition du signal vocal de l'utilisateur pour l'envoyer sur son casque (vérification de la présence de ce signal), vers les équipements de communication radio (éventuellement via des circuits d'anticompromission et de chiffrement), les équipements d'intercommunication de bord, et les dispositifs de commande vocale.
Le module 2 coopère avec plusieurs capteurs : un microphone principal 20 disposé sur le masque inhalateur 20A ou le casque 15 de l'utilisateur, des capteurs crâniens 21, et des capteurs de secours 22. Ces capteurs sont reliés à un dispositif de gestion de capteurs 23, suivi d'un circuit de commande automatique de gain 24 et d'un circuit. d'échantillonnage 25. Le circuit 25 est relié d'une part à un circuit de décimation 26 et d'autre part à un circuit de compensation acoustique 27, suivi d'un circuit de débruitage 28. Le circuit de débruitage 28 est relié au bus audio 3 par un commutateur 29 commandé par des alternats 30, qui commandent également le circuit 28. Ces alternats sont par exemple des boutons-poussoirs manoeuvrés par l'utilisateur pour lui permettre de sélectionner le mode de communications orales qu'il désire utiliser (radio ou intercommunication de bord ou commande vocale). Les entrées de commande des circuits 23, 25, 27, 28 sont reliées au bus d'un processeur de gestion (non représenté), afin de sélectionner le ou les capteur (s) à utiliser (commande de 23) et les traitements (commande de 25, 27 ou 28). La sortie 26A du filtre 26 est reliée via le bus 3 à des circuits d'anticompromission (s'ils existent, et non représentés) et de reconnaissance vocale. La sortie 29A du commutateur 29 est reliée via le bus 3 aux circuits d'écoute audio et de son spatialisé du module 1, aux équipements radio et d'intercommunication, s'ils existent.
Les alternats radio et intercommunication 30 déclenchent la numérisation du signal microphonique, ou bien, dans le cas où le débruitage des microphones est actif, la mise en oeuvre de l'algorithme de débruitage correspondant. Dans tous les cas, l'appui sur l'un quelconque des alternats commande l'ouverture du commutateur 29. En effet, bien que l'activation permanente d'un microphone soit nécessaire pour faire fonctionner le débruitage de ce microphone et la reconnaissance vocale, la liaison de retour audio n'est nécessaire que lors d'une élocution.
Les capteurs microphoniques crâniens 21, également appelés ostéomicrophones sont, avec les microphones 22, des capteurs de secours permettant de maintenir la communication orale lorsque le pilote est amené à ôter son masque (pour un avion militaire, en cas d'urgence, malaise, ...) ou en cas de panne du microphone principal 20.
Le dispositif 23 sélectionne le microphone actif. Dans le cas général, c'est le microphone 20, situé dans le masque de l'utilisateur ou sur le rail fixé au casque. En cas de panne de ce microphone, de mauvaise fixation ou de retrait de ce masque, les capteurs crâniens 21 ou autres capteurs 22 sont activés et le débruitage est inhibé s'il était en fonction.
Le dispositif de commande automatique de gain 24 adapte la dynamique du signal du microphone, c'est-à-dire la dynamique de la voix du locuteur, à celle autorisée par le codage numérique (en général sur 16 bits) utilisé par le système, afin d'éviter la saturation du signal vocal (ce qui dégraderait l'intelligibilité et le taux de reconnaissance vocale le cas échéant).
Le dispositif d'échantillonnage 25 a avantageusement une fréquence d'échantillonnage de 24 kHz, ce qui permet alors au signal audio d'avoir une bande passante suffisante pour être facilement "spatialisé" (en passant par 27, 28 et 29).
A la sortie de l'échantillonneur 25, les signaux sont envoyés au circuit 26 et/ou au dispositif de compensation 27. Le dispositif 26 comporte un circuit de décimation (circuit supprimant un échantillon sur deux) diminuant de moitié la fréquence d'échantillonnage des signaux pour les rendre compatibles avec les caractéristiques des circuits d'anticompromission et de reconnaissance vocale.
