FR 2494017 A1 19820514 FR 8023881 A 19801107 24940 1 7 PROCEDE DE DETECTION DE LA FREQUENCE DE MELODIE DANS UN SIGNAL DE PAROLE ET DISPOSITIF DESTINE A LA MISE EN I I OEUVRE DE CE PROCEDE L'invention se rapporte à l'analyse de signaux de parole et plus particulièrement à un procédé de détec- tion de la fréquence de mélodie des sons voisés dans un signal de parole et à un dispositif destiné à la mise en oeuvre de ce procédé. Dans la parole, les sons voisés sont constitués de voyelles ou de consonnes liquides ou sonores et pos- sèdent des propriétés spectrales bien définies qui ne se retrouvent pas dans les sons non voisés constitués par des consonnes sourdes. Ces sons voisés présentent une amplitude généralement plus importante que les sons non voisés et une périodicité très marquée dans le signal de parole. La valeur de la fréquence correspondant à cet- te périodicité (liée à la vibration des cordes vocales) est la fréquence de mélodie comprise, suivant les per- sonnes entre 60 et 300 Hz. Cette fréquence de mélodie est un paramètre fon- damental de la parole qui est évalué dans la plupart des vocodeurs, la qualité de la détection de cette fréquence influant directement sur la qualité de la parole resti- tuée après décodage. L'analyse de l'état de la technique permet de distinguer deux classes de procédés et dispositifs de détection de la fréquence de mélodie: Les premiers procèdent par analyse systématique du signal de parole, analyse de spectre ou autocorréla- tion, et mettent en oeuvre un volume de calculs généra- lement trop important pour conduire à des réalisations en temps réel au moyen de systèmes relativement simples. Les seconds, de type temporel, recherchent une périodicité directement sur le signal temporel. Ils uti- lisent en général un ensemble de données réduit, par exemple les intervalles de temps entre passages à zéro (ou entre maximums du signal), ou le comptage des pas- sages à zéro du signal pendant une durée déterminée; les critères de décision tiennent compte des propriétés observées sur les signaux de parole. Les calculs sont plus réduits avec ce type de détection, mais les dispo- sitifs de détection correspondants ne sont pas très performants en présence de bruit et pendant les transi- tions signal voisé - signal non voisé. Un procédé et un dispositif de détection de la période de mélodie utili- sant,comme ensemble de donnéesles mesures de l'énergie dans les arches successives du signal de parole a éga- lement été décrit. Ce dispositif bénéficie, par rapport aux dispositifs de type temporel plus courants, d'une meilleure immunité contre le bruit et d'un critère de voisement plus sélectif qui limite les fausses détec- tions. Cependant, la détection nécessite le découpage du signal en trames de longueur fixe, les calculs per- mettant la reconnaissance d'un son voisé ne pouvant être effectués qu'avec une trame de retard. Par ailleurs, il existe un risque de détection de la fréquence double de la fréquence de mélodie car le critère permettantd'é- viter une telle détection n'est effectif qu'en milieu de segment voisé. Enfin, le découpage du signal en tra- mes de longueur fixe qui ne sont pas liées au contenu du signal de parole nuit à la qualité de la mesure, en particulier pendant les transitions signal voisé - si- gnal non voisé. L'invention a pour objet un procédé de détection en temps réel de la fréquence de mélodie dans la parole, de type temporel, utilisant des mesures de l'énergie en- tre passages à zéro, ainsi que des mesures des interval- les de temps entre ces passages à zéro. Le procédé évite les fausses détections, en particulier la détection de la fréquence double, a une bonne immunité contre le bruit, et par ailleurs n'augmente pas sensiblement la complexité du dispositif destiné à sa mise en oeuvre par rapport aux dispositifs connus. Suivant l'invention un procédé de détection, en temps réel, de la fréquence de mélodie dans la parole, à partir d'un ensemble réduit de données-mesurées sur ce signal, est principalement caractérisé en ce que cet ensemible est composé de mesures ai (i variable) de l'énergie dans les alternances successives de ce signal et de mesures t. associées des durées de ces alternances, et en ce que la procédure de test mise en oeuvre sur ces données com- porte une phase d'acquisition pendant laquelle une pre- mière série de test confère, lorsqu'elle est vérifiée, le caractère acquis au voisement et aboutit au calcul d'une première valeur de période de mélodie, et une phase de maintien pendant laquelle une seconde série de tests confirme lorsqu'elle est vérifiée, le caractère acquis du voisement et aboutit à l'actualisation de la valeur de la période de mélodie, cette seconde série de tests étant répétée tant que le caractère acquis du voi- sement est conservé et une-nouvelle phase d'acquisition étant mise en oeuvre lorsque le caractère acquis du voi- sement est perdu. L'invention a également pour objet un dispositif destiné à la mise en oeuvre de ce procédé de détection de fréquence de mélodie. L'invention sera mieux comprise et d'autres ca- ractéristiques apparaîtront à l'aide de la description qui suit en référence aux figures annexées. La figure 1 est le schéma du dispositif de dé- tection suivant l'invention; La figure 2 représente un exemple de segment de signal voisé, en début de parole; Les figures 3 et 4 représentent d'autres exem- ples de segments de signaux voisés, en début de parole, risquant de conduire à de fausses détections; Les figures 5, 6, 7 et 8 