EP4312215A1 - Procédé de traitement en temps réel d'un signal sonore et dispositif de captation de signal sonore - Google Patents

Procédé de traitement en temps réel d'un signal sonore et dispositif de captation de signal sonore Download PDF

Info

Publication number
EP4312215A1
EP4312215A1 EP23188331.5A EP23188331A EP4312215A1 EP 4312215 A1 EP4312215 A1 EP 4312215A1 EP 23188331 A EP23188331 A EP 23188331A EP 4312215 A1 EP4312215 A1 EP 4312215A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sound signal
signal
sound
transformation
processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP23188331.5A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Jean DEMARTINI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Uss Sensivic
Original Assignee
Uss Sensivic
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Uss Sensivic filed Critical Uss Sensivic
Publication of EP4312215A1 publication Critical patent/EP4312215A1/fr
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L25/00—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00
    • G10L25/48—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00 specially adapted for particular use
    • G10L25/51—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00 specially adapted for particular use for comparison or discrimination
    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L25/00—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00
    • G10L25/03—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00 characterised by the type of extracted parameters
    • G10L25/21—Speech or voice analysis techniques not restricted to a single one of groups G10L15/00 - G10L21/00 characterised by the type of extracted parameters the extracted parameters being power information

Definitions

  • the present invention relates to the capture and processing of a sound signal, with a view to its analysis.
  • the invention relates to the processing methods which are applied, in real time, to the signal captured by a sensor such as a microphone, before the steps of analyzing this signal.
  • the invention also relates to devices for capturing a sound signal, comprising at least one sensor and equipment for processing the sound signal measured by these sensors.
  • Some of these sound signal capture devices are integrated into devices intended to record, amplify or remotely transmit a sound signal audible to the human ear, representative of the sound signal picked up by a microphone integrated into the sound signal capture device.
  • the processing carried out on the signal picked up by the microphones generally aims to make the sound signal more easily audible.
  • processing may for example include frequency filters favoring the sound frequencies corresponding to the sounds that one wishes to transmit and/or record, in order to improve the signal/noise ratio of the sound signal.
  • the present invention does not apply to such sound signal capture devices intended to transmit and/or record an audible sound signal.
  • the present invention also does not apply to such devices for capturing sound signals, often called voice recognition devices.
  • the present invention does not apply to such devices for capturing sound signals, which relate to sound signals which do not include human words.
  • sound level meters which are devices for capturing a sound signal comprising a sensor such as a microphone associated with a processing device aimed at determining a standardized sound level, expressed in decibels, of the sound signal captured.
  • the real-time processing devices for the sound signal may include, in this case, frequency filters aimed at favoring the frequencies audible to the human ear, so that the measured sound level is representative of the perception of the sound level captured. by the human ear.
  • Such processing of the sound signal does not, however, make it possible to carry out, on the processed signal, an analysis making it possible to extract from this signal information other than that concerning the sound level.
  • the present invention does not apply to such devices for capturing sound signals which only allow superficial analyzes of the sound signal.
  • Devices for capturing a sound signal aimed at identifying a particular event or an anomaly, based on the sound signal captured are also known.
  • sound signal capture devices are known making it possible to capture ambient sound in a public space, and to identify, from the captured sound signal, a particular event or an anomaly.
  • Such equipment can for example be associated with video surveillance cameras, to particularly report to a video surveillance operator the images captured by the video surveillance cameras covering the areas in which a sound signal capture device has detected a sound corresponding to an event particular or an anomaly.
  • the present invention applies to such sound signal capture devices, intended to be placed so as to capture ambient sounds in a public space, and to allow analysis of the sound signal based on the physical data of this sound signal which do not contain language elements. It applies more particularly to such sensors aimed at identifying, from an ambient sound signal, particular events or anomalies.
  • such devices can be placed in locations such as public places, where their sound sensors, such as their microphones, can pick up information such as human voices.
  • the presence of such devices capable of capturing human voices may legitimately raise concerns about the confidentiality of conversations that would be picked up by the microphones.
  • Sound information such as the contents of conversations, or any information allowing the identification of a person based on a voice, is generally considered by legislation to be personal information, which is prohibited from recording. or transmit without the authorization of the persons concerned. It is therefore generally prohibits the use, in public places, of sound signal capture devices capable of recording or transmitting information containing voices, recognizable elements of language or similar signals, even if the device is not intended to carry out recognition of the words spoken or identification of the author of the voice.
  • the present invention aims to overcome these drawbacks of the prior art.
  • the present invention aims in particular to allow the use of devices for capturing a sound signal aimed at identifying a particular event or an anomaly, from the sound signal captured, under conditions such that it can be guaranteed that this device does not transmit or record any personal information contained in the sound signal it picks up.
  • Another objective of the invention is to provide a processing method, which can be implemented in a sound signal capture device, which makes it possible to process a sound signal picked up by a sensor such as a microphone in order to remove it. , in a reliable and irreversible manner, the information being able to be considered as personal information.
  • the invention also aims to provide such a method for processing a sound signal which is capable of carrying out in real time the processing of a sound signal picked up by the sensors.
  • the invention also aims to provide such a method of processing a sound signal which provides a processed signal, coming from the sound signal, containing sufficient information coming from the sound signal initially captured and not not necessarily relating to personal information, to enable the detection and categorization of particular sound events or anomalies.
  • Another objective of the invention is to provide a sound signal capture device, which is capable of capturing a sound signal and processing this sound signal in real time, such that the processed signal provided by this capture device , does not contain information that could be considered personal information.
  • Such a method applies processing for the anonymization of the sound signal.
  • This process makes it possible to obtain a processed signal presenting a large number of physical characteristics allowing its analysis, and in particular the conservation of all its frequency components, in which it is however not possible to find any information which could be considered such as personal information, such as elements of language, or characteristics allowing us to recognize a voice.
  • the processed signal is thus “anonymized”, that is to say it no longer contains the personal information that could be contained in the sound signal.
  • this transformation consists of associating its absolute value with each value of the sound signal.
  • this transformation consists of associating the square of its value with each value of the sound signal.
  • the method comprises digitizing the sound signal, and the transformation is applied to the digitized sound signal.
  • the analysis of the processed signal comprises at least one step of frequency analysis of the processed signal.
  • the analysis of the processed signal is carried out after recording this processed signal.
  • This anonymized processed signal can advantageously be analyzed subsequently to detect and/or categorize particular events or anomalies in the sound signal.
  • This anonymization method can advantageously present all the characteristics described in the present description for the method of processing a sound signal.
  • the invention also relates to a device for capturing a sound signal, comprising a pressure sensor and processing equipment, this processing equipment applying to the sound signal coming from the sensor a transformation isomorphic to the “absolute value” transformation.
  • Such a sound signal capture device makes it possible to provide a processed signal which presents a large part of the information of the sound signal, while not including information which could be considered as personal information.
  • such a sound signal capture device is constituted by a single electronic component, comprising a pressure sensor and an electronic chip ensuring the digitization of the signal coming from the sensor and the application to this signal of the isomorphic transformation to the transformation " absolute value ".
  • Such an electronic component bringing together a pressure sensor and a chip in the same package that can be implemented in an electronic circuit, is similar to components known as “analog microphones”. They are, however, modified, compared to these analog microphones, so that the chip, in addition to digitizing the sound signal coming from the sensor, applies a transformation isomorphic to the “absolute value” transformation to this signal.
  • FIG. 1 represents, schematically, a device for capturing, processing and analyzing a sound signal intended to detect and categorize, in this sound signal, a particular event or an anomaly.
  • This device comprises a sensor 11, for example constituted by a microphone, capable of capturing a sound and generating a signal 110, subsequently called "sound signal", representative of this sound.
