Brevet FR2515851A1 — publié le 19830506

La présente invention se rapporte à un perfectionnement du dispositif enregistreur décrit dans le brevet français nO 71 40059. Dans le dispositif décrit dans le brevet n-^écar; , les sons émis par le locuteur sont captés par un microphone, am- pli fiés par un amplificateur à large bande et envoyés sur un système de sélection de fréquences comportant un ensemble de filtres disposés en parallèle et dont les sorties sont reliées à un réseau combinatoire. Chacun de ces filtres est destiné à reconnaître un formant particulier. Chaque combinaison de plusieurs formants, au moins deux, et de préférence quatre ou cinq, permet d'obtenir pour un locuteur donné un phonème déterminé, ces combinaisons étant effectuées par ledit réseau combinatoire.Or, pour obtenir un même phonème, il faut réaliser un combinaison différente de formants si l'on a affaire à un autre locuteur et si la hauteur de son de sa voix diffère de celle du locuteur pris en référence. Par cos- auvent si l'on vovra-it rendre ce dispositif universel, ct- à-dire pouvoir l'adapter à plusieurs locuteurs différents, il faudrait prévoir plusieurs réseaux combinatoires commutables, la commutation des réseaux combinatoires se faisant en fonction de l'analyse de la voix du locuteur considéré, ce qui rendrait le dispositif complexe et onéreux. En outre, comme précisé dans ledit brevet, le spectre des fréquences analysées s'étend des infrasons, c'est-à-dire quelques hertz jusqu'à 100 KHz. Dans cette large bande de fréquence, les fréquences ultrasoniques sont fortement atténuées par rapport aux fréquences audibles, ce qui peut provoquer dans certains cas où des phonèmes comportent des formants à fréquences ultrasoniques, la non-reconnaissance de ces phonèmes. La présente invention a pour objet un perfectionnement du dispositif du brevet rctrs permettant, avec des moyens simples et peu onéreux, de rendre ce dispositif multilocuteur et d'assurer la meilleure reconnaissance possible des phonèmes. Le dispositif conforme à la présente invention comporte un circuit de reconnaissance des fréquences fondsnentales dun phonème vocalique particulier, branché en aval du microphone et relié à une ou plusieurs entrées de sélection de combinaisons du circuit combinatoire. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, ledit circuit de reconnaissance de fréquences fondamentales comporte un circuit logique à priorité dont les entrées sont reliées aux sorties d'une partie des filtres du système de sélection de fréquences, cette partie correspondant à la bande de fréquences dans laquelle peuvent se situer les fréquences fondamentales de phonèmes vocaliques de tous les locuteurs susceptibles d'utiliser le dispositif, les sorties de ce circuit logique étant reliées, par l'intermédiaire d'un registre à bascules bistables, à d'autres entrées de sélection de combinaisons du circuit combinatoire. Selon ledit mode de réalisation préféré de l'invention, le circuit combinatoire comporte des mémoires mortes, et l'amplificateur à large bande a une caractéristique de transfert relevant l'amplitude des fréquences ultrasoniques et infrasoniques, cette caractéristique de transfert ayant avantageusement une allure inverse de celle de la courbe de Fletcher. La présente invention sera mieux comprlse à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé dont la figure unique est un bloc-diagramme de la partie essentielle de ce mode de réalisation. La présente invention ne concernant que les circuits d'entrée du dispositif enregistreur décrit dans le brevet pré- cité , on n'a représenté sur le dessin que ces circuits d'entrée, le reste du dispositif n'étant pas modifié. Le microphone 1 est relié par l'intermédiaire d'un am- plificateur 2 à un système de sélection de fréquences 3 comportant plusieurs filtres numériques passe-bande dont toutes les entrées sont reliées à la sortie de lamplifica- teur 2. Le nombre de ces filtres est évidemment égal au nombre de formants que l'on désire reconnaître. Ces filtres comportent chacun une sortie sur laquelle apparaît un signal, par exemple un "1" logique, lorsque le signal de sortie de lamplificateur 2 a une composante dont la fréquence se situe dans la bande passante du filtre considéré et dont l'amplitude dépasse un certain seuil, ce seuil se situant par exemple à 3 décibels au-dessus du niveau de bruit maximal à la sortie de l'amplificateur 2.Les sorties des filtres du système 3 sont reliées à des entrées correspondantes d'un réseau comMinatoire 4. Selon le mode de réalisation préféré de l'invention, ce réseau combinatoire comporte plusieurs mémoires mortes de type courant. les entrées