représentent des dia- grammes séquentiels des différentes phases du procédé de détection de la fréquence de mélodie; La figure 9 représente un exemple de segment de signal voisé en cours de parole; La figure 10 représente quelques configurations particulières de l'énergie dans les alternances du si- gnal voisé. Le procédé de détection de la fréquence de mélo- die utilise, pour rechercher 2a présence de signal voisé, et pour mesurer la période de mélodie corres- pondante, un ensemble réduit de données constitué de la façon suivante: le signal de parole est d'abord filtré par un filtre passe bas dont la fréquence de coupure est f = 800 Hz; ce signal filtré est ensuite échantillonné. Puis, à partir du signal filtré et échantillonné, les données utiles à la détection sont obtenues par détection des passages à zéro de ce signal et "intégration" entre passages à zéro consécutifs, les sommes correspondantes donnent une estimation de l'éner- gie dans chaque alternance positive ou négative du si- gnal. Les intervalles de temps ti (i variable) entre passages à zéro sont mis en mémoire dans une première table et les sommes correspondantes ai sont mises en mé- moire dans une seconde table. Ces deux tables sont éta- blies en temps réel. Enfin, à partir de cet ensemble de données réduit, la discrimination entre segments du si- gnal voisés et non voisés est obtenue en suivant des critères différents selon les phases: durant une phase dite "d'acquisition", le dispositif suit une première procédure de test selon un premier ensemble de critères, tandis que durant une seconde phase dite "de maintien", le dispositif suit une seconde procédure de test selon un second ensemble de critères. Lorsque, au cours de cette phase de maintien, le test indique que le carac- tère voisé du signal est perdu, une nouvelle phase d'ac- quisition commence. Durant ces procédures, des testssupplémentaires de protection sont introduits pour éviter les fausses détections. Le dispositif de détection de la fréquence de mélodie destiné à la mise en oeuvre du procédé très succinctement décrit ci-dessus est représenté sur la figure 1. Ce dispositif comporte un circuit de traite- ment analogique 10 à deux entrées, E1 et E2 respective- ment adaptées à une connexion à un microphone et à l'amplificateur de sortie d'une ligne. Ce dispositif de traitement analogique comporte: un amplificateur 11 dont l'entrée est reliée à l'entrée E1, un second ampli- ficateur à gain variable 12 dont l'entrée est reliée à la sortie de l'amplificateur 11 d'une part, et directe- ment à l'entrée E2 d'autre part. Cet amplificateur 12 a sa sortie reliée à l'entrée d'un filtre passe bas 13 dont la fréquence de coupure est,-comme indiqué ci-des- sus, f = 800 Hz. La sortie de ce filtre passe bas 13 est reliée à l'entrée de signal d'un convertisseur ana- logique numérique 20. Ce convertisseur comporte par ailleurs une entrée d'horloge H fixant la fréquence des échantillons prélevés sur le signal analogique. Cette entrée d'horloge est couplée à la sortie d'une horloge l,délivrant un signal à la fréquence H,par l'intermé- diaire d'un diviseur de fréquence 2 dont la sortie dé- livre un signal d'horloge H. A titre d'exemple, le convertisseur peut déli- vrer les valeurs numériques des échantillons sous for- me de mots de 8 éléments binaires, un élément binaire étant réservé au signe de l'échantillon. Le dispositif comporte également un ensemble de circuits numériques 30 et un microprocesseur 40. Les circuits de traitement numériques sont reliés d'une part à la sortie du convertisseur analogique numérique et à la sortie d'horloge H, d'autre part au microprocesseur. Ces circuits sont plus précisément: un accumulateur 31 destiné à faire la somme des valeurs des échantillons successifs qui sont fournis à son entrée multiple de si- gnal sous forme de mots de 8 éléments binaires par le convertisseur; les sommes sont fournies sous forme de mots de 12 éléments binaires dont seuls les 8deplus forls poids sont transférés au microprocesseur 40 pour être mis en mémoire. Un détecteur de zéro 32 dont l'entrée de signal reçoit l'élément binaire caractéristique du signe des échantillons fournis par le convertisseur. Ce circuit de détection de passages à zéro est un circuit logique simple qui compare le signe de l'échantillon présent à la sortie du convertisseur avec le signe de l'échantillon précédent mis en mémoire dans ce circuit. Ce détecteur a une sortie qui fournit une impulsion d'interruption Ie au microprocesseur 40e Le détecteur de zéro comporte également une entrée d'horloge H. Les circuits de traitement numériques comportent également un compteur 33 ayant une entrée reliée à la sortie H du diviseur 2 et une entrée de remise à zéro, RAZ; ce compteur permet de donner au microprocesseur des mesu- res du temps écoulé entre deux remises à zéro. Enfin, ces circuits 30 comportent également un compteur de trames 34 dont l'entrée est également reliée à la sor- tie H du diviseur 2 et dont la sortie fournit des im- pulsions d'interruption Is au micro-processeur, pour l'affichage et la mise en mémoire des résultats obtenus lors d'une procédure de test; ce circuit a aussi une entrée de remise à zéro, RAZ. Le microprocesseur 40 comporte: une unité de traitement MPU, 41; une mémoire vive RAM,44, dont le contenu peut être modifié et lu à volonté, et qui per- met de mettre en mémoire les valeurs des sommes ai et 24940 1 7 des intervalles de temps ti ainsi que les valeurs inter- médiaires utiles à la détection; une mémoire morte, PROM,45 