  • a sensor 11 for example constituted by a microphone, capable of capturing a sound and generating a signal 110, subsequently called "sound signal”, representative of this sound.
  • the sounds are preferably audible sounds likely to contain a human voice, which are generally between 200 Hz and 3 kHz. Indeed, only sounds containing human voices are generally considered to contain personal information.
  • FIG 2 is a graphic representation of an extract of a sound signal that can be picked up by a sensor 11 such as a microphone.
  • the sound signal 110 supplied by the sensor is a continuous signal represented by the curve 21 oscillating around a neutral value 20.
  • This curve 21 is representative of the pressure variations, around a neutral value 20, which characterizes the sound.
  • the sound signal 110 may consist of an analog signal directly from the sensor 11. It may also, in a conventional manner, have undergone a first preprocessing, such as pre-amplification and filtering by a band-pass filter, intended to eliminate the DC component of the signal and to correct the frequencies which are poorly processed by sensor 11. It is also possible that the sound signal has been digitized.
  • a first preprocessing such as pre-amplification and filtering by a band-pass filter
  • the sound signal 110 generated by the sensor 11 is sent to processing equipment 12 which applies in real time to the sound signal 110 a processing aimed at removing from this signal any information that could be considered as personal information.
  • This processing is anonymization processing within the meaning of the laws and regulations protecting personal data. Processing to anonymize a sound signal whose source is a person consists of eliminating all parts of the signal allowing it to be traced back to the person from whom it came. For a sound signal containing a human voice, anonymization processing consists of eliminating the formants of the voice. Formants are the harmonics of the fundamental frequency of the voice. It is these harmonics that make it possible to identify the speaker. An anonymization processing erasing the formants of the voice prevents the identification of the speaker from the processed signal. On the other hand, if this anonymization processing makes it possible to preserve the fundamental frequency of the sound signal, the processed signal can be analyzed to identify information such as the emotion contained in its voice (anger, irritation, fear, panic, joy, ).
  • the present invention relates in particular to anonymization treatments making it possible to produce a processed signal making it possible to find the information of the fundamental frequencies of the sound signal, but not making it possible to find the information of the harmonics of this sound signal.
  • the processing equipment 12 subjects the sound signal 110 to a transformation isomorphic to the “absolute value” transformation.
  • the processed signal 120 resulting from this processing of the sound signal 110 by the processing equipment 12, makes it possible to find the absolute value of the sound signal 110 coming from the sensor 11.
  • Such a transformation is an unaveraged even function.
  • This function is therefore non-invertible.
  • An even function applying to a variable signal oscillating around an equilibrium value considered as the origin, is a function which associates with each value of the signal, positive in relation to the origin, the same result as for the same value of the signal, negative compared to the origin.
  • the even function therefore generates a variable image depending on the absolute value of the original signal.
  • this function is not averaged, that is to say that at a given moment, the generated image is only a function of the absolute value of the original signal at that precise moment. This function therefore makes it possible to take into account all of the oscillations of the original signal, without smoothing these oscillations.
  • the transformation applied to the sound signal is a non-averaged function.
  • a non-averaged transformation allows the processed signal to retain a large part of the frequency information of the original sound signal, particularly in the audible frequencies between 200 Hz and 3 kHz.
  • the processed signal can thus be subjected to frequency analyzes making it possible to provide numerous information on the nature of the sounds captured in the sound signal.
  • absolute value transformation or a transformation isomorphic to the absolute value, transformed a sound signal irreversibly.
  • absolute value transformation we understand a transformation which associates the absolute value of this number with a number. It is therefore impossible to find the initial sound signal from the processed signal. Furthermore, the processed signal irreversibly loses its information allowing a sound or tone of voice to be recognized. The processed signal is therefore irreversibly anonymized, and no longer contains information likely to be considered as personal information.
  • the processed signal 120 resulting from this transformation carried out by the processing equipment 12, is then sent to analysis equipment 13.
  • This analysis equipment 13 can be intended to analyze the processed signal 120, preferably in real time , in order to identify in this processed signal 120 anomalies or particular events of the sound signal captured by the sensor 11.
  • This processed signal 120 has the great advantage of retaining all the oscillations of the initial sound signal 110, its frequency being doubled compared to at the frequency of the initial signal. It is therefore possible to carry out a frequency analysis, for example to categorize the different sound components of the initial sound signal.
  • the processed signal is sent to recording equipment, in order to record the processed signal 120, for example in order to allow its subsequent analysis. It is also possible that the processed signal is sent to transmission equipment, in order to transmit this processed signal 120 to another device, which can for example carry out its analysis in order to detect and categorize particular events or anomalies of the signal. sound captured by sensor 11.
  • a transmission or recording of the sound signal 120 should not be limited by legislation limiting the transmission or recording of data containing information of a personal nature, this sound signal 120 not containing information that could be considered personal information.
  • FIG. 3 is an example of representation of a processed signal, resulting from the processing of the sound signal represented by the figure 2 , by processing equipment according to one embodiment of the invention.
  • the processing equipment applies an “absolute value” transformation, consisting of associating its absolute value with each value of the sound signal, relative to the balance value. All the values of the processed signal, represented by curve 22, are therefore positive with respect to the neutral value 20.
  • Such an “absolute value” transformation can for example be obtained, on an analog sound signal, by submitting this signal emitted by a sensor such as a microphone to an electronic assembly such as a thresholdless rectifier, well known to man. of career.
  • An example of such an electronic assembly comprising an operational amplifier 43, a diode 44 and a resistor 45, is represented by the Figure 4 .
  • Such an arrangement makes it possible to associate with an input voltage 41 an output voltage 42 whose value corresponds to the absolute value of the input voltage 41.
  • Such an “absolute value” transformation can also be obtained very easily on a digitized sound signal, by applying a program adapted to this signal.
  • FIG. 5 is an example of representation of a processed signal, resulting from the processing of the sound signal represented by the figure 2 , by other processing equipment according to an embodiment of the invention.
  • the processing equipment applies a “squaring” transformation, consisting of associating the square of its value with each value of the sound signal. All the values of the processed signal, represented by curve 32, are therefore positive with respect to the neutral value 30.
  • the “squared” transformation is isomorphic to the “absolute value” transformation. It is in fact possible, by calculating the square root of the processed signal, to obtain the absolute value of the initial sound signal.
  • Such a “squaring” transformation can also be obtained very easily on a digitized sound signal, by applying a program adapted to this signal.
  • a sound signal capture device can bring together a pressure sensor such as a microphone and processing equipment applying to the signal coming from this sensor a transformation isomorphic to the “absolute value” transformation.
  • a pressure sensor such as a microphone
  • processing equipment applying to the signal coming from this sensor a transformation isomorphic to the “absolute value” transformation.
  • Such a sound signal capture device is represented schematically, on the figure 1 , by rectangle 100.
  • this sound signal capture device can be constituted by a single electronic component, comprising a pressure sensor and an electronic chip ensuring the digitization of the signal coming from the sensor and the application to this signal of a transformation isomorphic to the “absolute value” transformation.
  • This electronic component can also include the means making it possible to ensure pre-processing of the signal, such as pre-amplification and filtering by a band-pass filter, for example before digitization.
  • Such an electronic component can advantageously be similar to a component known as a “digital microphone”, which includes a pressure sensor and an electronic chip ensuring the digitization of the signal coming from the sensor.
  • This sensor and this chip can be placed in the same housing of the electronic component, which can itself be implemented in an electronic circuit.
  • the chip is in this case programmed to also perform a transformation isomorphic to the “absolute value” transformation.
  • Such an electronic component can thus make it possible to capture a signal, representative of an ambient sound, and capable of undergoing frequency analysis, while guaranteeing that this signal does not include information that could be considered as information of a personal nature.
  • the combination in the same housing of the sensor and the chip ensuring the transformation of the signal advantageously makes it possible to guarantee that the untransformed sound signal is not used.
  • the implementation of such a microphone in an electronic circuit thus makes it possible to guarantee that this electronic circuit does not use any sound data which could be considered as personal information.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computational Linguistics (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Audiology, Speech & Language Pathology (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

