Brevet FR2814273A1 — publié le 20020322

Le présent dispositif a pour fonction d'optimiser dans le milieu ambiant la réception de sources sonores déterminées, d'une part, en protégeant les sons à recevoir des perturbations sonores de l'environnement ambiant, et, d'autre part, en tolérant une grande liberté de mouvement entre la source d'émission des sons à recevoir et leur cible de réception Actuellement, le plus souvent, dans l'activité de l'environnement ambiant, l'utilisateur d'un téléphone portable doit parler, la bouche assez près du microphone, et écouter, l'oreille assez près du haut-parleur, que le microphone et le haut-parleur soient intégrés au téléphone portable ou qu'ils fassent partie d'un kit mains libres ; et l'utilisateur d'un appareil disposant d'une fonction de reconnaissance vocale ne peut véritablement bénéficier de cette fonction que s'il prend la précaution de se protéger des perturbations sonores du milieu ambiant et s'il s'astreint à conserver son microphone convenablement réglé en orientation et en distance Ces appareils se révèlent ainsi d'un usage contraignant pour l'utilisateur qui désire s'en servir dans le milieu ambiant tout en conservant une grande liberté de mouvement, puisqu'ils lui demandent de se protéger des bruits multiples de l'environnement (domicile, bureau, magasin, véhicule, rue, etc. ) et exigent qu'il veille à tenir convenablement réglées l'orientation et la distance entre la source d'émission des sons à recevoir et leur cible de réception. La présente invention permet de supprimer ces contraintes qui pèsent sur une utilisation plus libre des appareils émettant ou recevant des ondes sonores, comme les appareils à base de communication vocale, de commande vocale ou de reconnaissance vocale. Le dessin annexé (figure 1) est non limitatif et représente un schéma fonctionnel de l'invention mettant en évidence les constituants du dispositif 1) un boîtier (1) qui regroupe les constituants visibles du dispositif et leurs liaisons ; 2) un commutateur (2) de mise en fonction (ou hors fonction) du dispositif, 3) une source ou une arrivée d'alimentation (3) en énergie nécessaire au fonctionnement du dispositif, 4) une puce électronique (4) contrôlant l'ensemble du dispositif, 5) suivant le cas, un microphone (5) prévu pour recevoir les sons émis par une source déterminée dans le milieu ambiant, ou un haut-parleur (5) prévu pour émettre les sons à recevoir vers une cible de réception dans le milieu ambiant ; 6) une caméra (6) dotée, dans l'espace, d'un champ de visée circulaire ; 7) un commutateur (7) qui, pendant le temps de sa commutation, permet au dispositif d'enregistrer les données caractérisant, suivant le cas, la source d'émission des sons à recevoir ou la cible de réception des sons à recevoir ; 8) un constituant (8), à base de technologie laser, 9) un conduit d'ondes (9) généré par le constituant (8), qui se modifie dynamiquement en fonction des positions relatives entre la source d'émission des sons à recevoir et leur cible de réception, relie la source d'émission des sons à recevoir à leur cible de réception, et dont l'enveloppe protège des perturbations sonores de l'environnement ambiant les ondes sonores passant à l'intérieur de ce conduit d'ondes ; 10) une ligne fermée de l'espace (10) qui suit au plus près, suivant le cas, le contour stable de la source d'émission des sons à recevoir, ou le contour de leur cible de réception. La phase d'initialisation L'utilisateur peut, à son gré, mettre à jour les données qui caractérisent, soit la source d'émission des sons à recevoir, soit leur cible de réception, que la caméra devra suivre. A cet effet, il dispose d'un commutateur qui, pendant le temps de la commutation, permet à l'utilisateur de guider la caméra pour qu'elle enregistre et mette à jour, sous le contrôle de la puce électronique, des données vidéo caractéristiques propres à identifier, soit la source d'émission des sons à recevoir, soit leur cible de réception Plus les angles de visée enregistrés seront significatifs et variés, plus nombreuses seront les positions relatives reconnues entre la source d'émission des sons à recevoir et leur cible de réception La phase d'utilisation courante Lorsque l'utilisateur qui a préalablement initialisé le dispositif le met en fonction pour un usage courant, les opérations suivantes se déroulent, sous le contrôle de la puce électronique : 1. La caméra balaie l'espace de son champ de visée, et, se guidant sur les données qu'elle a préalablement enregistrées au cours de la phase d'initialisation, cherche à retrouver une des vues caractéristiques où se trouve la source ou la cible des sons à recevoir Tant que la source ou la cible sonore recherchée n'est pas identifiée, le microphone de réception ou le haut-parleur d'émission des sons à recevoir se trouve bloqué et un signal visuel ou sonore en avertit l'utilisateur 2. Dès qu'une vue caractéristique est reconnue, la caméra pointe plus précisément, suivant le cas, sur la source ou sur la cible sonore proprement dite 3 Entre le contour stable de la source d'émission des sons à recevoir et le contour de leur cible de réception, des valeurs relatives d'orientation et de distance sont déterminées, de manière précise, par l'action conjuguée de la caméra, du laser et de la puce électronique, permettant de définir une ligne fermée de l'espace qui suit au plus près du contour stable de la source d'émission des sons à recevoir ou de leur cible de réception. 