Brevet FR2599175A1 — publié le 19871127

Procédé de synthèse de sons correspondant à des cris d'animaux. La présente invention concerne un procédé de synthèse de sons correspondant à des cris d'animaux. Elle s'applique à la reproduction synthétique de cris d'animaux, et plus particulièrement de cris de détresse destinés à effaroucher certains animaux (mammifères et oiseaux) que l'on souhaite voir s'éloigner d'un emplacement déterminé. On sait qu'il est nécessaire, notamment dans les zones de trafic d'avions ou dans des zones agrico-10 les, d'éloigner certains oiseaux par exemple, qui peuvent soit endommager des avions se déplaçant sur des aéroports ou près de ceux-ci, soit provoquer des destructions préjudiciables de végétaux dans l'agriculture. On connaît différents procédés permettant de 15 reproduire des sons correspondant à des cris d'animaux, par exemple à des cris de détresse ou d'alarme pour les oiseaux, ou les mammifères, ces procédés permettant d'effaroucher ces animaux. Le procédé le plus courant consiste à enregis20 trer sur une bande magnétique d'un magnétophone, des cris de détresse de l'espèce animale que l'on souhaite effaroucher. Il est d'ailleurs à noter que les c.ris de détresse d'une espèce peuvent permettre d'effaroucher non seulement cette espèce, mais aussi certaines espè25 ces différentes. Selon ce procédé, il suffit alors, à l'aide d'un-magnétophone, de lire la bande magnétique pour reproduire les sons (cris de détresse ou d'alarme) enregistrés sur cette bande; le magnétophone est bien en30 tendu placé au voisinage de l'emplacement o se tient l'espèce à effaroucher. Ce procédé d'enregistrement et de reproduction des sons, par bande magnétique, est peu fiable essentiellement pour des raisons mécaniques. On connaît aussi un procédé qui permet de reproduire synthétiquement des cris d'animaux. Ce procédé consiste tout d'abord à effectuer une analyse harmonique des sons correspondant aux cris de détresse des animaux de l'espèce considérée. Le procédé consiste ensuite à reproduire Les sons correspondant à ces cris de détresse, synthétiquement, par application d'un signal électrique de synthèse à un dispositif électroacoustique. Le signal électrique de synthèse présente une fréquence variable selon les fréquences déterminées par analyse et reproduites aussi fidèlement que possible; ce procédé tend à reproduire non seulement les fréquences fondamentales qui correspondent aux sons-analysés, 15 mais aussi toutes les fréquences harmoniques correspondantes. On sait, grâce à l'analyse des sons naturels, que les sons de détresse ou d'alarme, ainsi qde' les sons répulsifs ayant une action sur Les mammifères et Les 20 oiseaux, ont une structure bien caractéristique. Ils sont toujours constitués par des fréquences équidistantes auxquelles est appliquée une modulation de fréquence. L'examen détaillé des structures sonores montre que cette équidistance est obtenue de façons très di25 verses selon les espèces animales. On rencontre ainsi des sons qui sont des séries harmoniques véritables (rarement), d'autres sont constitués par des battements entre plusieurs fréquences. Dans les procédés connus de synthèse de cris d'animaux, on cherche à utiliser tous 30 les paramètres entrant dans la composition des sons naturels. Ce type de procédé nécessite l'utilisation de moyens de traitement de données très performants et très puissants, associés à des mémoires de très grande capa35 cité, puisque les sons sont reproduits aussi fidèlement que possible en utilisant tous les paramètres résultant de l'analyse harmonique préalable. L'invention a pour but de remédier aux inconvénients des procédés connus et notamment de fournir 5 un procédé simple et peu coOteux de synthèse des sons correspondant à des cris de détresse, d'alarme ou de répulsion, d'animaux. Ce procédé n'utilise pas d'enregistrement préalable au cours duquel des cris de différentes espèces sont enregistrés et reproduits de manière 10 peu fiable (cas de procédés utilisant une bande magnétique); ce procédé ne nécessite pas de moyens de traitement de données puissants et coûteux, reproduisant aussi fidèlement que possible les sons analysés par utilisation de tous les paramètres déterminés Lors de 15 l'analyse préalable. Ces buts sont atteints notamment en utilisant pour la synthèse, un signal électrique de forme rectangulaire à fréquence variable, le rapport cyclique de ce signal étant fixé pour chaque période, en fonction de 20 certaines seulement des harmoniques que l'on souhaite conserver dans la reproduction synthétique des sons analysés. Le procédé de l'invention ne nécessite pas l'utilisation de tous les paramètres définis par l'analyse préalable des sons naturels. Seuls certains paramètres sont retenus. Leur nombre est si restreint que leur sélection peut être faite manuellement. L'utilisation d'un processus de digitalisation automatique des paramètres est inutile. Le procédé de l'invention