La présente invention concerne un procédé de traitement d'un signal sonore, comprenant la captation d'un signal sonore (110), susceptible de contenir des voix humaines, l'application en temps réel, sur ledit signal sonore (110), d'une transformation isomorphe à la transformation « valeur absolue », pour obtenir un signal traité (120), et l'analyse du signal traité (120).
L'invention concerne également un dispositif de captation de signal sonore (100) appliquant au signal sonore (110) une transformation isomorphe à la transformation « valeur absolue ».

Description

    Domaine de l'invention
  • La présente invention concerne la captation et le traitement d'un signal sonore, en vue de son analyse.
  • En particulier, l'invention concerne les procédés de traitement qui sont appliqués, en temps réel, au signal capté par un capteurtel qu'un microphone, avant les étapes d'analyse de ce signal.
  • L'invention concerne également des dispositifs de captation d'un signal sonore, comprenant au moins un capteur et un équipement de traitement du signal sonore mesuré par ces capteurs.
    • Art antérieur
  • Il existe une grande diversité de dispositifs de captation de signaux sonores, qui répondent à des objectifs différents.
  • Certains de ces dispositifs de captation de signaux sonores sont intégrés à des dispositifs visant à enregistrer, amplifier ou transmettre à distance un signal sonore audible par l'oreille humaine, représentatif du signal sonore capté par un microphone intégré au dispositif de captation du signal sonore. Dans de tels dispositifs, qui sont par exemple mis en oeuvre dans des magnétophones, dans des téléphones, dans des hygiaphones, etc., les traitements effectués sur le signal capté par les microphones visent généralement à rendre le signal sonore plus facilement audible. De tels traitements peuvent par exemple comprendre des filtres fréquentiels favorisant les fréquences sonores correspondant aux sons que l'on souhaite transmettre et/ou enregistrer, afin d'améliorer le rapport signal / bruit du signal sonore.
  • La présente invention ne s'applique pas à de tels dispositifs de captation de signaux sonores visant à transmettre et/ou enregistrer un signal sonore audible.
  • On connaît aussi des dispositifs de captation de signaux sonores qui sont intégrés à des dispositifs visant à analyser le signal sonore capté pour y reconnaître des éléments de langage pour décoder un message sonore audible, ou pour identifier une voix. Une telle reconnaissance vocale nécessite généralement l'autorisation préalable du locuteur.
  • La présente invention ne s'applique pas non plus à de tels dispositifs de captation de signaux sonores, souvent appelés dispositifs de reconnaissance vocale.
  • On connaît également quelques dispositifs de captation d'un signal sonore dont l'objectif n'est pas de transmettre ni d'enregistrer un signal sonore audible mais est, au contraire, d'analyser les caractéristiques physiques du signal sonore sur la base de critères différents des messages audibles pouvant être contenus dans ce signal sonore.
  • On connaît ainsi, par exemple, des dispositifs de captation de signal sonore en dehors des fréquences audibles par l'oreille humaine, tels que des sonars, qui sont spécifiquement adaptés pour capter des sons se propageant dans un liquide afin de détecter et de situer les objets dans ce liquide. De la même façon, on connaît également des équipements de captation d'un signal sonore intégrés à des échographes, qui visent à capter les signaux sonores, généralement dans le domaine des ultrasons, qui sont réfléchis par un milieu de propagation après avoir été émis par l'échographe. L'analyse du signal sonore réfléchi permet de former une image du milieu dans lequel le signal sonore s'est propagé.
  • La présente invention ne s'applique pas à de tels dispositifs de captation de signaux sonores, qui portent sur des signaux sonores qui ne comportent pas de paroles humaines.
  • On connaît encore les sonomètres qui sont des dispositifs de captation d'un signal sonore comprenant un capteur tel qu'un microphone associé à un dispositif de traitement visant à déterminer un niveau sonore normalisé, exprimé en décibels, du signal sonore capté. Les dispositifs de traitement en temps réel du signal sonore peuvent comprendre, dans ce cas, des filtres fréquentiels visant à favoriser les fréquences audibles par l'oreille humaine, de façon à ce que le niveau sonore mesuré soit représentatif de la perception de niveau sonore capté par l'oreille humaine. De tels traitements du signal sonore ne permettent cependant pas d'effectuer, sur le signal traité, une analyse permettant d'extraire de ce signal d'autres informations que celles concernant le niveau sonore.
  • La présente invention ne s'applique pas à de tels dispositifs de captation de signaux sonores qui ne permettent que des analyses superficielles du signal sonore.
  • On connaît encore des dispositifs de captation d'un signal sonore visant à identifier un événement particulier ou une anomalie, à partir du signal sonore capté. On connaît notamment des dispositifs de captation de signal sonore permettant de capter un son ambiant dans un espace public, et d'identifier, à partir du signal sonore capté, un événement particulier ou une anomalie.
  • On connaît ainsi des dispositifs de captation de signal sonore qui captent des sons ambiants dans un espace public et permettent d'identifier, dans ces sons ambiants, des événements sonores tels que des explosions, des chocs, des éclats de voix, etc. De tels équipements peuvent par exemple être associés à des caméras de vidéosurveillance, pour signaler particulièrement à un opérateur de vidéosurveillance les images captées par les caméras de vidéosurveillance couvrant les zones dans lesquelles un dispositif de captation de signal sonore a détecté un son correspondant à un événement particulier ou à une anomalie.
  • La présente invention s'applique à de tels dispositifs de captation de signal sonore, destinés à être placés de façon à capter les sons ambiants dans un espace public, et à permettre une analyse du signal sonore basée sur les données physiques de ce signal sonore qui ne contiennent pas d'éléments de langage. Elle s'applique plus particulièrement à de tels capteurs visant à identifier, à partir d'un signal sonore ambiant, des événements particuliers ou des anomalies.
  • Pour capter des sons ambiants et détecter des événements particuliers ou des anomalies, de tels dispositifs peuvent être placés à des endroits tels que de lieux publics, où leurs capteurs sonores, tels que leurs microphones, peuvent capter des informations telles que des voix humaines. La présence de tels dispositifs susceptibles de capter les voix humaines peut légitimement susciter des inquiétudes quant à la confidentialité des conversations qui seraient captées par les microphones. Les informations sonores, telles que les contenus des conversations, ou toute information permettant l'identification d'une personne à partir d'une voix, sont généralement considérées par les législations comme des informations à caractère personnel, qu'il est interdit d'enregistrer ou de transmettre sans l'autorisation des personnes concernées. Il est donc généralement interdit d'utiliser, dans les lieux publics, des dispositifs de captation de signal sonore susceptibles d'enregistrer ou de transmettre des informations contenant des voix, des éléments de langage reconnaissables ou des signaux similaires, même si le dispositif n'a pas pour objectif d'effectuer une reconnaissance des paroles prononcées ou une identification de l'auteur de la voix.