Le circuit de compensation 27 compense les déformations subies en amont dans toute la chaíne acoustique par le signal vocal (en particulier dans la cavité 20A du masque inhalateur du locuteur). Ce circuit de compensation comporte un filtre numérique dont les coefficients sont déterminés d'après la fonction de transfert de l'ensemble cavité + microphone, afin d'obtenir en sortie du circuit 27 un spectre de signal vocal proche de celui que l'on obtiendrait sans le masque. Ce traitement est complémentaire d'un débruitage réalisé par le circuit 28.
Le circuit de débruitage 28 comporte par exemple un filtre réjecteur (filtre de blanchiment) et un filtre fréquentiel.
Le système décrit ci-dessus fonctionne selon le processus suivant. Le circuit 23 sélectionne le microphone actif (parmi les microphones 20 à 22). Pour parler, l'opérateur appuie sur l'alternat 30. Le circuit 24 adapte le gain du microphone sélectionné. Le signal résultant est numérisé en 25. Le circuit 26 effectue une décimation des signaux ainsi numérisés, afin d'optimiser le transfert de données vers d'autres dispositifs audio que peut comporter l'avion, et afin d'assurer la compatibilité avec d'autres traitements audio, comme par exemple une reconnaissance vocale. Le circuit 27 effectue une compensation des déformations du signal issu du microphone, comme précisé ci-dessus, et le circuit 28 le débruite. Le signal résultant est envoyé sur le bus 3.
Du côté du module 1, ledit signal résultant arrivant sur le bus 3 est démultiplexé en 4, puis interpolé en 5 à la fréquence d'échantillonnage de la boucle de réduction active de bruit (voies 8 et 9 avec leurs éléments), et éventuellement on lui ajoute d'autres signaux (arrivant en 5A). Le circuit 6 effectue la compensation audiométrique (compensation des défauts d'audiométrie de l'opérateur) des signaux arrivant de 5. Le sommateur 7 insère le signal ainsi compensé dans la boucle de réduction active de bruit, comprenant un microphone 10 par cavité acoustique d'écouteur, l'échantillonneur 11, le filtre de correction 12, le convertisseur 13 et un haut-parleur par cavité acoustique d'écouteur 14.

Claims (7)

  1. Système de prise de son et d'écoute pour équipement de tête en ambiance bruitée, caractérisé en ce qu'il comporte, du côté de la prise de son, au moins un microphone (20) suivi d'un dispositif d'échantillonnage (25), d'un décimateur (26), d'un dispositif (27) de compensation de déformations de signal survenues dans l'ensemble de la chaíne acoustique amont, et du côté de l'écoute, un interpolateur (5) suivi d'un dispositif de compensation des défauts d'audiométrie de l'opérateur (6) et d'une boucle de réduction active de bruit (10, 11, 7, 12, 13, 14).
  2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif d'échantillonnage (25) est précédé d'un dispositif de commande automatique de gain (24).
  3. Système selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le dispositif de compensation de déformations de signal (27) est suivi d'un dispositif de débruitage (28).
  4. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'interpolateur (5) est associé à un sommateur de signaux audio extérieurs (5A).
  5. Système selon l'une des revendications. précédentes, caractérisé en ce que le dispositif de compensation des défauts d'audiométrie (6) est relié à un dispositif (19) lecteur de cartes à mémoire.
  6. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la boucle de réduction active comporte au moins un microphone (10), un échantillonneur (11), un sommateur (7), un filtre de bruit ANR (12), un convertisseur numérique/analogique (13) et au moins un haut-parleur (14).
  7. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la boucle de réduction active de bruit est reliée à un dispositif d'enregistrement analogique des écoutes (16).