dans laquelle est enregistré le programme de test permettant de déterminer la fréquence de mélodie; un dispositif d'affichage 46 affichant lorsqu'il y a lieu les valeurs détectées. Ces éléments 41 à 46 sont reliés-entre eeux et-à uncircuit -d'interface PIA,42 via un bus de liaison bidirectionnel 47, le circuit d'inter- face étant relié également par des bus de données bidi- rectionnel 35, 36, 37 à l'accumulateur 31 et aux comp- teurs 33 et 34. Le bus d'adresse et les décodeurs d'a- dresse n'ont pas été représentés sur ce schéma pour sim- plifier. L'acquisition des données à partir du signal filtré et échantillonné est obtenue par les circuits de traite- ment numériques en liaison avec le microprocesseur de la manière suivante. Comme indiqué ci-dessus, une impulsion d'interrup- tion I fournie par le détecteur de passages à zéro 32 au e circuit d'interface 42 commande le transfert du contenu ai de l'accumulateur 31 dans une première table de la mé- moire 44 (par l'intermédiaire du bus de liaison 35 entre l'accumulateur et le circuit d'interface 42, du circuit d'interface 42 et du bus de liaison 47 entre le circuit d'interface et la mémoire 44), et le transfert du conte- nu ti du compteur 33 dans une seconde table de la mémoi- re 44 (via le bus de liaison 36,1'interface 42,et le bus de liaison 47). Après ces transferts, le circuit d'interface 42 commande la remise à zéro de l'accumulateur 31 et du compteur 33. La procédure de test se déroule en temps ré- el, ce qui permet de limiter la taille de la R.A.M néces- saire, les deux tables possédant chacune,par exemple,256 cases mémoireet les nouvelles données étant réinscrites sur les anciennes déjà testées. Pour cela, des indices de lecture et d'écriture de ces tables sont prévus et un test annexe, non détaillé ici, permet de s'assurer en lecture quel'indice de lecture ne dépasse pas l'indice d'écriture (afin de ne pas réutiliser des valeurs déjà testées) et en écriture que l'indice d'écriture ne dé- passe-pas l'indice de lecture (ce qui serait perdre des valeurs non testées>. La procédure de test mise en oeuvre à partir de ces données prend en compte la forme du signal de paro- le et se déroule à partir d'un programme de test enre- gistré dans la mémoire de programme 45. La procédure de test caractéristique du procédé de détection de la fré- quence de mélodie va être expliquée en détails ci-après en liaison avec les diagrammes de signaux des figures 2, 3, 4 et 9 et avec les diagrammes séquentiels du pro- gramme de test représentés sur les figures 5 à 8. La figure 2 représente un exemple de segment de signal voisé en début de parole. Ce signal est consti- tué d'alternances positives et négatives dont l'ampli- tude maximale, la durée, et l'énergie sort variables. Le signal voisé est caractérisé par le fait que deux alternances successives (de signes différents) ayant des énergies supérieures à celles des alternances de même signe précédentes et suivantes, peuvent être dé- tectées dans ce signal. Ces alternances particulières se répètent à une période quasi-constante, dite pério- de de mélodie. D'une manière générale, le procédé de détection suivant l'invention consiste: - pour la phase d'acquisition du signal voisé, à détecter trois groupes de deux alternances successives, dont les énergies (a1p et a1 rtpeta2n'a3p et a3i) et la configuration dans le temps répondent à un ensemble de critères; lorsque ces critères sont vérifiés, le carac- tère voisé du signal est acquis, trois débuts de pério- de de mélodie ayant été trouvés,et une première valeur de la période de mélodie est calculée; - pour l'entretien du caractère voisé en cours de test, il est vérifié que des alternances ayant des éner- gies dépassant des seuils définis en fonction des valeurs d'énergie des alternances précédentes retenues sont pré- sentes dans le signal d-des intervalles de temps voisins de--la:-période de mélodie-initia:le calculée; la valeur de cette période est alors actualisée. Lorsque le test d'entretien du caractère voisé n' est pas vérifié, une nouvelle procédure d'acquisition est engagée. Un pointeur "atest" est prévu pour l'aiguillage dans les différents tests élémentaires, l'état de ce re- gistre étant caractéristique de l'avancement de la détec- tion: - atest = 0: début de la phase d'acquisition aucun test n'est vérifié; - atest = 1: la première alternance susceptible de caractériser le début de la première période voisée est retenue: - atest = 2: l'alternance successive de la pre- mière période voisée est retenue; - atest = 3: la première alternance susceptible de caractériser le début de la seconde période voisée est retenue; - atest = 4: l'alternance successive de la se- conde période voisée est retenue; - atest 5: la première alternance susceptible de constituer le début de la troisième période voisée est retenue; - atest = 6: l'alternance successive de la troi- sième période voisée est retenue - atest = 7: la première alternance susceptible de constituer le début d'une nième période voisée est retenue; - atest = 8: la seconde alternance de la nième période voisée est retenue. Avant de pouvoir effectuer une première mesure de la période de mélodie, le premier test permet de trouver deux alternances successives de signes contrai- res, dont les énergies dépassent des seuils donnés, S et S- le début de-la-p-rmière de ces deux alternances pouvant constituer le début de la période de mélodie lorsque les tests suivants sont également vérifiés. L'organigramme du programme de test correspondant