  • L'utilisation, notamment dans le domaine public, de tels dispositifs permettant l'analyse de sons ambiants pour y identifier un événement particulier ou une anomalie, n'est donc possible que dans des conditions garantissant, de façon particulièrement fiable, l'absence d'enregistrement ou de transmission d'informations pouvant être considérées comme des informations à caractère personnel.
    • Objectifs de l'invention
  • La présente invention a pour objectif de pallier ces inconvénients de l'art antérieur.
  • En particulier la présente invention a notamment pour objectif de permettre l'utilisation de dispositifs de captation d'un signal sonore visant à identifier un événement particulier ou une anomalie, à partir du signal sonore capté, dans des conditions telles qu'il puisse être garanti que ce dispositif ne transmet ni n'enregistre aucune information à caractère personnel contenue dans le signal sonore qu'il capte.
  • Un autre objectif de l'invention est de fournir un procédé de traitement, pouvant être mis en oeuvre dans un dispositif de captation de signal sonore, qui permette de traiter un signal sonore capté par un capteur tel qu'un microphone afin d'en supprimer, de façon fiable et irréversible, les informations pouvant être considérées comme des informations à caractère personnel.
  • L'invention a encore pour objectif de fournir un tel procédé de traitement d'un signal sonore qui soit capable d'effectuer en temps réel le traitement d'un signal sonore capté par les capteurs.
  • L'invention a encore pour objectif de fournir un tel procédé de traitement d'un signal sonore qui fournisse un signal traité, issu du signal sonore, contenant suffisamment d'informations provenant du signal sonore capté initialement et ne relevant pas, de façon certaine, des informations à caractère personnel, pour permettre la détection et la catégorisation d'événements sonores particuliers ou d'anomalies.
  • Un autre objectif de l'invention est de fournir un dispositif de captation de signal sonore, qui soit capable de capter un signal sonore et de traiter ce signal sonore en temps réel, de telle sorte que le signal traité, fourni par ce dispositif de captation, ne contienne pas d'informations pouvant être considérées comme des informations à caractère personnel.
    • Exposé de l'invention
  • Ces objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront plus clairement par la suite, sont atteints selon l'invention à l'aide d'un procédé de traitement d'un signal sonore, comprenant :
    • la captation d'un signal sonore, susceptible de contenir des voix humaines,
    • l'application en temps réel, sur ledit signal sonore, d'une transformation isomorphe à la transformation « valeur absolue », pour obtenir un signal traité,
    • l'analyse dudit signal traité.
  • Un tel procédé applique un traitement pour l'anonymisation du signal sonore. Ce procédé permet en effet d'obtenir un signal traité présentant un grand nombre de caractéristiques physiques permettant son analyse, et notamment la conservation de toute ses composantes fréquentielles, dans lequel il n'est cependant pas possible de retrouver d'éventuelles informations pouvant être considérées comme des informations à caractère personnel, comme des éléments de langage, ou les caractéristiques permettant de reconnaître une voix. Le signal traité est ainsi « anonymisé », c'est-à-dire qu'il ne contient plus les informations à caractère personnel qui pouvaient être contenues dans le signal sonore.
  • Selon un mode de réalisation avantageux, cette transformation consiste à associer à chaque valeur du signal sonore sa valeur absolue.
  • Une telle transformation est très facile à mettre en oeuvre, tant sur un signal analogique que sur un signal numérique, et sa mise en oeuvre en temps réel nécessite très peu de ressources. Elle permet cependant d'assurer une perte irréversible des informations pouvant être considérées comme des informations à caractère personnel.
  • Selon un mode de réalisation possible, cette transformation consiste à associer à chaque valeur du signal sonore le carré de sa valeur.
  • L'homme du métier pourra également imaginer une infinité d'autres transformations isomorphes à la transformation « valeur absolue ».
  • De façon avantageuse, le procédé comprend la numérisation du signal sonore, et la transformation est appliquée au signal sonore numérisé.
  • De préférence, l'analyse du signal traité comprend au moins une étape d'analyse fréquentielle du signal traité.
  • Une telle analyse, qui peut donner des indications sur la nature du son capté par le capteur, est possible sur le signal traité selon la présente invention, parce que ce signal n'est pas moyenné ni lissé. Il est impossible sur un signal qui aurait subi un moyennage ou une intégration ayant pour effet de faire disparaître les oscillations du signal sonore initial.
  • De façon avantageuse, l'analyse du signal traité est réalisée après un enregistrement de ce signal traité.
  • Un tel enregistrement du signal traité n'est pas interdit par les législations protégeant la vie privée, dans la mesure où ce signal ne comprend pas d'informations pouvant être considérées comme des informations à caractère personnel.
  • Selon une autre définition possible de l'invention, celle-ci concerne un procédé d'anonymisation en temps réel d'un signal sonore, apte à transformer un signal sonore de façon irréversible pour en supprimer les informations permettant d'identifier une voix ou de reconnaître des paroles, ce procédé d'anonymisation consistant en :
    • la captation d'un signal sonore, susceptible de contenir des voix humaines,
    • l'application en temps réel, sur ledit signal sonore, d'une transformation isomorphe à la transformation « valeur absolue », pour obtenir un signal traité anonymisé.
  • Ce signal traité anonymisé peut avantageusement être analysé, par la suite, pour détecter et/ou catégoriser des événements particuliers ou des anomalies dans le signal sonore.
  • Ce procédé d'anonymisation peut avantageusement présenter toutes les caractéristiques décrites dans la présente description pour le procédé de traitement d'un signal sonore.
  • L'invention concerne également un dispositif de captation de signal sonore, comprenant un capteur de pression et un équipement de traitement, cet équipement de traitement appliquant au signal sonore issu du capteur une transformation isomorphe à la transformation « valeur absolue ».
  • Un tel dispositif de captation de signal sonore permet de fournir un signal traité qui présente une grande partie des informations du signal sonore, tout en ne comprenant pas d'informations pouvant être considérées comme des informations à caractère personnel.