d'adressage de ces mémoires mortes constituent lesdites entrées du réseau combinatoire. Bien entendu, ces mémoires mortes sont en nombre suffisant pour présenter un nombre d'entrées d'adressage au moins égal à la somme du nombre de filtres numériques et du nombre de sorties du circuit logique prioritaire décrit ci-dessous. Ces mémoires mortes sont reliées,de façon connue en soi, par des circuits d'extension de capacité de mémoires. Chacune des n sorties S1 à Sn du circuit 4 correspond à un phonème particulier. Les mémoires du circuit 4 sont programmées, de façon évidente pour l'homme de l'art, pour que chaque sortie déterminée, et uniquement cette sortie déterminée, soit activée lorsqu'une combinaison particulière et unique d'entrées du circuit 4 est activée. L'activation de ces entrées correspond à l'apparition de niveaux logiques "1" aux sorties de certains filtres du circuit 3, donc à l'apparition de formants correspondants dans le mot prononcé par le locuteur parlant devant le microphone 1, donc enfin à l'apparition d'un phonème déterminé dans ledit mot.Les signaux apparaissant sur les sorties S1 à 5n sont exploités de la même façon que les signaux apparaissant sur les sorties des bascules telles que les bascules référencées 5, 6 et 7 sur la figure 1 du brevet français n0 71 4Q059. D'autre part, on relie les sorties de touts les filtres 3, dont les bandes passantes sont situées dans une plage de fréquences basses, à des entrées correspondantes d'un cir-cuit logique prioritaire 5. Cette plage de fréquences basses est celle dans laquelle peuvent se situer les fréquences fondamentales d'un phonème vocalique tel que "A" ou "V" (à l'exclusion des consonnes Dolosives B, D, G, P, T, K et des sourdes F, S, CH, et P, T, K lorsqu'elles se produisent une seconde fois) prononcé par tous les locuteurs susceptibles d'utiliser le dispositif de l'invention. Cette plage peut par exemple s'étendre de 50 à 500 Hz, ce qui est largement suffisant dans la plupart des cas. En effet, les fréquences fondamentales sont d'environ 100 Hz pour les hommes, 250 Hz pour les femmes, et 400 Hz pour les enfants. Le circuit logique prioritaire 5 comporte autant de sorties que d'entrées leur correspondant une à une et est réalisé de façon à ne produire un signal de niveau déterminé, par exemple un "1" logique, que sur la sortie correspondant à 1'entrée recevant un signal "1" du filtre traitant la fréquence la plus basse lorsque plusieurs entrées du circuit 5 reçoivent de tels signaux, et à produire un signal "1" sur une sortie donnée lorsque seule 2:'entrée correspondante reçoit un "1". Un tel circuit logique est évident à réaliser pour l'homme de l'art et ne sera donc pas décrit plus en détail. Ce circuit est nécessaire du fait que si le locuteur a une voix très grave dont le fondamental est très bas, par exemple compris entre 50 et 100 Hz, un "1" apparaît non seulement à la sortie dufiltre du circuit 3 dans la bande passante duquel se situe ce fondamental, mais également sur les sorties des filtres laissant passer les harmoniques de ce fondamental. Si ce fondamental est par exemple de 80 Hz, les harmoniques 2 à 6, c'est-à-dire 160, 240, 320, 400 et 480 Hz peuvent produire des "1" sur les sorties des filtres correspondants, dans le cas où ladite plage s'étend de 50 à 500 Hz. Les sorties du circuit 5 sont reliées par l'intermédiaire d'un registre 6 à bascules bistables à des entrées correspondantes du circuit 4. L'entrée de remise à zéro du registre 6 est reliée à une borne 7 sur laquelle un circuit (non représenté) à bouton-poussoir de commande envoie un signal de remise à zéro avant chaque changement de locuteur ou à la mise sous tension du dispositif, et l'entrée de signaux d'horloge de ce registre est reliée à une borne 8 qui est elle-même reliée à un circuit (non représenté) envoyant un court train de signaux d'horloge sur cette borne 8. Chacune des entrées du circuit 4 reliées au registre 6 est destinée à faire translater l'ensemble des combinaisons de formants par rapport à l'ensemble des phonèmes en fonction du fondamental du locuteur.En-effet, chaque phonème est composé d'une combinaison déterminée de formants, mais les fréquences de tous les formants d'une combinaison varient ensemble, dans le même sens, en fonction de la hauteur de son de la voix du locuteur. I1 suffit donc pour adapter le dispositif à n'importe quel locuteur, que celui-ci fournisse une référence de sa voix, par exemple le phonème vocalique "A". La fréquence fondamentale de ce phonème permet justement de fixer cette référence et, par suite, de faire correspondre les fréquences des combinaisons de formants, déterminées par les filtres 