est représenté sur la figure 5, ce test étant désigné par test I dans la suite. Apres une phase d'initialisation de toutes les variables, l'indice de lecture des tables de la mémoire 44, i, est incrémenté. Ensuite une somme a. i et l'intervalle de temps correspondant ti sont lus dans la mémoire. Un test sur le signe de la somme ai permet alors de tester la valeur de la somme ai par rapport aux seuils définis ci-dessus, Slp et Sln' Lorsque ce test est négatif le pointeur "atest" est mis a zéro. Une nou- velle lecture des variables est alors entreprise. Lors- que l'un de ces tests est positif, la valeur correspon- dante de la somme ai est chargée dans un registre et constitue la valeur a îp ou aln# suivant le signe de la somme, valeur susceptible de constituer la première som- me d'un début de période de mélodie. La valeur de l'in- tervalle de temps correspondant t. est chargée dans un registre et constitue une valeur t ou tn suivant le si- gne positif ou négatif de la somme correspondante. Ce si- gne est par ailleurs gardé en mémoire dans un registre "signe premier" afin de ne rechercher ultérieurement le début des périodes suivantes que sur des sommes de même signe. De plus, la valeur de l'index de lecture, i, est également gardée en mémoire dans un registre "initial" pour être utilisée éventuellement ultérieurement. -Lors- que cette première somme est détectée, le pointeur "atest", initialement à zéro, est incrémenté de 1. Un test sur la valeur de ce pointeur par rapport à 2 est alors mis en oeuvre avant de rechercher la somme suivan- te permettant de caractériser complètement le début de la période de mélodie. Cette seconde somme doit dépasser le seuil de signecorrespondant. Si elle ne dépasse pas le seuil, atest est ramené à zéro et le test reprend avec la somme suivante. Lorsque cette deuxième somme de si- gne contraire est également trouvée, le pointeur "atest" lo est à nouveau incrémenté et le test de la valeur de ce pointeur par rapport à 2 est alors vérifié. Les deux pre- mières valeurs alp et a ln supérieures aux seuils S1P et S1n, sont alors trouvées. La procédure de test se poursuit alors pour la re- cherche du début de la seconde période de mélodie, en même temps que les intervalles de temps entre passages à zéro sont additionnés pour permettre de déterminer, ultérieu- rement, une valeur de la période de mélodie. La figure 6 représente la procédure de test permet- tant de déterminer le début de cette deuxième période et les premières valeurs d'intervalles de temps entre les sommes retenues de même signe des deux premiers groupes. Comme précédemment l'indice de lecture est d'abord in- crémenté, puis une somme et l'intervalle de temps cor- respondant, ai et ti, sont lus dans la mémoire. Le signe de la somme a. est testé et deux branches parallèles sont possibles suivant le signe de la somme. Au début de cha- que branche, une vérification de l'alternance du signe des sommes est effectuée. Lorsque cette condition d'al- ternance n'est pas vérifiée,un aigullage permetdechangerde branche après correction du débordement. Ces changements de branches sont représentés en pointillés sur la figure. Lorsque la condition d'alternance est bien vérifiée, l'intervalle de temps, dit "courant", t12p ou t12n' entre la somme du premier groupe, ain ou a de même signe que ln lp la somme ai en cours de test et le début de l'alternance correspondant à cette somme en cours de test estcalculé de la façon suivante: t12p nouvelle valeur est égal a t12p anoienne valeur plus tp plus tn Puis la valeur de l'intervalle de temps entre passages a zéro, ti, corres- pondant a cette somme en cours de test st mise en mé- moire dans un rÂs_-est- -(t o tY Suivanson signe) qui p n permet de calculer 1l' intervalle e temps c 7anto. La valeur de cet intervale de tempe courant, soit t12p ou t12n' est alors coiparée à la valeur m mumt T, de la priode de m1élodie ette valour - 'he uns don- née préenregistrée - Lorsque e intervalleat de teps courrant est supé- rieur à ?M, les prenières aleruances retenues0corespon 13 dant aux sommes ap et al nsne pouvaieac pas cor-respondre a un début de période de.ae et le prograrime est reé aiguiill vera l premier test, apres rl a.isaton des valeurs de temps couran et &e la variable 'atest'", et incrêmentation de la valeur du registre " initia' mise en mémoire. - Par contre, lorsque la valeur de temps courant ne dépasse pas la période maximmle T3M!a valeur de la somme correspondante ai est comparée à un seuil fonction de la valeur de la première somme de m9ée signe retenue. - En effet, les sommes du deuxième groupe permet- tant de caractériser le début de la deuxième période ont des valeurs situées dans un voisinage des valeurs des pre- mières sommes retenues. Dans l'exemple mis en oeuvre, le test est effectué par rapport à des valeurs de seuil: S2p = max ap; S1; S2n = min{ an; S1; c'est-à-dire que ces valeurs de seuil sont égales aux plus grandes, en valeur absolue, des deux valeurs - alp et 3 4l Sp pour la première, et a1n et Sn pour la seconde - Lorsque le résultat de ce test est négatif, un test sur la valeur du pointeur "atest" est réalisé, de façon à incrémenter l'indice de lecture i et à calculer directement la valeur du temps courant sans effectuer de test sur la valeur suivante de la somme; en effet cette somme suivante ne peut pas constituer le début de la se- conde période compte tenu de son-signe (atest est alors égal à -2)-. - Par contre,. lorsque le résultat du test sur la valeur de la somme est positif, la