  • De préférence, un tel dispositif de captation de signal sonore est constitué par un composant électronique unique, comprenant un capteur de pression et une puce électronique assurant la numérisation du signal issu du capteur et l'application à ce signal de la transformation isomorphe à la transformation « valeur absolue ».
  • Un tel composant électronique, rassemblant un capteur de pression et une puce dans un même boîtier pouvant être mis en oeuvre dans un circuit électronique, est semblable aux composants connus comme des « microphones analogiques ». Ils sont cependant modifiés, par rapport à ces microphones analogiques, pour que la puce, en plus de numériser le signal sonore issu du capteur, applique une transformation isomorphe à la transformation « valeur absolue » à ce signal.
    • Liste des figures
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante de modes de réalisation préférentiels, donnée à titre de simple exemple figuratif et non limitatif, et accompagnée des figures parmi lesquelles :
    • La figure 1 est une représentation schématique d'un dispositif de captation, de traitement et d'analyse de signal sonore selon un mode de réalisation de l'invention.
    • La figure 2 est une représentation graphique d'un signal sonore pouvant être capté par un capteur tel qu'un microphone.
    • La figure 3 est une représentation graphique d'un signal traité, obtenu par l'application d'un procédé de traitement selon un mode de réalisation de l'invention au signal sonore représenté par la figure 2.
    • La figure 4 est une représentation graphique d'un signal traité, obtenu par l'application d'un procédé de traitement selon un autre mode de réalisation de l'invention au signal sonore représenté par la figure 2.
    • La figure 5 est une représentation schématique d'un circuit électronique pouvant mettre en oeuvre un procédé de traitement selon un mode de réalisation de l'invention.
    Description détaillée de modes de réalisation de l'invention
  • La figure 1 représente, de façon schématique, un dispositif de captation de traitement et d'analyse d'un signal sonore destiné à détecter et à catégoriser, dans ce signal sonore, un événement particulier ou une anomalie.
  • Ce dispositif comprend un capteur 11, par exemple constitué par un microphone, apte à capter un son et à générer un signal 110, appelé par la suite « signal sonore », représentatif de ce son.
  • Il est à noter que les sons, au sens de la présente invention, sont préférentiellement des sons audibles susceptibles de contenir une voix humaine, qui sont généralement compris entre 200 Hz et 3 kHz. En effet, seuls les sons contenant des voix humaines sont considérés, en règle générale, comme contenant des informations à caractère personnel.
  • La figure 2 est une représentation graphique d'un extrait d'un signal sonore pouvant être capté par un capteur 11 tel qu'un microphone. De façon classique, le signal sonore 110 fourni par le capteur est un signal continu représenté par la courbe 21 oscillant autour d'une valeur neutre 20. Cette courbe 21 est représentative des variations de pression, autour d'une valeur neutre 20, qui caractérise le son.
  • Le signal sonore 110 peut être constitué par un signal analogique directement issu du capteur 11. Il peut également, de façon classique, avoir subi un premier prétraitement, comme une pré-amplification et un filtrage par un filtre passe-bande, destiné à supprimer la composante continue du signal et à corriger les fréquences qui sont mal traitées par le capteur 11. Il est également possible que le signal sonore ait été numérisé.
  • Dans le dispositif de la figure 1, le signal sonore 110 généré par le capteur 11 est envoyé à un équipement de traitement 12 qui applique en temps réel au signal sonore 110 un traitement visant à supprimer de ce signal toute information pouvant être considérée comme une information à caractère personnel.
  • Ce traitement est un traitement d'anonymisation au sens des législations et règlementations protégeant les données personnelles. Un traitement d'anonymisation d'un signal sonore dont la source est une personne consiste à en éliminer toutes les parties du signal permettant de remonter à la personne dont elle est issue. Pour un signal sonore contenant une voix humaine, un traitement d'anonymisation consiste à éliminer les formants de la voix. Les formants sont les harmoniques de la fréquence fondamentale de la voix. Ce sont ces harmoniques qui permettent d'identifier le locuteur. Un traitement d'anonymisation effaçant les formants de la voix interdit l'identification du locuteur à partir du signal traité. En revanche, si ce traitement d'anonymisation permet de conserver la fréquence fondamentale du signal sonore, le signal traité peut être analysé pour y identifier des informations telles que l'émotion contenue dans sa voix (colère, énervement, peur, panique, joie, ...).
  • La présente invention concerne notamment les traitements d'anonymisation permettant de produire un signal traité permettant de retrouver l'information des fréquences fondamentales du signal sonore, mais ne permettant pas de retrouver l'information des harmoniques de ce signal sonore.
  • Pour cela, l'équipement de traitement 12 soumet le signal sonore 110 à une transformation isomorphe à la transformation « valeur absolue ». Ainsi, le signal traité 120, issu de ce traitement du signal sonore 110 par l'équipement de traitement 12, permet de retrouver la valeur absolue du signal sonore 110 issu du capteur 11.
  • Une telle transformation est une fonction paire non moyennée. Cette fonction est donc non inversible. Une fonction paire, s'appliquant à un signal variable oscillant autour d'une valeur d'équilibre considérée comme l'origine, est une fonction qui associe à chaque valeur du signal, positive par rapport à l'origine, le même résultat que pour la même valeur du signal, négative par rapport à l'origine. La fonction paire génère donc une image variable en fonction de la valeur absolue du signal d'origine. Selon l'invention, cette fonction est non moyennée, c'est-à-dire qu'à un instant, l'image générée n'est fonction que de la valeur absolue du signal d'origine à cet instant précis. Cette fonction permet donc de tenir compte de l'ensemble des oscillations du signal d'origine, sans lisser ces oscillations.
  • II est essentiel, selon l'invention, que la transformation appliquée au signal sonore soit une fonction non moyennée. Une telle transformation non moyennée permet en effet que le signal traité conserve une grande partie des informations fréquentielles du signal sonore d'origine, notamment dans les fréquences audibles comprises entre 200 Hz et 3 kHz. Le signal traité peut ainsi être soumis à des analyses fréquentielles permettant de donner de nombreuses informations sur la nature des sons captés dans le signal sonore.
