L OREILLE.ET. LE SON 3D. Bernard Lagnel Avril 2015

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Virgile Richard
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1 L OREILLE.ET. LE SON 3D. Bernard Lagnel Avril

2 QUELQUES RAPPELS: La sensation sonore (d intensité en db ou fréquentiel en Hz) varie comme le logarithme de l excitation. Le db est un rapport sans dimension (rapport de puissance mais aussi rapport de tension ou d intensité sonore ). Le db adopte l échelle logarithmique. La plus petite variation de niveau perçue 0,5 db. Temporellement, il faut 200 ms pour estimer l allure des variations de la modulation et «pour tenir son niveau!!». Le tympan est un capteur de pression (micro omni) de 1 cm de diamètre (donc sensible aux variations de pression). Le seuil d audibilité est de 20 µpa*(micro-pascals) à 2000 Hz. La référence 0 db SPL (Sound Pressure Level) est à 20 µpa. -5 *( 1 Pa =10 bar )

3 ÉCHELLE DU BRUIT : En db SPL Sound Pressure.Level PERÇUS : Avion au décollage Marteau-piqueur DOULOUREUX 110 Concert et discothèque RISQUE DE SURDITÉ 100 Baladeur à puissance maximum PÉNIBLE 90 Moto/Quad/Tracteur 80 Automobile/Circulation 70 Aspirateur/Tondeuse Conversation courante Bureau tranquille Conversation à voix basse 0 Machine à laver Chambre à coucher Vent dans les arbres Seuil d audibilité Réflexe stapédien FATIGUANT SUPPORTABLE AGRÉABLE CALME

4 Courbes isosoniques ISO 3746, pour une écoute binaurale en champ libre (utilisation d'une source frontale). 120 db 110 db 100 db 90 db 80 db 70 db 60 db 50 db Les lignes isosoniques permettent de savoir quels niveaux physiques (en db SPL) donnent une même sensation sonore quand on fait varier la fréquence.

5 Dynamique d'écoute (50 db SPL) dans une cabine de prise de son et à la place du preneur de son. Courbes isosoniques ISO 3746 (source frontale). Les crêtes 100 db SPL Pondération B 25 db SPL Niveau fort 75 db SPL Pondération A Niveau moyen 50 db SPL 25 db SPL Niveau faible Niveau de pression acoustique ou db SPL Sound Pressure Level

6 Sensation sonore en "db LS" pour les différents seuils de pression acoustique à niveau constant sur tout le spectre 120 db 6 db LS 110 db 100 db 90 db 60 db 80 db 50 db 70 db 0 db LS Ces seuils sont ramenés sur une échelle relative de 0 db LS à 1 KHz. (source frontale à niveau constant SPL sur toute la gamme de fréquence audible).

7 Pour les basses fréquences jusqu à.1 KHz 110 db 120 db 6 db LS 100 db 90 db 70 db 80 db 60 db 50 db Augmentation du niveau SPL Linéarisation dans les basses fréquences

8 De 1 KHz à 6,3 KHz > à 6,3 KHz. 6 db LS 100 db 80 db 120 db 60 db 50 db 110 db 90 db 70 db 70 db 60 db 80 db 50 db 90 db 6 db LS 100 db 120 db 110 db À 3,5 KHz, la sensibilité de l oreille ne cesse d augmenter avec le niveau SPL Max pour 70 db SPL (Réflexe stapédien?)