valeur de la somme correspondante peut constituer la première somme a2p ou a2n du deuxième groupe, correspondant au début de la seconde période, et la variable "atest" est incré- mentée. Seule la première des deux sommes a été trouvée et un test du pointeur "atest" par rapport à "4" permet d'engager une nouvelle procédure de test puisque, à ce moment atest = 3. Les m6mes tests sur la valeur suivante permettent soit de vérifier les mêmes critères, au signe près, sur la somme suivante, soit de retourner au début du test I après réinitialisation lorsque le critère de durée par rapport à la période maximale n'est pas véri- fié ou au début du test II lorsque le critère de durée est vérifié mais pas le critère sur la valeur de la somme. * Alors atest est ramené à la valeur 2 car la somme précé- dente retenue ne peut constituer le début de la deuxième période puisque la somme suivante ne peut être retenue. - Lorsque les deux valeurs successives ont été trouvées le pointeur "atest", qui est à nouveau incré- menté, a alors la valeur quatre; ce qui indique que le second test est terminé. Une dernière comparaison de la différence entre la valeur du temps courant t12p et la valeur du temps courant t12n (chacune de ces deux va- leurs pouvant donner une valeur de la période de mélodie) permet de vérifier que cette différence est inférieure à un écart de temps déterminé, t; ce test permet de s'as- pn surer que le signal est suffisamment régulier pour qu'on puisse caractériser une période de mélodie et permet d'éliminer les erreurs évidentes. tpn peut être choisi égal à 256/uS (soit 20 échantillons à 7,8 kHz). Cet écart entre t12p et t12n est aussi l'écart entre les premières alternances des deux groupes retenues. Le test II est alors terminé et le test III, permet- tant-de recheccher-e é-tde-:Ia troisième période voisée peut7- alors commencer'%- La figure 7 et 1a figure 8 représentent le test III qui permet, à partir du premier et du second groupes de sommes retenues, de rechercher le troisième groupe de som- mes qui pourra caractériser ce début de troisième période; l'acquisition de l'ensemble des valeurs de sommes retenues et les valeurs d'intervalles de temps correspondantes in- dique que le caractère voisé du signal est acquis et per- met de calculer alors une valeur de la période de mélodie qui tient compte des intervalles de temps entre débuts de période. Avant de décrire le déroulement du test III, les différents tests qui y sont réalisés sont présentés ci- dessous. Comme pour les deux premiers tests, les valeurs de sommes a. sont comparées à des valeurs de seuils - ces valeurs de seuils S3p et S3n dépendent des sommes précé- dentes de même signe retenues de la façon suivante 3p 163 [a2p + (a2p a1p)] 13 [a Sn 1 a2n + (a -a 3n16 2n n De plus, comme dans les deux premiers tests, les intervalles de temps courant (entre la somme retenue de même signe caractérisant le début de la seconde période et la somme en cours de test), t23p et t23n sont comparés à des valeurs de durée définies de la façon suivante: t23> t12- e (1) t23> Tm (2) t23 trop grande. Une condition supplémentaire de monotonie dans la progression des sommes est également requise afin d'é- viter de détecter la demi-période. La figure 3 représente un segment de signal çoisé qui, si cette condition sup- plémentaire n'était pas imposée, conduirait à une détec- tion de fréquence double en retenant les sommes indi- quées ap et an a2p et a, et a3p et a3n, alors que lp i p 2n' 3p 3n a2p et a2n correspondent à des alternances en milieu de période de mélodie. Cette condition de monotonie est: a2 - a11 + a2 - a31 des indices p ou n selon la branche du test en cours. Par ailleurs, pour se protéger contre des erreurs d'acquisition susceptibles de se produire dans une con- figuration de signal voisé telle que celle représentée sur la figure 4, o les milieux de période sont retenus au lieu des débuts de période (ce qui peut conduire à une perte de synchronisation en milieu de segment voisé ou à la détection ultérieure de demi-période, fréquence de mélodie double), une autre condition supplémentaire est imposée: cette condition est que des valeurs de som- me ai rejetées ne soient pas supérieures aux sommes pré- cédentes de même signe retenues. Pour le segment voisé représenté sur la figure 4, a lp, a2p et aln, a2n seraient normalement retenues, mais la condi- tion décrite ci-dessus mise en oeuvre dans le test III ne sera pas vérifiée car as3p rejetée par les critères de durée est supérieure à a2p retenu e_ Dans ce cas, ce sont les valeurs a- qui corresondent auxe débuts de pé- riode et auraient du etre retenues- et l'enserble de la recherche est reprise depuis le début du test I. Le déroulement du progroeme de test III est re- présenté sur les figures 7 et 8r Ces figures représen- tent également le déroutlement du test IV utilisé lors- que le caractère voisé du signal est acquis pour véri- fier que le caractère voisé se maintient'. En effet, les séquences correspondant au troisième test, test III, et au quatrième test, test IV ne diffèrent que par des branchements internes qui dépendent de la valeur du pointeur "atest", et par les va!eurs de seuils auxquel- les sont comparées les sommes a. en cours de test. Ces valeurs de seuils et le test correspondant sont définis de la façon suivante: (S4 = max t [a2 + (a2p- a1p)];lp lS4n min' 4 [a2, + (a2n an) I Sm3 Ces conditions sont proches de celles du test III mais la tolérance sur les seuils est plus large ( sont bornés par les seuils prédétermines