montre qu'il suffit, 30 pour reproduire des cris de détresse, d'alarme ou de répulsion d'animaux: -de simplifier des séries de fréquences équidistantes existant dans les sons naturels, - de simplifier la modulation de fréquence, - de réduire le nombre des niveaux relatifs des fréquences composant le spectre acoustique, - dene tenir aucun compte des relations de phases. En conséquence, L'invention permet une économie considérable de mémoire vis-à-vis des procédés connus utilisant des moyens de traitement puissants. L'invention concerne un procédé de synthèse de sons correspondant à des cris de détresse, d'alarme ou de répulsion,d'animaux consistant à effectuer une analyse harmonique des fréquences de ces sons, puis à reproduire. ces sons synthétiquement, par application 10 d'un signal électrique de synthèse à un dispositif électro-acoustique, caractérisé en ce qu'il consiste à obtenir un signal de synthèse de forme rectangulaire, à fréquences et rapports cycliques variables, selon les fréquences déterminées par analyse, et à fixer pour chaque période du signal rectangulaire le rapport cyclique de ce signal, en fonction des seules harmoniques qu'il est souhaitable de conserver dans les fréquences des sons synthétiques fournis par le dispositif électroacoustique. Nous allons préciser les caractéristiques de cette invention. Les recherches expérimentales effectuées pour parvenir à l'invention nous ont montré que l'on pouvait utiliser les algorithmes de simplification suivants, 25 pour la reproduction synthétique de cris de détresse, d'alarme ou de répulsion d'animaux. Les cris répulsifs de détresse ou d'alarme font intervenir une modulation de fréquence appliquée à une fréquence porteuse. Les caractéristiques de cette 30 modulation et de la porteuse doivent être reproduites. Il est cependant possible d'y apporter des simplifications qui font l'originalité de l'invention. En ce qui concerne la porteuse, l'invention consiste à ne pas générer individuellement chaque fré35 quence composant le spectre: le procédé consiste à générer un son complexe, sans tenir compte des relations de phase. Ce son doit être constitué par des fréquences équidistantes. Les intervalles d'équidistance doivent être ceux que l'on trouve dans les sons naturels. Quant 5 aux niveaux relatifs des composantes spectrales, il est permis de faire des approximations. En ce qui concerne la modulation de fréquence, elle est appliquée à la porteuse simplifiée décrite cidessus. Il est nécessaire de se situer dans la norme 10 sonore de chaque espèce, mais en ne reproduisant que ses caractéristiques essentielles. Etant donné les simplifications énoncées cidessus, une technique utilisant le passage par zéro d'un signal rectangulaire est suffisante pour reproduire syn15 thétiquement de tels sons. L'invention consiste à utiliser un signal rectangulaire de synthèse ayant un rapport cyclique différent de 1, pour constituer la fréquence porteuse. En faisant varier ce rapport, il est possible d'obtenir une approximation des fréquences porteuses qui 20 respecte les niveaux relatifs des harmoniques des sons naturels. Les fréquences indésirables, s'il en est, sont éliminées par filtrage. La modulation de fréquence est indépendante du rapport cyclique. Elle est obtenue en modifiant la durée des périodes consécutives des signaux 25 de synthèse. Malgré ces simplifications, les signaux de synthèse ainsi obtenus sont parfaitement efficaces. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, 30 donnée en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure I représente schématiquement un ensemble de reproduction synthétique de cris de détresse d'animaux, permettant de mettre en oeuvre le procédé de l'invention, - la figure 2 est un chronogramme représentant les signaux obtenus selon le procédé de l'invention, ces signaux étant appliqués à un dispositif électroacoustique pour produire synthétiquement les sons correspondant à des cris de détresse d'animaux. La figure I représente schématiquement l'ensemble de traitement permettant de mettre en oeuvre le procédé de synthèse de sons conforme à l'invention. Cet ensemble de traitements comprend un microprocesseur 1 10 auquel sont reliées de façon connue, une mémoire morte 2 et une mémoire vive 3 (mémoire de travail du mocroprocesseur). La mémoire morte 2 contient des programmes de gestion des traitements effectués par le microprocesseur I sur les paramètres relatifs à la synthèse sonore 15 à effectuer. Ces paramètres ont des valeurs qui sont déterminées par l'analyse de sons à reproduire. Ils permettent, comme on le verra plus loin en détail, de reproduire synthétiquement les sons correspondant à des cris de détresse, d'alarme ou de répulsion d'ani20 maux, par application d'un signal électrique de synthèse, à un dispositif électro-acoustique 8. Ce dispositif électro-acoustique comprend un haut-parleur 4 qui est relié à la sortie d'un amplificateur 