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Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050259833A1 (en) * 1993-02-23 2005-11-24 Scarpino Frank A Frequency responses, apparatus and methods for the harmonic enhancement of audio signals
US6396930B1 (en) * 1998-02-20 2002-05-28 Michael Allen Vaudrey Active noise reduction for audiometry
FR2786107B1 (fr) 1998-11-25 2001-02-16 Sextant Avionique Masque inhalateur d'oxygene avec dispositif de prise de son
US6650701B1 (en) * 2000-01-14 2003-11-18 Vtel Corporation Apparatus and method for controlling an acoustic echo canceler
US7613529B1 (en) * 2000-09-09 2009-11-03 Harman International Industries, Limited System for eliminating acoustic feedback
JP4274949B2 (ja) * 2002-03-13 2009-06-10 ハーマン インターナショナル インダストリーズ インコーポレイテッド オーディオ・フィードバック処理システム
FR2842064B1 (fr) * 2002-07-02 2004-12-03 Thales Sa Systeme de spatialisation de sources sonores a performances ameliorees
GB2401278B (en) * 2003-04-30 2007-06-06 Sennheiser Electronic A device for picking up/reproducing audio signals
DE10357065A1 (de) * 2003-12-04 2005-06-30 Sennheiser Electronic Gmbh & Co Kg Sprechzeug
DE10327053A1 (de) * 2003-06-16 2005-01-05 Volkswagen Ag Audiosystem zum parallelen Hören unterschiedlicher Audioquellen
DE102004039066B4 (de) * 2003-09-16 2015-03-12 Volkswagen Ag Audiosystem für ein Kraftfahrzeug
US20050117754A1 (en) * 2003-12-02 2005-06-02 Atsushi Sakawaki Active noise cancellation helmet, motor vehicle system including the active noise cancellation helmet, and method of canceling noise in helmet
DE102004027803A1 (de) * 2004-06-08 2006-01-05 Sennheiser Electronic Gmbh & Co Kg Kopfhörer
WO2006026812A2 (fr) * 2004-09-07 2006-03-16 Sensear Pty Ltd Appareil et procede permettant d'ameliorer un son
CA2481629A1 (fr) * 2004-09-15 2006-03-15 Dspfactory Ltd. Methode et systeme de suppression active du bruit
JP5352952B2 (ja) * 2006-11-07 2013-11-27 ソニー株式会社 デジタルフィルタ回路、デジタルフィルタプログラムおよびノイズキャンセリングシステム
US8265937B2 (en) * 2008-01-29 2012-09-11 Digital Voice Systems, Inc. Breathing apparatus speech enhancement using reference sensor
TWI563496B (en) * 2015-11-17 2016-12-21 Univ Chung Yuan Christian Electronic helmet and method thereof for cancelling noises
US12254895B2 (en) 2021-07-02 2025-03-18 Digital Voice Systems, Inc. Detecting and compensating for the presence of a speaker mask in a speech signal

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3700812A (en) * 1971-03-11 1972-10-24 Nasa Audio system with means for reducing noise effects
US4356519A (en) * 1980-02-25 1982-10-26 Cogdell Jr Lawrence A Portable answering device
USH417H (en) * 1987-03-05 1988-01-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Headset for ambient noise suppression
FR2633125A1 (fr) * 1988-06-17 1989-12-22 Sgs Thomson Microelectronics Appareil acoustique avec carte de filtrage vocal
FR2652164A1 (fr) * 1989-09-15 1991-03-22 Thomson Csf Procede de formation de voies pour sonar, notamment pour sonar remorque.
DE59009444D1 (de) * 1990-04-06 1995-08-31 Itt Ind Gmbh Deutsche Verfahren zur aktiven Störungsunterdrückung bei Stereo-Multiplex-Signalen.
GB9109617D0 (en) * 1991-05-03 1991-06-26 Texas Instruments Ltd Method and apparatus for signal processing
FR2700055B1 (fr) * 1992-12-30 1995-01-27 Sextant Avionique Procédé de débruitage vectoriel de la parole et dispositif de mise en Óoeuvre.
TW237587B (fr) * 1993-03-19 1995-01-01 Philips Electronics Nv
US5661809A (en) * 1993-03-24 1997-08-26 Blaupunkt-Werke Gmbh Radio receiver having digital signal processing
DE4309518A1 (de) * 1993-03-24 1994-10-06 Blaupunkt Werke Gmbh Schaltungsanordnung zur Ableitung mindestens eines von der Qualität eines empfangenen Signals abhängigen Qualitätssignals
DE4310985A1 (de) * 1993-04-03 1994-10-06 Blaupunkt Werke Gmbh Schaltungsanordnung zur Dämpfung eines digitalen Audiosignals während des Auftretens von kurzzeitigen Störungen
JPH07123028A (ja) * 1993-10-25 1995-05-12 Ricoh Co Ltd 音声会議装置

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