Slp et Sln' En- fin, et surtout, lorsqu'une seule de ces conditions est vérifiée, le caractère voisé du signal continu â être considéré comme acquis pourvu que les conditions sur les intervalles de temps soient vérifiées. En effet, si cette disposition n'était pas adoptée, une diminution de l'éner- gie dans une seule des alternances du signal voisé pour- rait conduire à décider que le caractère voisé est perdu, ou à détecter une période de mélodie double alors que la présence de la somme de signe contraire suffit à maintenir une décision correcte. Les tests sur les intervalles de temps sont exactement les mêmes que ceux mis en oeuvre dans le test III. Certaines branches-de la séquence-sont communes aux tests III-et IV. Deplus, celles qui, après test du pointeur "atest" correspondent à atest = 4 ou 5 sont des branches de test III et celles qui correspondent à atest = 6 ou 7 sont des branches de test IV. Pour simpli- fier les figures, seules les branches relatives aux som- mes positives ont été représentées. Des branches négatives symétriques non détaillées correspondent aux branches positives détaillées sur ces figures. Elles ne diffèrent que par l'indice des variables et des seuils (n au lieu de p et le sens de la comparaison pour le test par rapport au seuil). Le diagramme représenté comporte une première entrée, début test III, 1, lorsque le caractère voisé n'est pas acquis; une autre entrée, 2, début test IV, permet lorsque le caractère voisé est acquis, de réinitialiser les varia- bles de test et d'actualiser les valeurs précédentes rete- nues a2, a3 et t23 en a1, a2 et t12 (pour les valeurs po- sitives et négatives) lorsque la recherche avance d'une période. Ce décalage apparaît sur la figure 9 qui repré- sente un segment de signal voisé testé lors d'une phase de maintien (les anciennes valeurs sont mises entre pa- renthèses au-dessus des nouvelles valeurs). Puis dans une branche commune à test III et test IV, l'indice de lec- ture est incrémenté; la somme ai et l'intervalle de temps ti sont lus dans la mémoire. Un test sur le signe de la somme permet de choisir la branche de la procédure de test convenable. Dans la suite on suppose que la pre- mière somme retenue dans test I est positive, c'est-è.- dire que la première somme testée dans test III est éga- lement positive. L'intervalle de temps courant t23p est calculé et cet intervalle de temps est testé. Si cet intervalle est trop court pour pouvoir cor- respondre à une période de mélodie (t23p t23p dant supérieure a a2p, les premières sommee rtene étaient mauvaiîmsXi-gur=e4ret; toute la recherche est réinitiali- sée à partir du test I, car le caractère voisé n'était pas acquis (atest = 4). Par contre, si cette somme n'est pas supérieure à a2p, ce qui est le cas normal, le temps courant est actualisé et l'indice de lecture est incré- menté pour la lecture d'une valeur de temps ti, mise en mémoire dans le registre permettant de calculer le temps courant, et le temps courant est calculé. Puis le test est repris au niveau de la première incrémentation de l'indice de lecture (point 3), ce qui permet de tester l'alternance suivante de même signe. Si l'intervalle de temps t23p n'est pas trop court mais au contraire qu'il dépasse la valeur t12p + e, tou- tes les variables sont réinitialisées et la recherche est reprise à partir du test I car le début d'une troi- sième période n'a pas été trouvé. Si l'intervalle de temps t23p n'est pas trop court et qu'en même temps il ne dépasse pas la valeur t12p + e, cet intervalle peut correspondre à la période de mélodie. En conséquence, le test sur la valeur de la somme par rapport au seuil Sp (S3p dans ce test III) est effectué. Si ce test n'est pas vérifié, la valeur du temps courant est actualisée, l'indice de lecture est incrémenté et l'intervalle de temps ti qui lui correspond est mis en mémoire. Le test de l'alternance suivante de même signe est entrepris par retour au point 3 du test. Lorsque la somme ai est supérieure au seuil la première somme a de la troisième période (a3p dans l'exemple retenu, "signe premier" étant positif) est trouvée à condition que le critère de monotonie entre les valeurs a1, a2 et a3 indiqué ci-dessus soit égale- ment vérifié. Alors ap = ai. Sinon le test est repris au début de test I. La valeur de atest est alors incrémentée (atest = ) (figure 8), puis cette valeur de atest est comparée a 6 -t S. Comme le--test-III n'est-pas terminé, ce test est négatif. En reprenant le test III.au point 3 il res- te à vérifier par l'autre branche (BR NEG dans l'exemple retenu) que l'énergie dans l'alternance suivante dé- passe également le seuil qui lui est associé pour que cette somme puisse être retenue comme la seconde de la troisième période. Pour cela les mêmes tests sur l'inter- valle de temps sont réalisés. Lorsque cet intervalle (t23n dans l'exemple retenu est trop court et que la som- me ai en cours de test est supérieure à a2n' toute la recherche est réinitialisée à partir de test I, car le caractère voisé n'était pas acquis (atest = 5), Par con- tre si cette somme n'est pas supérieure à a2n' le temps courant est actualisé, la valeur de atest est ramenée à 4 et le test III reprend au point 3 sur la somme suivante pour recommencer la recherche du début de troisième pé- riode. Si l'intervalle de temps (t 23n) dépasse la valeur maximale, la recherche estréinitialisée à partir de test I. De même, si la valeur en cours de test ne dépasse pas le seuil correspondant S3n (comme lors d'un échec sur les deux premiers tests de durée) le temps courant est calculé, l'intervalle de temps ti est mis en mémoire et atest est ramené à 4 afin d'annuler la somme précédente retenue et de recommencer la recherche du début de troi- sième période. Après le test du critère de monotonie (retour au début de test I si ce critère n'est pas véri- fié) atest étant égal à 5, un test sur "signe premier" est effectué. Ce test permet de s'assurer que la valeur sur le point d'être retenue (a3n dans l'exemple retenu) est bien de signe contraire par rapport à la première somme retenue. Puis comme précédemment, le pointeur atest est incrémenté et atest est alors égal à 6. La deuxième al- ternance de la 3e période est trouvée.