6, lui-même relié à la sortie d'un filtre 5 (permettant d'éliminer cer25 taines fréquences que l'on ne souhaite pas reproduire). Le filtre 5 reçoit le signal de synthèse de la sortie d'un dispositif logique 7 lui-même relié au microprocesseur 1. Le signal de synthèse est de forme rectangulaire, à fréquence variable. Il présente, comme on le verra 30 plus loin en détail, un rapport cyclique qui est fixé grâce aux paramètres enregistrés dans la mémoire vive 3. Ce signal de synthèse est fourni par l'ensemble logique 7, commandé par le microprocesseur 1 et est appliqué à l'amplificateur 6. L'ensemble logique 7 peut être cons35 titué par exemple, par des bascules de type bistable dont La période de conduction est fixée par le microprocesseur en fonction des paramètres décrits plus haut et préenregistrés dans La mémoire vive 3. Les fréquences du signal de synthèse fourni par l'ensemble Logique 7 5 sont aussi fixées par te microprocesseur, en fonction des paramètres préenregistrés dans la mémoire vive 3. Le filtre 5 peut être programmable et commandé par le microprocesseur 1. IL permet d'éliminer Les fréquences que l'on ne souhaite pas reproduire. Le dispositif peut aussi comprendre des moyens manuels 9 reliés au microprocesseur 1 pour sélectionner, en fonction de l'espèce animale dont on veut reproduire les cris, les paramètres préenregistrés en mémoire et correspondant à cette espèce. La figure 2 est un chronogramme des signaux fournis par l'ensemble logique 7 commandé par te microprocesseur I; ces signaux sont appliqués au hautparLeur 4, par L'intermédiaire de l'amplificateur 6 et du filtre 5. -Selon Le procédé de l'invention, le signal de synthèse, à fréquence variable, représenté sur le chronogramme, est un signal rectangulaire. La fréquence variabLe de ce signal dépend des paramètres sélectionnés par analyse, comme indiqué plus haut. On fixe, pour chaque période du signal rectangulaire, Le rapport cyclique de ce signal, en fonction des harmoniques qu'iL est souhaitabLe de conserver dans les sons synthétiques, fournis par le haut-parleur 4. Le signal de synthèse représenté en exemple sur cette figure est un signal qui 30 présente pendant une certaine durée une fréquence FA = /TA de période TA, et qui présente pendant une autre durée une fréquence FB = 1/TB, de période TB, etc. Selon l'invention, pour chaque fréquence et pour chaque période, on fixe le rapport cyclique de ce signal, grâce 35 aux paramètres enregistrés dans la mémoire vive 3. C'est ainsi par exempte que, pour La fréquence FA et pendant La première période TA, Le rapport cyclique est égaL à T1/Tot, tandis que pour La période TA suivante, ce rapport cyclique est égal à Tl1/T'o. De La même manière, 5 pour La fréquence FBet pour La première période TBO Le rapport cycLique du signal est égal à T3/T2 et, pour la seconde période TB, ce rapport cyclique est égal à T'3/T'2... Ce rapport cyclique permet de ne conserver, dans Les sons synthétiques fournis par Le dispositif éLectro-acoustique, que certaines harmoniques des fréquences des sons correspondant aux cris d'alarme, de détresse ou de répulsion d'animaux déterminés. L'expérience montre qu'it n'est pas du tout utile, contrairement aux procédés utilisés dans L'état de La technique, 15 de reproduire-La totalité des fréquences des- sons analysés, mais simplement certaines des harmoniques des fréquences de ces sons. La mise en oeuvre du procédé montre en effet que pour la plupart des animaux, et en particulier pour Les oiseaux, La reproduction synthé20 tique des sons, dans LaqueLLe on n'utilise que certaines harmoniques des fréquences des sons correspondant à des cris de détresse, provoque un effarouchement efficace. Cet effarouchement est bien plus important que Lorsque Les sons correspondant à des cris de détresse sont re25 produits en totalité, comme par exempte dans Les procédés connus de reproduction magnétique ou de reproduction synthétique. Le procédé de L'invention permet de produire des cris d'alarme ou de détresse d'oiseaux ou de mam30 mifères. IL permet également de produire des sons à caractère répuLsif, et de synthétiser des sons simples tels que des chants d'oiseaux. REVENDICATION Procédé de synthèse de sons correspondant à des cris de détresse, d'alarme ou de répulsion, d'animaux, consistant à effectuer une analyse harmonique des fréquences de ces sons, puis à reproduire ces sons synthétiquement, par application d'un signal électrique de synthèse à un dispositif électro-acoustique (4), caractérisé en ce qu'il consiste à obtenir un signal de synthèse de forme rectangulaire, à fréquences et rapports cycliques variables, selon les fréquences dé10 terminées par analyse, et à fixer pour chaque période (TA, TB,...) du signal rectangulaire le rapport cyclique (T1/T0) de ce signal, en fonction des seules harmoniques qu'il est souhaitable de conserver dans les fréquences des sons synthétiques fournis par le dispo15 sitif électroacoustique.