Brevet FR2642557A1 — publié le 19900803

PROCEDE DE TRAITEMENT DE CERTAINES CCMPOSANEES ACOUSTIOUES DE LA PAROLE ET APPAREIL DE MISE EN OEUVRE DU PROCEDE La présente invention concerne un procédé de traitement de certaines composantes acoustiques de la parole en vue d'en améliorer la perception et l'appareil permettant la mise en oeuvre du procédé. L'analyse de la parole a permis de constater que les stimuli verbaux étaient constitués de signaux acoustiques différents selon que l'on avait affaire a des voyelles ou des consonnes. D'autres composantes telles que la qualité de la voix et les aspects supra-segmentaux du discours jouent également un rôle important dans la perception de la parole. Ces derniers paramètres interviennent dans ce que l'on a coutume ri'appeler les traits prosodiques qui constituent le rythme et l'intonation d'un langage. Par expérience on s'est aperçu que dans le processus d'analyse de la parole et de perception de celle-ci, les hémisphères du cerveau intervenaient de façon différente. Un premier but de l'invention est de proposer un procédé de traitement acoustique d'un discours pour ameliorer la perception de la parole. Ce but est atteint par le fait que le procédé de traitement acoustique consiste, par le canal des connexions controlatérales de chaque oreille, en situation d'écoute dichotique, - à adresser a l'hémisphère cérébral droit les fréquences lentes inférieures a 330 Hz des stimuli verbaux, ces fréquences lentes étant porteuses de la prosodie du discours; - a adresser simultanément à l'hémisphère cérébral gauche la totalité du spectre acoustique des nêmes stimuli verbaux. Un autre but de l'invention est de proposer des utilisations du procédé de traitement acoustique. Ce but est atteint par le fait que le procédé est utilisé pour l'apprentissagedes langues étrangères. Selon une autre particularité, ce procédé est utilisé pour la réhabilitation de certains troubles de l'expression orale. Selon une autre particularité, ce procédé est utilisé pour la réhabilitation de certains troubles de la compréhension orale. Selon une dernière particularité, ce procédé est utilisé pour la réhabilitation de certains troubles de la compréhension écrite. Un dernier but de l'invention est de proposer un appareil permettant la mise en oeuvre du procédé de traitement acoustique. Ce but est atteint par le fait que l'appareil comporte une source sonore adressant un signal électrique représentatif du spectre acoustique des stimuli verbaux, signal électrique envoyé d'une part par un premier chemin, comportant un filtre passe bas bloquant les fréquences audessus de 330 Hz, à l'écouteur gauche d'une paire d'écouteurs électromagnétiques permettant une écoute dissociée et d'autre part par un deuxième chemin à l'écouteur droit de la paire d'écouteurs. Selon une autre particularité les premier et second chemins comportent chacun un potentiomètre règlable de façon à régler l'intensité relative du signal électrique transmis à chaque écouteur. Selon une autre particularité le filtre passe bas est un filtre de Tchebychev d'ordre 7. Selon une autre particularité la source sonore est constituée d'un magnétophone. Selon une dernière particularité la source sonore est constituée par un microphone. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description ci-après faite en référence à la figure unique qui représente le schéma fonctionnel de l'appareil permettant la mise en oeuvre du procédé de l'invention. Cet appareil comporte une source sonore (1) constituée d'un magnétophone ou d'un microphone dont le signal électrique de sortie représentatif des stimuli verbaux du discours est envoyé par un premier chemin (2) et un deuxième chemin (3) vers l'écouteur gauche (42), respectivement l'écouteur droit (43) d'un casque d'écouteurs (4) permettant l'écoute dissociée. Le signal électrique envoyé dans le premier chemin passe à travers un filtre passe bas (20) constitué d'un filtre de Tchebychev d'ordre 7 qui provoque une atténuation de 42 décibels par octave des fréquences situées au-delå de 330 Hz et laisse passer toutes les fréquences situées en deça de 330 Hz. Le signal est ensuite transmis par un potentiometre réglable (21) à un amplificateur (22) dont la sortie est branchée à l'écouteur gauche (42). Le signal électrique transmis également au deuxième chemin (3) passe dans un potentiomètre (31) puis dans un amplificateur (32)- dont la sortie est reliée à l'écouteur droit du casque (4). Les potentiomètres (21) et (31) permettent de constituer une balance qui assure le règlage de l'intensité relative du signal adressé à chaque écouteur. Le filtre passe bas bloquant les fréquences audessus de 330 Hz va permettre d'adresser à l'oreille gauche et par les connexions contro-latérales oreille gauche hémisphère cérébral droit les fréquences lentes des stimuli verbaux å l'hémisphère cérébral droit. Simultanément la totalité du spectre acoustique des mêmes stimuli verbaux est envoyée a l'hémisphère cérébral gauche par les connexions contro-latérales de l'oreille droite avec l'hémisphère cérébral gauche. En effet les conditions d'écoute dichotique entraînent une inhibition des connexions directes entre chaque oreille et l'hémisPhère cérébral ipsilatéral (ccrresDandani; au même côté) et assurent une connexion croisée entre les hémisphères et les oreilles. De cette façon la totalité du stimulus adressé à l'oreille droite atteindra l'hémisphère cérébral gauche tandis que les fréquences lentes du stimulus verbal adressées à l'oreille gauche atteindront l'hémisphère droit en premier. Ainsi le procédé de l'invention en filtrant toute la partie du spectre au-dessus de 330 Hz extrait du spectre sonore d'un discours les fréquences porteuses de la fréquence fondamentale F0 dont les variations assurent la perception des facteurs prosodiques d'une langue, qu'ils soient liés à l'intonation intrinsèque de la langue parlée ou à l'intonation émotionnelle de cette langue. En effet les traits prosodiques, rythme et intonation, sont les paramètres les plus spécifiques des langues