-Le même critère que dans test Il sur la différence des périodes débu- tant-à des-alternances de signes contraires est alors vérifié pour éliminer les erreurs évidentes: |t23f - t23pIKtpn - (4). Si cette condition est vérifiée, 1o la valeur de la période de mélodie est calculée: T = 2 (t3 + t23P) Un nouveau test, qui est alors le quatrième test, est effectué (par aiguillage au point d'entrée 2, début test IV) pour rechercher si le caractère voisé du signal se maintient. - Si la condition (4) sur les intervalles de temps n'est pas vérifiée, la valeur de atest est diminuée de 2 et-le test reprend au point 3 Pour le quatrième test, la procédure de base est semblable à celle du troisième test mais des branches supplémentaires sont prévues afin que des configurations particulières de signaux qui ne satisfont pas toutes les conditions indiquées ci-dessus (ce qui conduirait pour le test III à un rejet définitif de l'alternance considérée) soient interprétées comme des signaux voisés lorsque le caractère voisé était précédemment acquis. Ces configurations particulières sont représentées sur la figure 10. Elles sont telles que l'une des alternan- ces du début de la n période, la première ou la se- conde, qui peut être positive ou négative, a une éner- gie inférieure au seuil S4p ou S4n fixé,l'autre dépas- sant le seuil correspondant. Pour chacune de ces confi- gurations, les valeurs des différentes variables utili- sées pour le déroulement de la procédure sont indiquées sur -la figure 10 à c8té de la configuration correspon- te. Lorsque, atest étant égal à 6, le signe de la somme retenue ne correspond pas à celui attendu, la procédure de test est telle que des branches de cor- rection "cas 1", "cas 2', permettent de sortir du test IV - en retenant la somme précédente.rejetée a. -et en---calculant la p4riode de façon normale. Lorsque, atest étant égal à 7, le signe de la somme en cours de test est celui attendu mais que cet- te somme est inférieure au seuil ou lorsque atest étant égal à 7, l'intervalle de temps courant est deve- nu trop grand, seule la première somme de la n pe- riode (respectivement a3p et a3n pour les cas 3 et 4) est retenue et la période de mélodie est alors égale à l'intervalle de temps correspondant, t23p ou t23n' Ces corrections sont très importantes car ces confi- gurations particulières se produisent fréquemment et conduiraient si elles n'étaient pas prises en compte a une détection de période double. La décision voisé - non voisé est effectuée di- rectement à partir du résultat du test, par la valeur de la période. Lorsque la décision est demandée à un rythme différent de celui du test, au rythme trame (donné le compteur trame 34) par les impulsions d'in- terruption de sortie IS appliquées au microprocesseur , la valeur de la période, résultat de la procédure de test, peut être corrigée en calculant une valeur moyenne. En effet la mesure de la valeur de la période de mélodie peut être donnée en temps réel ou avec une trame de retard, un registre de sortie étant prévu pour la mise en mémoire de la valeur courante de la période de mélodie à des instants convenablement choi- sis. Lorsqu'en cours de procédure de test, le test III ou le test IV échoue,ou lorsque aucun passage à zéro n'est détecté pendant une trame, ce registre de sortie est remis à zéro. Cependant la logique de décision voisé - non voi- sé peut être un peu plus élaborée: Par exemple, un critère de durée supplémentaire est introduit de façon qu'un segment voisé soit toujours supérieur à 25 mS par exemple. De même un segment dont le procédé de détection indiquerait le caractère non voisé mais dont la durée serait:inférieure- aL 2ISmT-est masqué par l'insertion de valeurs de mélodie interpolées a-partir de celles éva- luées sur des segments voisés adjacents. Le procédé de détection de la fréquence de mélodie décrit ci-dessus peut être exécuté avec un microproces- seur de performances modestes. Il a été mis en oeuvre lors de son étude sur un micro-ordinateur ROCKWELL,AIM , bâti autour d'un microprocesseur MPU 6502. 