9 LES DIVERSES PONDÉRATIONS Oreille : pour une source frontale de 75 db SPL 6 db LS PONDÉRATION C PONDÉRATION A PONDÉRATION D PONDÉRATION B PONDÉRATION K ou R2LB La pondération K ou R2LB est calquée sur la diffraction de la tête? (La pondération K est le moteur de la norme R128 pour évaluer le LU )

10 DIFFRACTION DE LA TÊTE HUMAINE: ( Modèle = Sphère de 18 cm de Ø ) Kr = 0,1 Kr = 1 Kr = 10 Kr = 100 Données Schoeps r = 9 cm.(rayon de la sphère). +5 db 0 db -5 db -10 db -15 db Micro seul à Ο 0 Axe des microphones Tour de tête pour 18 cm de Ø = 56,5 cm Kr = 2πr/λ Pour Kr = 1 : F = C /(2 π r) F 600 Hz (C = Célérité du son)

11 ot

12 Résonances du conduit auditif (λ/4) : L OREILLE EXTERNE 3,0 os N F = (2.k+1) c 4L +0,82 r r = rayon du conduit auditif Fondamental F = 2,7 KHz V k = 0 os N 1 erharmonique F = 8,3 KHz V N V k = 1 Le reflex stapédien : Ligament N = NŒUD DE PRESSION ; V = VENTRE DE PRESSION MAX DE PRESSION Limiteur Stéréo Organique!.pour un son > à 85 db SPL. - Attack : 40 ms (mode Link) - Release : 15 minutes pour un son de 100 db SPL. Muscle Les osselets de l Oreille Moyenne. ADULTE 1 KHz 15 db à 2,7 KHz NOUVEAU-NÉ B. Kruger & R. Ruben, 1987

13 L oreille externe Réflexion et diffusion pour un objet de dimension 1/2 x λ PAVILLON pour l espace frontal 4 cm 1/2 x λ (à 4 khz) Réflexion : Angle d incidence = Angle de réflexion (Comme la lumière ) onde incidente BL cm 1/2 x λ (à 8 khz) TRAGUS pour l espace dorsal Diffusion : onde incidente Indices Spectraux (is ) = 3D - Modifications des fréquences dues à.l Oreille externe (de 4 KHz à 16 KHz)

14 Les Hauts parleurs (Hp) 7.1 ITU dans le plan azimutal : Sensation sonore pour 75 db SPL sur du Bruit Rose Hp à 0 Hp à 30 ( Résultats Polynomiaux ) 6 db LS Max Hp à 30 Max Hp à 90 Hp à 90 Hp à 0 Hp à 120 Hp à 150 Hp à 150 Hp à 120 Champ Diffus

15 WAVES NX : HRTF pour une source Mono se déplaçant vers la Droite 10 db Oreille Droite Oreille Gauche Trou à 8 KHz 5.0 Oreille Droite Oreille Gauche

16 WAVES NX : différences HRTF à 30 et à 120 Pour une source stéréo émettant le même son sur G et D (phase +1) 6 db Différences Perçues EQ Binaural NX : HP à 30 et 120 Création d une source virtuelle Devant à 0 et Derrière à db 4 db 3 db EQ NX à 30 EQ NX à db 1 db 0 db -1 db -2 db -3 db -4 db -5 db -6 db

17 Fréquence relative des jugements en % : Devant 0 et Derrière 180 oui 50% 50% Direction apparente de sons présentés dans le plan médian. Les points de mesure sont empruntés à Blauert 1969 pour les symboles carrés et à Chateau 1995 pour les symboles ronds. non oui 50% 50% LE SON ET L ESPACE ALÉAS-GRAME La localisation auditive des sons dans l espace. Par Georges Canévet non

18 Brüel & Kjær Tête et torse Type 4128 c : Champ Diffus 10 db 0 db Champ Direct..Source..Source à 0-10 db z KH,5 12 z KH 10 Hz 8K Hz 5K Hz 3K Hz 2K Hz 1K Différence en niveau entre le champ diffus et le champ direct à incidence frontale, pour la tête et torse B&K type 4128 c Champ Diffus 10 db 5 db Documents et Photos Brüel Brüel & Kjær. Kjær Champ Direct..Source..Source à 0 Différence en niveau entre le champ diffus et le champ direct à incidence frontale, pour les résultats polynomiaux 0 db -5 db z KH z KH,5 12 z KH 10 Hz 8K 5 Hz 5K 3,1 Hz 2K Hz 1K Norme ISO 454 de 1975 : «Relation entre les niveaux de pression acoustique de bandes étroites de bruit en champ diffus et en champ libre à incidence frontale pour des sonies égales.»

19 Domaine cognitif sensoriel dans un environnement 3D Les HRTF de Robinson & Whittle 1960 : Source : SOUND..REPRODUCTION..FLOYD E. TOOLE Chapitre 19, p 438 AZIMUT ÉLÉVATION Directivité.marquée. de 2 fréquences : 4 khz et 8 khz. le 4 khz = (présence / absence) ou la perception des distances. le 8 khz = (brillance / mat) et l Espace sonore en 3D.

21 Domaine cognitif sensoriel dans un environnement 3D Les HRTF de Robinson & Whittle 1960 : La vision en relief Le cône de présence La vision périphérique Champ visuel AZIMUT ÉLÉVATION Oreille.Primitive Écoute de Vigilance en 3D Pas d homogénéité de l espace sonore perçu.

22 Domaine cognitif sensoriel dans un environnement 3D Les HRTF de Robinson & Whittle 1960 : L C R 3D Dc u Dc C Ls 1/2 Dc AZIMUT 1/2 Dc Rs ÉLÉVATION Localisation instable d une source fantôme entre R et Rs 7.1 Dc est mal perçue à l arrière ( Ls Rs ) délai pour conformité ITU.

23 COMPARAISON ENTRE L L AUDITION ET LA VISION : 4 KHz 8 KHz Rétine Centrale : Présence de cônes Faible sensibilité Forte acuité Traite les informations relatives à la forme et à la couleur Rôle : Reconnaissance de l information Rétine Périphérique : Présence de bâtonnets Forte sensibilité Faible pouvoir de discrimination Traite les informations relatives au mouvement Rôle : Détection de l information l et du wikipedia.org/rétine

24 Modifications des HRTF. Head Related Transfert Function = is + Résonances + Diffractions Défense Le devenir? Purepeople DR, Bordes-Jacovides/BestImage Oreille de guerrier Maasaï. (Optimisée dans le plan azimutal ) Jan Fabre "Chapters" XI BL 2015

25 L oreille ne cesse de grandir bigbrowser.blog.lemonde.fr Quelques dizaines d années plus tard L oreille grandit pour compenser la presbyacoustie? Les Grands COS* de la Radio surnommés «Les Grandes Oreilles» Avoir de grandes oreilles dans certaines cultures (particulièrement des grands lobes) est un signe de grande sagesse... * Chef Opérateur du Son

26 «Croissance de l'oreille déterminée par l âge» : En tout 206 patients ont été étudiés, âge moyen : 53 ans (de 30 à 93 ans)...la longueur moyenne des oreilles a été de 67,5 mm (de 52 à 84 mm). Une équation linéaire de régression fut tirée des données recueillies : Taille des oreilles = (0.72 x âge du patient).

27 PRESBYACOUSIE norme ISO 7029 : Hommes Femmes 2 KHz 8 KHz 2 KHz 8 KHz Ces données confirment les observations que chacun a pu faire; l effet de la presbyacousie est beaucoup plus marqué pour les fréquences supérieures à 2 KHz, avec une différence homme / femme notable. Les courbes en pointillés représente le 10 percentile, ce qui signifie que 90% de la population normale a une audition meilleure que celle qui est traduite par ces audiogrammes. Cela signifie aussi que, si l audiogramme d un patient est en dessous, il n a que 10% de chances d être dans la norme et moins encore s il s en éloigne.

28 KLARK TEKNIK The Audio System Designer Technical Référence : Presbyacousie (Peter Mapp 1985) 30dB 20 ans 30 ans 40 ans 50 ans 60 ans 30d B 3D?? Et le Son 3D??

29 Presbyacousie à 60 ans en fonction du niveau acoustique en db SPL. 0 db 0 db SPL = 20!Pa à 20 ans -5 db -10 db -15 db -20 db -25 db -30 db surdité légère -35 db -40 db -45 db

30 Merci de votre attention Site : Mail : b.lagnel@gmail.com

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