4 Puis, des faisceaux d'isolation d'ondes sonores sont générés par laser, créant un conduit d'ondes qui joint soit le contour du microphone de réception des sons à recevoir à la ligne fermée de l'espace située au plus près du contour stable de leur source d'émission, soit le contour du haut-parleur d'émission des sons à recevoir à la ligne fermée de l'espace située au plus près du contour de leur cible de réception, et dont l'enveloppe a la propriété d'isoler des perturbations sonores ambiantes Ainsi, les ondes sonores à recevoir peuvent passer de leur source d'émission à leur cible de réception par ce conduit d'ondes, protégées des perturbations sonores de l'environnement ambiant Tant que le dispositif est en fonction, la caméra assure un suivi permanent soit de la source d'émission des sons à recevoir soit de leur cible de réception. Dès qu'une variation significative des valeurs relatives d'orientation ou de distance, entre le contour stable de la source d'émission des sons à recevoir et le contour de leur cible de réception, est détectée, le microphone de réception des sons à recevoir ou le haut-parleur d'émission, suivant le cas, est inactivé ; un nouveau conduit d'ondes est généré, ajusté aux nouvelles positions relatives établies entre la source d'émission des sons à recevoir et leur cible de réception ; et le microphone de réception des sons à recevoir ou le haut-parleur d'émission, suivant le cas, est réactivé. Exemple d'application du dispositif * Les constituants visibles du dispositif sont supposés faire partie d'un appareil qui traite la voix d'un utilisateur et qui est pourvu d'une source ou d'une arrivée d'alimentation en énergie (3) nécessaire à son fonctionnement * L'utilisateur agit sur le commutateur (7) pour mettre à jour les données vidéo d'initialisation * La puce électronique (4) contrôle l'ensemble des opérations de cette phase d'initialisation. 'Dans cet exemple, la caméra (6) doit suivre l'utilisateur en tant que locuteur, c'est à dire que la source d'émission des sons à recevoir est la bouche de l'utilisateur. L'initialisation peut être alors la suivante : l'utilisateur se présente la tête face à la caméra (6), effectue des gros plans de sa tête, puis de sa bouche, en prononçant lentement une séquence vocale telle que a, e, i, o, u , se déplace la tête d'un côté, puis de l'autre, vers le haut, puis vers le bas, en veillant à garder toujours une partie des lèvres visible de la caméra (6). * Lorsque les données vidéo d'initialisation sont enregistrées dans la puce électronique (4), l'utilisateur restaure le commutateur (7) d'initialisation. * L'utilisateur agit sur le commutateur (2) pour mettre en fonction le dispositif et en faire un usage courant * Le microphone (5), cible de réception des sons à recevoir, est tout d'abord inactivé par la puce électronique (4) qui va contrôler l'ensemble des opérations de cette phase d'usage courant du dispositif * Si l'on suppose que l'utilisateur détourne tout d'abord franchement la tête de la caméra (6), le balayage de l'espace ne permet pas à la caméra (6) d'identifier l'utilisateur à partir d'une vue enregistrée, et, devant cet échec d'identification, la puce électronique (4), émet un signal sonore pour avertir l'utilisateur de modifier sa position relative. 'L'utilisateur se retourne et se présente la tête vue de la caméra (6), par exemple, de 3/4 face gauche et en contre-plongée. * Comme cette vue correspond à une vue préalablement enregistrée au cours de la phase d'initialisation, le locuteur est identifié et la caméra (6), sous contrôle de la puce électronique (4), cadre le contour de la bouche, pris suffisamment large pour inclure un mouvement normal des lèvres du locuteur, mouvement préalablement enregistré au cours de la phase d'initialisation lorsque le locuteur a prononcé une séquence vocale. 