  • Les inventeurs ont constaté que l'application de la transformation « valeur absolue », ou d'une transformation isomorphe à la valeur absolue, transformait un signal sonore de façon irréversible. Par l'expression « transformation valeur absolue », on comprend une transformation qui associe à un nombre la valeur absolue de ce nombre. Il est ainsi impossible de retrouver le signal sonore initial à partir du signal traité. Par ailleurs, le signal traité perd, de façon irréversible, ses informations permettant de reconnaître un son, ou une tonalité de voix. Le signal traité est donc anonymisé de façon irréversible, et ne contient plus d'informations susceptibles d'être considérées comme des informations à caractère personnel.
  • Le signal traité 120, issu de cette transformation effectuée par l'équipement de traitement 12, est ensuite envoyé à un équipement d'analyse 13. Cet équipement d'analyse 13 peut être destiné à analyser le signal traité 120, de préférence en temps réel, afin d'identifier dans ce signal traité 120 des anomalies ou des événements particuliers du signal sonore capté par le capteur 11. Ce signal traité 120 présente le gros avantage de conserver toutes les oscillations du signal sonore initial 110, sa fréquence étant doublée par rapport à la fréquence du signal initial. Il est donc possible d'en faire une analyse fréquentielle, par exemple pour catégoriser les différentes composantes sonores du signal sonore initial.
  • Dans d'autres modes de réalisation, il est également possible que le signal traité soit envoyé à un équipement d'enregistrement, afin d'enregistrer le signal traité 120, par exemple afin de permettre son analyse ultérieure. Il est également possible que le signal traité soit envoyé à un équipement de transmission, afin de transmettre ce signal traité 120 vers un autre dispositif, qui pourra par exemple effectuer son analyse afin d'y détecter et catégoriser des événements particuliers ou des anomalies du signal sonore capté par le capteur 11.
  • II est à noter qu'une transmission ou un enregistrement du signal sonore 120 ne devrait pas être limité par les législations limitant la transmission ou l'enregistrement de données contenant des informations à caractère personnel, ce signal sonore 120 ne contenant pas d'informations pouvant être considérées comme des informations à caractère personnel.
  • La figure 3 est un exemple de représentation d'un signal traité, issu du traitement du signal sonore représenté par la figure 2, par un équipement de traitement selon un mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode de réalisation, l'équipement de traitement applique une transformation « valeur absolue », consistant à associer à chaque valeur du signal sonore sa valeur absolue, par rapport à la valeur d'équilibre. Toutes les valeurs du signal traité, représentées par la courbe 22, sont donc positives par rapport à la valeur neutre 20.
  • Une telle transformation « valeur absolue » peut par exemple être obtenue, sur un signal sonore analogique, en soumettant ce signal émis par un capteur tel qu'un microphone à un montage électronique tel qu'un redresseur sans seuil, bien connu de l'homme du métier. Un exemple d'un tel montage électronique, comprenant un amplificateur opérationnel 43, une diode 44 et une résistance 45, est représenté par la figure 4. Un tel montage permet d'associer à une tension d'entrée 41 une tension de sortie 42 dont la valeur correspond à la valeur absolue de la tension d'entrée 41.
  • Une telle transformation « valeur absolue » peut également être obtenue très facilement sur un signal sonore numérisé, en appliquant un programme adapté à ce signal.
  • La figure 5 est un exemple de représentation d'un signal traité, issu du traitement du signal sonore représenté par la figure 2, par un autre équipement de traitement selon un mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode de réalisation, l'équipement de traitement applique une transformation « élévation au carré », consistant à associer à chaque valeur du signal sonore le carré de sa valeur. Toutes les valeurs du signal traité, représentées par la courbe 32, sont donc positives par rapport à la valeur neutre 30.
  • La transformation « élévation au carré » est isomorphe à la transformation « valeur absolue ». Il est en effet possible, en calculant la racine carrée du signal traité, d'obtenir la valeur absolue du signal sonore initial.
  • Une telle transformation « élévation au carré » peut également être obtenue très facilement sur un signal sonore numérisé, en appliquant un programme adapté à ce signal.
  • Il est à noter que l'homme du métier pourra imaginer une infinité de transformations du signal sonore isomorphes à la transformations « valeur absolue ». Ces transformations auront le même effet de suppression irréversible de toutes les informations du signal sonore pouvant s'assimiler à des informations à caractère personnel. Par ailleurs, elles auront également l'avantage de conserver les oscillations du signal sonore, et de permettre son analyse fréquentielle. Une telle analyse fréquentielle permet avantageusement d'obtenir une plus grande précision dans la détection et/ou la catégorisation d'un événement ou d'une anomalie dans un signal sonore ambiant.
  • Un dispositif de captation de signal sonore selon l'invention peut réunir un capteur de pression tel qu'un microphone et un équipement de traitement appliquant au signal issu de ce capteur une transformation isomorphe à la transformation « valeur absolue ». Un tel dispositif de captation de signal sonore est représenté schématiquement, sur la figure 1, par le rectangle 100.
  • Selon un mode de réalisation particulièrement avantageux, ce dispositif de captation de signal sonore peut être constitué par un composant électronique unique, comprenant un capteur de pression et une puce électronique assurant la numérisation du signal issu du capteur et l'application à ce signal d'une transformation isomorphe à la transformation « valeur absolue ». Ce composant électronique peut également comprendre les moyens permettant d'assurer un pré-traitement du signal, comme une pré-amplification et un filtrage par un filtre passe-bande, par exemple avant sa numérisation.
  • Un tel composant électronique peut avantageusement être semblable à un composant connu sous le nom de « microphone digital », qui comprend un capteur de pression et une puce électronique assurant la numérisation du signal issu du capteur. Ce capteur et cette puce peuvent être placés dans le même boîtier du composant électronique, qui peut lui-même être mis en oeuvre dans un circuit électronique. Pour être conforme à l'invention, la puce est dans ce cas programmée pour effectuer également une transformation isomorphe à la transformation « valeur absolue ». Un tel composant électronique peut ainsi permettre de capter un signal, représentatif d'un son ambiant, et pouvant subir une analyse fréquentielle, tout en garantissant que ce signal ne comprend pas d'information pouvant être considérée comme une information à caractère personnel.
  • Par ailleurs, la combinaison dans un même boîtier du capteur et de la puce assurant la transformation du signal permet avantageusement de garantir que le signal sonore non transformé n'est pas utilisé. La mise en oeuvre d'un tel microphone dans un circuit électronique permet ainsi de garantir que ce circuit électronique n'utilise aucune donnée sonore pouvant être considérée comme une information à caractère personnel.