1s La procédure de test décrite ci-dessus à titre d'exemple et le dispositif de détection qui lui est as- socié peuvent être modifiés sans pour autant sortir du cadre de l'invention. Par exemple, le dispositif représenté sur la fi- gure 1 comporte un circuit d'interface 42. Il est éga- lement possible d'utiliser deux circuits PIA d'interface, ceux-ci permettant éventuellement d'effectuer des inter- ruptions supplémentaires et d'introduire plusieurs mo- des d'exécution, mode d'exécution en temps réel conti- nu pour un système en cours d'exploitation, ou exécu- tion lancée pour un certain nombre de trames lorsque le traitement est effectué sur des données enregistrées. Par ailleurs, les organigrammes des procédures de test décrits ci-dessus peuvent être modifiés, par exem- ple en modifiant l'ordre des tests élémentaires lorsque cela est possible, sans sortie du cadre de l'invention. De plus les valeurs de seuil indiquées ci-dessus à ti- tre d'exemple peuvent également être choisies par exem- ple en fonction du type de voix (voix d'hommes et voix de femmes). REVENDICATIONS 1. Procédé de détection, en temps réel, de la fréquence de mélodie dans la parole à partir d'un en- semble réduit de données mesurées sur ce signal, carac- térisé en ce que cet ensemble est composé de mesures ai (i variable) de. l'énergie dans- les alternances succes- sive-s de-ce signaL et-de mesures- ti associées des du- rées--de ces alternances-, et en ce que la procédure de- test mise en oeuvre sur ces données comporte une phase d'acquisition pendant laquelle une première série de 1o tests confère, lorsqu'elle est vérifiée, le caractère ac- quis au voisement et aboutit au calcul d'une première va- leur de période de mélodie, et une phase de maintien pen- dant laquelle une seconde série de tests confirme lors- qu'elle est vérifiée, le caractère acquis du voisement et aboutit à l'actualisation de la valeur de la période de mélodie, cette seconde série de tests étant répétée tant que le caractère acquis du-voisement est conservé et une nouvelle phase d'acquisition étant mise en oeu-- vre lorsque le caractère acquis du voisement est perdu. 2. Procédé de détection selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première série de tests con- siste à sélectionner dans la suite des mesures d'énergie dans les alternances successives du signal, ai, trois groupes de deux mesures successives a1p - ain, a2p - a2n' a3p - a3n dépassant des seuils prédéterminés Slp et Sln pour le premier groupe et des seuils S2p et S 2n, S3p et S3n définis en fonction des énergies dans les alternan- ces précédentes sélectionnées pour les groupes suivants, les intervalles de temps entre alternances de même si- gne sélectionnées, calculés à partir des durées ti des alternances, remplissant des critères définis, ces trois groupes d'alternance caractérisant les débuts de trois périodes de mélodie successives. 3. Procédé de détection, selon la revendication 2, caractérisé en ce que les seuils S2p et S2n sont définis 32n comme étant la valeur la plus grande de - alp et de Slp pour la première et de a1n et S1n pour la seconde. 4. Procédé de détection selon la revendication 3, caractérisé en ce que les seuils S3p et S3n sont dé- finis par les relations: S3p = iGa2P +2 p ai 1] et- S3n = 1-6 a2n + (a2n - a1 n 5. Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que la se- conde série de tests consiste à sélectionner, dans la suite ai des mesures d'énergie dans les alternancessuc- cessives, deux mesures successives dont l'une au moins dépasse le seuil S4p ou S4n suivant le signe de l'alter- nance correspondante, ces seuils S4p et S4n définis en fonction des énergies dans les alternances précédentes sélectionnées limitant des voisinages plus larges par rapport aux valeurs précédentes retenues que ceux défi- nis par les seuils S3p et S3n utilisés dans la première série de test, les intervalles de temps entre alternances de même signe sélectionnées, calculées à partir des du- rées ti des alternances, remplissant des critères définis, i ces alternances retenues caractérisant le début d'une ième n me période de mélodie. 6. Procédé de détection selon la revendication , caractérisé en ce que les seuils S4p et S4n sont dé- finis comme étant la valeur la plus grande de 3 [a2 + (a2p - a1p)] et de S1p pour la première et de +a2p 4a (a.. a1 JIet deS pour la seconde. 302 2n lnal 7. Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, en plus des critères de seuils sur les mesures d'éner- gie, un critère de monotonie dans la variation de ces mesures d'énergie dans les alternances retenues est éga- lement vérifié dans les séries de test pour éviter la détection de la fréquence double de la fréquence de mé- lodie réelle. 8. Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que des- tests de protection sont prévus dans la première et- dans. la-seconder série de tests-pour écarter-.des alter- nances--qui-ne peuvent pas caractériser le-début d'une nouvelle période de mélodie du fait de leur position dans le temps par rapport auxalternances précédentes retenues. 9. Procédé de détection selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à la fin de la première série de test, un test sur les mesure d'énergie rejetées par rapport à l'énergie dans l'alternance précédente de même signe retenue est ef- fectué, pour éviter une initialisation lors de la phase d'acquisition en cours de période de mélodie et non au début de la période. 10. Dispositif destiné à la mise en oeuvre du procédé de détection selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de traitement analogique à amplificateur (12) et filtre passe bas (13), un convertisseur analogique- numérique (20) des circuits de traitement numérique (30) délivrant à partir du signal filtré et numérisé des me- sures (ti) des intervalles de temps entre passages à zéro et de l'énergie (ai) dans les alternances de ce signal; et un microprocesseur (40) comportant une mémoire de don- nées (44) pour la mise en mémoire de ces mesures, une unité de traitement (41) pour le test de ces mesures se- lon les procédures de test mises en mémoire dans une mé- moire programmable (45) de ce microprocesseur, un cir- cuit d'interface (42) étant prévu entre le microprocesseur et les circuits de traitement numérique.