'Entre le contour stable de la bouche et le contour du microphone (5), des valeurs relatives d'orientation et de distance sont calculées, de manière précise, à l'aide de la caméra (6), du laser (8) et de la puce électronique (4), et, à partir de nombreux points localisés, est formée une ligne fermée de l'espace (10) qui suit au plus près le contour stable de la bouche * Des faisceaux d'isolation d'ondes sonores sont alors générés par laser (8), créant un conduit d'ondes (9) qui joint le contour du microphone à la ligne fermée de l'espace (10) ainsi définie 'La puce électronique active le microphone (5) et les paroles émises par le locuteur passent par ce conduit d'ondes (9) jusqu'au microphone (5), protégées des perturbations sonores de l'environnement ambiant, grâce à l'enveloppe d'isolation sonore du conduit d'ondes (9). * L'utilisateur se déplace et, par exemple, fait varier, de 20 cm en distance et de 15'es orientation, la position relative de sa bouche par rapport au microphone. 'La caméra (6), qui suit la bouche de l'utilisateur à partir d'une position étroitement liée à celle du microphone (5), détecte le mouvement, et déplace son champ de visée, sous le contrôle de la puce électronique * Lorsque l'utilisateur s'immobile, comme il se trouve que la caméra (6) peut toujours voir la bouche de l'utilisateur, elle cadre à nouveau le contour de la bouche de l'utilisateur, et de nouvelles valeurs relatives d'orientation et de distance sont calculées, entre le contour stable de la bouche et le contour du microphone (5), à l'aide de la caméra (6), du laser (8) et de la puce électronique (4). * Comme la puce électronique (4) considère la variation de ces valeurs significatives, elle contrôle les opérations suivantes. elle inactive le microphone (5) ; une nouvelle ligne fermée de l'espace (l0) qui suit au plus près le nouveau contour stable de la bouche est formée ; de nouveaux faisceaux d'isolation d'ondes sont générés par laser (8), créant un nouveau conduit d'ondes (9) qui joint le contour du microphone (5) à cette nouvelle ligne fermée de l'espace (10) ; et le microphone (5) est réactivé. La génération d'un conduit d'ondes (9), soit à partir de la mise en fonction du dispositif, soit à partir d'un ancien conduit d'ondes (9), est suffisamment brève dans le temps pour que le locuteur ne soit pas affecté par l'inactivation momentanée du microphone Ce dispositif, qui affranchit les utilisateurs des bruits de l'environnement et leur offre une grande liberté dans leurs mouvements, s'applique particulièrement à optimiser la réception de la voix traitée par les appareils à base de communication vocale, de commande vocale, ou de reconnaissance vocale, tels que 'les appareils portables (téléphones, ordinateurs, assistants numériques, calculettes, montres, convertisseurs de monnaie, appareils de saisie de la voix,...), 'les appareils embarqués dans des véhicules (téléphones, appareils de navigation, de conduite assistée,...), 'et divers appareils de multiples domaines (informatique, domotique, sécurité, santé,..). REVENDICATIONS Dispositif pour optimiser la réception de sons émis par une source déterminée, dans le milieu ambiant où les sons à recevoir sont sujets à des perturbations sonores de l'environnement et où la source d'émission et la cible de réception sont sujets à des déplacements relatifs, caractérisé en ce qu'il comporte, dans un boîtier (1) qui peut regrouper les constituants visibles du dispositif et leurs liaisons, avec un commutateur de mise en fonction (2) et une source ou une arrivée d'alimentation en énergie (3), une puce électronique (4) qui contrôle 'un constituant (5) de type microphone pour recevoir des sons d'une source déterminée du milieu ambiant, ou un constituant (5) de type haut-parleur pour émettre des sons à recevoir dans le milieu ambiant, * une caméra (6) à champ de visée circulaire, que l'utilisateur peut initialiser à son gré par action sur un commutateur (7), prévue pour suivre dynamiquement, soit la source d'émission des sons à recevoir, soit la cible de réception des sons à recevoir, en fonction des déplacements relatifs entre la source d'émission des sons à recevoir et leur cible de réception, 'et un constituant (8), à base de technologie laser, destiné à générer, dynamiquement en fonction des déplacements relatifs entre la source d'émission des sons à recevoir et leur cible de réception, un conduit d'ondes (9), à enveloppe écran d'ondes sonores, qui tolère une grande variation relative d'orientation et de distance entre la source d'émission des sons à recevoir et leur cible de réception 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le conduit d'onde (9) relie, en cas de réception des sons à recevoir par un microphone (5), le contour de ce microphone (5) à une ligne fermée de l'espace (10) située au plus près du contour stable de leur source d'émission. 3. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le conduit d'onde (9) relie, en cas d'émission des sons à recevoir par un haut-parleur (5), le contour de ce haut-parleur (5) à une ligne fermée de l'espace (l0) située au plus près du contour de leur cible de réception.