matricage

Le matricage est une opération électronique qui combine deux signaux d'entrée ou plus en un nombre plus petit de signaux de sortie à l'aide d'équations de mélange linéaires. Chaque sortie est une somme pondérée des entrées, les poids (appelés coefficients de matrice) étant déterminés par l'application. Le processus est effectué par des circuits analogiques (réseaux de résistances, amplificateurs opérationnels) ou des algorithmes numériques, et est réversible si les valeurs des coefficients originaux sont connues.

L'application grand public classique est l'encodage matriciel stéréo. Un signal quadriphonique à quatre canaux (avant gauche, avant droit, arrière gauche, arrière droit) peut être encodé en deux canaux stéréo par matricage, permettant de lire du contenu quadriphonique sur un équipement stéréo standard. Les canaux arrière modulent le signal stéréo avec des informations déphasées qu'un décodeur peut extraire. Le système Dolby Surround a utilisé ce principe pour intégrer des informations surround dans la stéréo sans nécessiter de câblage ou de canaux supplémentaires.

Fonctionnement technique et variantes

En matricage analogique, les résistances définissent le gain de chaque chemin d'entrée, et les amplificateurs sommateur les combinent. Un exemple stéréo simple pourrait générer un canal central comme (Gauche + Droite) / 2 et un canal latéral comme (Gauche - Droite) / 2. Sous forme numérique, le matricage est une multiplication matricielle : chaque échantillon de sortie est calculé comme un produit scalaire des échantillons d'entrée et des coefficients fixes. Le nombre de coefficients et leur arrangement déterminent la quantité d'informations conservées et si la transformation peut être inversée.

Le matricage diffère du simple mixage (qui ajoute des signaux) car il applique des relations de phase et d'amplitude spécifiques pour séparer les composants du signal ou décorréler les canaux. Lorsque le matricage échoue, les sorties deviennent inintelligibles ou perdent des informations spatiales. Des coefficients incorrects dans un décodeur peuvent provoquer une annulation de phase, où les canaux surround reconstruits semblent faibles ou se réduisent au mono. La dérive en température des réseaux de résistances analogiques peut également modifier les coefficients au fil du temps.

Le terme vient de la matrice mathématique, le tableau rectangulaire de nombres décrivant la transformation linéaire. Le matricage reste intégré dans les formats surround modernes : Dolby Pro Logic et Pro Logic II utilisent un décodage matriciel adaptatif pour extraire les informations surround et centrales des signaux stéréo ou 5.1. Les consoles audio professionnelles incluent des sorties matricielles pour générer des mixages de monitoring à partir d'un mixage maître en utilisant des coefficients fixes ou variables.