Claims (5)

  1. Procédé de traitement d'un signal sonore, comprenant :
    - la captation d'un signal sonore (110), susceptible de contenir des voix humaines,
    - l'application en temps réel, sur ledit signal sonore, d'une transformation isomorphe à la transformation « valeur absolue », pour obtenir un signal traité (120),
    - l'analyse dudit signal traité (120),
    caractérisé en ce que ladite analyse dudit signal traité (120) comprend au moins une étape d'analyse fréquentielle dudit signal traité (120).
  2. Procédé de traitement selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite transformation consiste à associer à chaque valeur du signal sonore (110) sa valeur absolue.
  3. Procédé de traitement selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite transformation consiste à associer à chaque valeur du signal sonore (110) le carré de sa valeur.
  4. Procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit procédé comprend la numérisation dudit signal sonore (110), et en ce que ladite transformation est appliquée audit signal sonore numérisé.
  5. Procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ladite analyse dudit signal traité (120) est réalisée après un enregistrement dudit signal traité (120).
EP23188331.5A 2022-07-28 2023-07-28 Procédé de traitement en temps réel d'un signal sonore et dispositif de captation de signal sonore Pending EP4312215A1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR2207819A FR3138592A1 (fr) 2022-07-28 2022-07-28 Procédé de traitement en temps réel d'un signal sonore et dispositif de captation de signal sonore