parlées, les plus discriminants entre des langues différentes parce qu'ils mettent en oeuvre des processus physiologiques, respiratoires et musculaires particuliers à chaque langue. Le rythme est déterminé par les variations de durée et d'intensité, l'intonation essentiellement par les variations de hauteur des syllabes. Les traits prosodiques jouent un rôle considérable dans la perception auditive et dans la compréhension du message car ils portent l'expression verbale de l'affectivité et constituent souvent la réalisation sonore de certains aspects de la grammaire de la langue. Ainsi en anglais, par exemple, l'accent tonique d'un polysyllabe qui participe au rythme de la phrase est parfois le seul trait qui permette d'identifier sa catégorie grammaticale. Par ailleurs, la prosodie d'une langue étrangère apprise est certainement la composante la plus difficile à intégrer par l'apprenant. Cela s'explique par le fait qu'un étudiant de langue étrangère est physiologiquement conditionné par la prosodie de sa langue maternelle et qu'il perçoit la langue étrangère sur la base de la prosodie de sa langue maternelle qui est sa seule référence. Les conséquences pour l'apprentissage sont fort dommageables puisqu'unie perception défectueuse de la prosodie entraîne nécessairement une perception défectueuse des phonèmes. La difficulté de compréhension qui s'ensuit s'accompagne d'une mauvaise reproduction de la langue étrangère. Par le rôle essentiel que jouent les variations de la fréquence fondamentale dans la perception des facteurs prosodiques dans l'identification des sons voyelles et par la mise en valeur des fréquences porteuses de la prosodie, le procédé de 1' invention facilite considérablement 1 'intégrat.i on de ces composantes de la parole et favorise ainsi la maîtrise de la compréhension et de l'expression dans une langue etrangère. Avec le procédé et l'appareil de l'invention, l'utilisateur peut écouter une cassette enregistrée en lanque étrangère de façon habituelle, sans être gêné aucunement par la mise en valeur des fréquence porteuses de la prosodie qu'il ne perçoit pas séparément du message total. Toutefois, il suffit de boucher l'oreille droite quelques instants pour se rendre compte que l'oreille gauche reçoit un message inhabituel, inintelligible lorsqu'il est perçu seul puisqu'il ne porte que les éléments prosodiques. De même dans l'analyse des rôles que jouent les hémisphères du cerveau on s'est aperçu que l'hémisphère droit contribuait de façon notoire a l'attention que porte un sujet i une activité. Cette constatation associee au procédé et i l'appareil permettant la mise en valeur de la plage de fréquence porteuse des composantes rythmiques et intonatives d'une langue parlée et de la fréquence fondamentale de la voix humaine permet la rébabilitation de certains troubles de la parole. Ainsi le procédé et l'appareil peuvent être utilisés de façon avantageuse dans la réhabilitation de certains troubles de l'expression orale, dans la réhabilitation de certains troubles de la compréhension orale et dans la réhabilitation de certains troubles de la compréhension écrite lorsqu'ils sont en relation avec des difficultés de perception auditive. On peut envisager une audition associée à une visualisation. Dans ce processus le sujet suit des yeux les images et le texte avec dans les oreilles le discours. Une autre utilisation peut être l'audition associée à la répétition phrase par phrase ou réplique par réplique en lisant le texte après l'audition. Une autre utilisation peut être l'audition avec répétition ou lecture du texte écrit en même temps que le locuteur ou avec un léger décalage par rapport au locuteur. D'autres modifications du procédé et de l'appareil de l'invention à la portée de l'homme de métier font également partie de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1) Procédé de traitement acoustique d'un discours améliorant la perception de la parole caractérisé en ce qu'il consiste, par le canal des connexions controlatérales de chaque oreille, en situation d'écoute dichotique, - i adresser a l'hémisphère cérébral droit les fréquences lentes inférieures à 330 Hz des stimuli verbaux, ces fréquences lentes étant porteuses de la prosodie du discours; - à adresser simultanément a l'hémisphère cérébral gauche la totalité du spectre acoustique des mêmes stimuli verbaux. 2 > Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est est utilisé pour l'apprentissage des langues étrangères. 3 > Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il est utilisé pour la réhabilitation de certains troubles de l'expression orale. 4 > Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est utilisé pour la réhabilitation de certains troubles de la compréhension orale. 5) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est utilisé pour la réhabilitation de certains troubles de la compréhension écrite. 6) Appareil pour la mise en oeuvre du procédé de traitement acoustique selon la revendication 1, caractérisé en ce qucil comporte une source sonore (1) adressant un signal électrique représentatif du spectre acoustique des stimuli verbaux, signal électrique envoye d'une part par un premier chemin (2), comportant un filtre passe bas (20) bloquant les fréquences au-dessus de 330 Hz, a l'écouteur gauche (42 > d'une paire (4) d'écouteurs électromagnétiques permettant une écoute dissociée et d'autre part par un deuxième chemin (3) à l'écouteur droit de la paire d'écouteurs (4). 7) Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier et le second chemins (2, 3) comportent chacun un potentiomètre (21, 31) réglable de façon a regler l'intensité relative du signal électrique transmis a chaque écouteur (42, 43). 8) Appareil selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que le filtre passe bas est un filtre de Tchebychev d'ordre 7. 9) Appareil selon une des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la source sonore est un magnétophone. 10) Appareil selon une des revendication 6 a 8, caractérisé en ce que la source sonore est un microphone.