Réverbération Audio

Contact:

Gaël Richard (Gael.Richard@telecom-paristech.fr), Bertrand David (Bertrand.david@telecom-paristech.fr), Yves Grenier (Yves.Grenier@telecom-paristech.fr)

Descriptif

La réverbération est l’effet produit lorsque le son se propage dans une salle.

Dans un lieu clos, la présence des parois et d’obstacles entraîne l’existence de trajets multiples de durées distinctes entre la source (par exemple le musicien) et le récepteur (e.g. le microphone), ce qui se traduit, dans le signal reçu, par une ”répétition” du signal émis due à la superposition des contributions des différents trajets, phénomène auquel on donne le nom de réverbération.

La première des contributions possibles est le son direct, c’est-à-dire celui qui existerait en l’absence des parois et de tout autre obstacle. La somme des contributions de tous les autres trajets forme l’effet de salle. Cet effet (parfois appelé effet du canal acoustique) peut être défini par un ensemble de paramètres que l’on conviendra de diviser en trois sous-ensembles:

  1. la salle, définie par la géométrie et les matériaux des murs et des obstacles,
  2. la source, définie par sa position, son diagramme de rayonnement (directivité d’émission) et son étendue,
  3. le récepteur (typiquement un voire deux microphones), défini par sa position et son diagramme de directivité.

La réverbération peut-être simulée. On parle alors de réverbération artificielle.

Les recherches en acoustique des salles ont permis de montrer que, tant du point de vue physique que du point de vue perceptif, il est justifié de décomposer l’effet de salle en réverbération tardive d’une part (principalement fonction du volume et de l’absorption globale de la salle), et réflexions précoces d’autre part (qui dépendent de la géométrie de la salle et de la position de la source et du récepteur).

La réverbération tardive est caractérisée par une grande densité d’échos par unité de temps, de sorte qu’on peut la modéliser sous la forme d’un processus aléatoire gaussien décroissant exponentiellement au cours du temps. De même, la réponse en fréquence de la salle possède une densité de modes très élevée, du moins au delà d’une fréquence limite (souvent appelée fréquence de Schroeder) qui va de quelques dizaines de Hz (grandes salles) à quelques centaines de Hz (petites salles relativement réverbérantes).

Un dispositif assez simple, introduit par Schroeder [1] et appronfi par Moorer [2], simule cette réverbération tardive à l’aide de quelques filtres en peigne et filtres passetout. Sans être parfaite, la qualité de la réverbération simulée est assez démonstrative et plusieurs réverbérateurs du commerce reposent sur ce principe de base

Composante PACT

Dans le cadre du projet, les élèves pourront être amenés à appliquer un effet de réverbération artificielle sur un signal audio donné (son « clair » sans réverbération). L’application de cet effet permet de produire un son plus riche ou simulant un effet de salle (par exemple un théâtre, une salle d’église, …). En terme de méthodologie, il s’agit de:

  • Capter un son, obtenir un signal numérique
  • Calculer le modèle de filtre caractérisant la réponse d’une salle
  • Appliquer le filtre sur le signal
  • Jouer le son obtenu

 

Bibliographie

Pour plus d’informations on pourra consulter [3].

[1] M.R. Schroeder. Natural sounding artificial reverberation. J. Audio Eng. Soc., 10(3):219–223, 1962.

[2] J.A. Moorer. About this reverberation business. Computer Music J., 3(2):13–18, 1979.

[3] G. Richard, « Chapitre  5  :  Effets et réverbération », polycopié du module Audio, de l’UE SI340 : « signaux audiofréquence et parole »

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