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4312215A1 true EP4312215A1 (fr) 2024-01-31

Family

ID=84359982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP23188331.5A Pending EP4312215A1 (fr) 2022-07-28 2023-07-28 Procédé de traitement en temps réel d'un signal sonore et dispositif de captation de signal sonore

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4312215A1 (fr)
FR (1) FR3138592A1 (fr)

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190035381A1 (en) * 2017-12-27 2019-01-31 Intel Corporation Context-based cancellation and amplification of acoustical signals in acoustical environments

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190035381A1 (en) * 2017-12-27 2019-01-31 Intel Corporation Context-based cancellation and amplification of acoustical signals in acoustical environments

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IAIN COLLINS: "Signal Power and Energy", 14 August 2019 (2019-08-14), XP093021470, Retrieved from the Internet <URL:https://www.youtube.com/watch?v=7I9XEhAup4c> [retrieved on 20230207] *

Also Published As

Publication number Publication date
FR3138592A1 (fr) 2024-02-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0904535B1 (fr) Procede et dispositif de detection et de localisation de source sonore reflechissante
CA2923888C (fr) Procedes de seuil dynamique, systemes, supports lisibles par ordinateur, et code de programme pour filtrer un bruit et recuperer des composantes haute frequence attenuees de signaux acoustiques
FR2811429A1 (fr) Procede et appareil pour evaluer un signal de test par courant de foucault
FR2888946A1 (fr) Procede et appareil pour attenuer le bruit du vent dans des donnees sismiques
CA2657450A1 (fr) Procede et dispositif de diagnostic de l&#39;etat de fonctionnement d&#39;un systeme de sonorisation
EP0612943B1 (fr) Dispositif de contrÔle inductif pour tête de soupape
EP4312215A1 (fr) Procédé de traitement en temps réel d&#39;un signal sonore et dispositif de captation de signal sonore
Nassi et al. Lamphone: Passive sound recovery from a desk lamp's light bulb vibrations
de la Rosa et al. Higher-order spectra measurement techniques of termite emissions. a characterization framework
CA3179399A1 (fr) Systeme de reconnaissance et d&#39;identification de sources sonores en temps reel
FR2724029A1 (fr) Procede de detection de signaux acoustiques provenant de torpilles
Cook et al. Automatic classification and reduction of wind noise in spectral data
EP3627510A1 (fr) Filtrage d&#39;un signal sonore acquis par un systeme de reconnaissance vocale
Chen et al. Sparse representation based on tunable Q‐factor wavelet transform for whale click and whistle extraction
Richmond et al. Speaker diarisation of vibroacoustic intelligence from drone mounted laser doppler vibrometers
WO2015177359A1 (fr) Systeme et procede pour mesurer l&#39;impedance acoustique d&#39;une cavite
CN112581975A (zh) 基于信号混叠和双声道相关性的超声波语音指令防御方法
FR3088766A1 (fr) Procede et systeme de traitement de signaux audio pour microphone de masque a oxygene d’un aeronef
FR3065079B1 (fr) Procede et dispositif de sondage ultrasonore pour l&#39;obtention de courbes de dispersion d&#39;un milieu sonde
FR2846089A1 (fr) Dispositif et procede de test acoustique et vibratoire de de pieces mecaniques
KR102644641B1 (ko) 레이저 용접에 대한 품질 모니터링 장치 및 방법
Olvera Robust sound event detection
FR2998970A1 (fr) Procede pour detecter l&#39;activite d&#39;insectes xylophages dans une structure comprenant des fibres cellulosiques et systeme de detection.
FR2996675A1 (fr) Procede de restitution d&#39;un signal d&#39;ecoute a partir d&#39;un appareil de diagnostic vibroacoustique et appareil mettant en œuvre un tel procede
EP4273527A1 (fr) Procédé et dispositif portable de détection de fuite dans une canalisation

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC ME MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR