Brevet FR2611969A1 — publié le 19880909

La présente invention concerne un dispositif conçu pour mettre en forme le signal vocal provenant d' un microphone et pour reconnaitre la voix humaine . De tels dispositifs existent actuellement et fonctionnent plus ou moins bien, ils sont le plus souvent basés sur la détection du nombre de passages par zéro du signal vocal, le codage MIC ( modulation par impulsions codées) , le codage LPC ( codage par prédiction linéaire) . Ces dispositifs complexes utilisent des algorithmes ( programmes) longs et délicats tels que la transformée de Fourier par exemple, et occupent une place considérable en mémoire d' ou une capacité moindre pour la phase de reconnaissance en elle même . Le dispositif selon 1' invention permet de pallier ces inconvénients de par le fait qu' il est basé sur un principe nouveau L' appareil possède tout d' abord un amplificateur opérationnel monté en non inverseur avec un gain adapté qui permet d' amplifier le signal issu du microphone . Ensuite le signal est filtré grace à deux filtres à 40 décibels par décades 1' un passe haut, 1' autre passe bas qui permettent de limiter la bande passante du signal entre 250 et 4500 Hertz.Un double filtrage est éffectué grace a la decroissance rapide de ces filtres , en effet le signal de haute fréquence 4500 Hertz et plus dans notre cas est atténué et passe au dessous du seuil pour lequel le comparateur passe au niveau haut , ce systeme a 1' avantage de produire une coupure nette à 4500 Hertzs Le signal débarrassé des fréquences indésirables est dirigé vers un ampli opérationnel utilisé en comparateur. Ce comparateur une référence à quelques millivolts fixée par un pont résistif diviseur de tension ( ce pont transforme le 5 volts sur son entrée en quelques millivolts sur sa sortie ) .A la sortie du comparateur il est obtenu un signal carré de période identique à celle du signal vocal présent à la sortie des filtres De plus le comparateur posséde une sortie au niveau TTL ( Transistor transistor logic ) grace à son alimentation 5 volts, ceçi lui permet de piloter un compteur ( circuit intégré ) qui peut être de 8 bits ou 16 bits ou même 32 bits, Le compteur est mis en fonctionnement lorsque le signal issu du comparateur est au niveau haut et l'arrente lorsqu'il est au niveau bas, 1 inverse est également possible. Le compteur est connecté une horloge qui doit fonctionner d' après le théorème de Shanon à plus de deux fois la fréquence la plus élevée du signal vocal. La fréquence du compteur sera obtenu par un quartz relié au dit compteur. Le compteur compte le nombre de coups d' horloge entre deux passages par zéro du signal vocal ce qui lui permet de déterminer avec exactitude le temps écoulé entre deux passages par zéro du signal vocal Enfin le compteur devra être compatible avec le bus d' un microprocesseur de préférence un 32 bits, afin de pouvoir prendre les décisions utiles et reconnaitre les mots et les phrases qui seront prononcées devant le microphone ceci grâce à 1' algorithme adéquat. Le dispositif peut être réalisé selon une forme de réalisation préférentielle sur une plaque en résine d' époxy La figure I représente le schéma électronique de 1 invention Le repere A marque 1' entrée microphone du systeme Le repere B marque 1' amplificateur non inverseur Le repere C marque le filtre analogique passe bas à 40 décibels par décades Le repere D marque le filtre analogique passe haut à 40 décibels par décades Le repere E marque 1' amplificateur opérationnel utilisé en comparateur Le repere F marque la sortie du comparateur vers le microprocesseur et son horloge REVENDICATIONS 1) Dispositif de reconnaissance vocale caractérisé en ce qu' il prend en compte le temps mis entre deux passages par zéro du signal vocal en comptant le nombre de coups dl horloge entre deux passages par zéro du dit signal vocal et qu' il permet au microprocesseur qui lui est connecté d' en déduire, grSce à un algorithme spécifique, la fréquence du fondamental sans devoir passer par des analyses complexes Le repere A marque 1' entrée microphone du-systeze . Le repere B marque 1' amplificateur non inverseur Le repere C marque le filtre analogique à 40 décibels par décades ( filtre oasse bas ) Le repere D marque le filtre analogique à 40 décibels par décades ( filtre passe haut ). Le repere E marque 1 ' amplificateur opérationnel utilisé en comparateur. Le repere F marque la sortie du comparateur au niveau TTL, dirigée vers le microprocesseur et son horloge 2) Dispositif selon la revendication nol caractérisé en ce que le système comprend un microphone pour acquérir le signal 3) Dispositif selon la revendication n01 caractérisé en ce qu' il comprend un amplificateur opérationnel, monté en non inverseur et deux filtres à 40 décibels par décades, 1' un passe bas , 1' autre passe haut, pour réduire la bande passante du signal entre 250 et 4500 Hertzs 4) Dispositif selon la revendication n01 caractérisé en ce qu' il comporte un double systeme de filtrage, en effet , les filtres à forte atténuation, 40 décibels par décades permettent de faire passer le niveau du signal sous le seuil pour lequel le comparateur passe au niveau haut lorsque la fréquence dépasse 4500 Hertzs , ce qui a pour effet de produire une coupure nette à partir de cette fréquence 5) Dispositif selon la revendication nO l caractérisé en ce qu' il comporte un amplificateur opérationnel monté en comparateur dont la référence a été placée à quelques millivolts à partir du 5 volts par un pont diviseur résistif Ce comparateur permet de mettre le signal vocal sous forme carrée, tout en conservant la période du signal issu des filtres Le signal de sortie du comparateur est place au niveau TTL(transistor transistor, logic ) grâce à une alimentation 5 volts du dit comparateur ce signal de sortie du comparateur peut attaquer le compteur 6) Dispositif selon la revendication nO I caractérisé en ce qu' il comprend un circuit integré dénomme compteur qui peut être un 8 bits un 16 ou un 32 bits, qui est relié à une horloge, pilotée par un quartz fonctionnant à plus du double de la fréquence maximale du signal vocal Ce compteur est piloté par le signal de sortie du comparateur, au niveau bas, le compteur est inactif, au niveau haut le compteur est actif et compte les coups d' horloge présents sur son entre horloge Ces deux propositions peuvent être inversées grâce au logiciel adéquat Ce système permet de compter le temps qui s écoule entre deux passages par zéro du signal vocal, de ce fait le microprocesseur peut déduire le iot ou la phrase prononcée devant le microphone 7) Dispositif selon la revendication n01 caractérisé en ce que le compteur doit être compatible avec le bus du microprocesseur chargé de faire 1' interprétation des signaux reçus 8) Dispositif selon la revendication n01 caractérisé en ce qu' il comporte un microprocesseur, de préférence un 32 bits qui sera chargé de faire 1' interprétation des signaux, et de traduire les résultats en langage clair