3, aux phonèmes prononcés par ce locuteur. Dans le crs Oìl le circuit 4 est composé de mémoires mo- tes, les sorties du registre 6 sont reliées chacune à une entrée d'adressage des mémoires et commandent les changements de "pages" de ces mémoires, chaque "page" des mémoires comportant la totalité des correspondances combinaisons de formants-phonème relatives à une fréquence fondamentale de phonème vocalique choisi, donc relatives à un type de locuteur particulier. Une dernière entrée du circuit 4 est reliée à un circuit 9 qui est en fait le circuit référencé P dans le brevet tré- cité , ce circuit 9 étant relié au circuit de correction décrit dans ce brevet. Pour assurer une très bonne reconnaissance de tous les phonèmes, il faut prendre en compte même des formants de fréquences ultrasonores (jusqu'à 100 KHz environ). Etant donné que de telles fréquences sont fortement affaiblies par rapport aux fréquences audibles (en particulier les fréquences dites "médium" autour de 1000 Hz) on suramplifie dans l'amplifi- cateur 2 ces fréquences ultrasonores par rapport aux autres fréquences. On peut également suramplifier les fréquences très basses (inférieures à 100 Hz environ) qui sont aussi affaiblies. De façon avantageuse, la courbe de transfert de l'amplificateur 2 a une forme inverse de celle de la courbe de Fletcher. Le fonctionnement du circuit décrit ci-dessus est très simple : lorsqu'un locuteur veut utiliser le dispositif enregistreur, il appuie sur ledit bouton-poussoir du circuit de remise à zéro, et prononce le phonème vocalique de référence, par exemple "A" comme précisé ci-dessus. La fréquence fondamentale de ce phonème est déterminée par le circuit 5 à partir des informations fournies par les filtres du circuit 3. Pendant ce temp5, le circuit relié à la borne 8 lui envoie un court train de signaux d'horloge qui font passer à "1" la sortie correspondante du registre 6, cette sortie restant à "1" tant que le registre n'est pas remis à zéro. La fréquence de ces signaux d'horloge est suffisamment élevée pour présenter au moins un front de transition actif pendant la durée de prononciation dudit phonème vocalique, et la durée dudit train est suffisante pour-permettre au locuteur de prononcer ce phonème après ladite remise à zéro qui fait démarrer ce train. La sortie à l'état "1" du registre 6 permet de choisir la "page" correspondante des mémoires du circuit 4. Le locuteur peut commencer à parler aussitôt après avoir prononcé ledit phonème. Les sons prononcés par le locuteur, après avoir été amplifiés par lam- plificateur 2, sont analysés par les filtres 3 et convertis en signaux de commande d'inscription de phonèmes par le circuit 4. Il est nossible de transnoser tout ou tartie du spectre des frdeluences transmises par le microphone dans une autre bande A.e fréquences (untrasons ? pour les commodités eu traitement subséquent REVENDICATIONS I- Dispositif enregistreur d'écriture phonétique positionnelle du type comportant au moins un microphone à large bande, un dispositif amplificateur attaquant un système de sélection de fréquences composé de filtres, un dispositif de transcodage en phonèmes, un bloc d'enregistrement électrooptique et un dispositif de déplacement séquentiel d'un support sensible d'enregistrement, caractérisé par le fait qu'il comporte un circuit (5,6) de reconnaissance de fréquence fondamentale d'un phonème vocalique particulier, branché en aval du microphone (I) et relié à une ou plusieurs entrées de sélection de combinaisons du circuit combinatoire (4), ce phonème étant par exemple "A" ou "V". 2- Dispositif selon la revendication I, caractérisé par le fait que le circuit de reconnaissance de fréquences fondamentales comporte un circuit logique à priorité (5) dont les entrées sont reliées aux sorties d'une partie des filtres du système de sélection de fréquences, cette partie correspondant à la bande de fréquences dans laquelle peuvent se situer les fréquences fondamentales de phonèmes vocaliques de tous les locuteurs susceptibles d'utiliser le dispositif, les sorties de ce circuit logique étant reliées, par l'intermédiaire d'un registre à bascules bistables (6) à d'autres entrées de sélection de combinaisons du circuit combinatoire. 3- Dispositif selon la revendication I ou 2, caractérisé par le fait que le circuit combinatoire comporte des mémoires mortes. 4- Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que l'amplificateur à large bande (2) a une caractéristique de transfert relevant l'amplitude des fréquences ultrasoniques et infrasoniques, cette caractéristique de transfert ayant avantageusement une allure inverse de celle de la courbe de Fletcher.