FR2633125A1 - Appareil acoustique avec carte de filtrage vocal - Google Patents

Abstract

L'invention concerne les appareils acoustiques et notamment les appareils téléphoniques. Pour améliorer d'une manière commode et efficace l'utilisation du téléphone par les malentendants, l'invention propose d'adjoindre à un appareil téléphonique un lecteur de carte à puce LC1; la carte à puce personnelle CP1 contient des données relatives au filtrage correctif qu'il faut appliquer aux signaux reçus de la ligne téléphonique pour que le titulaire de la carte entende le mieux possible la communication téléphonique. L'appareil contient un filtre F1 commandé par le lecteur de carte, à travers un décodeur D1, en fonction des données personnalisées enregistrées dans la carte. L'invention est applicable aussi à la protection de la confidentialité des conversations téléphoniques, le filtre pouvant servir à l'émission pour déformer sous le contrôle d'une carte à puce le signal de telle manière qu'il devienne inintelligible; à la réception le signal est restitué par un filtrage complémentaire contrôlé par une autre carte à puce. L'invention est applicable à d'autres circonstances (personnes otologiquement saines dans une ambiance bruyante, liaisons difficiles, domaine T.V. et HI-FI, etc.)

Description

APPAREIL ACOUSTIQUE AVEC CARTE DE FILTRAGE VOCAL
L'invention concerne les appareils acoustiques; elle sera décrite plus spécialement à propos d'appareils téléphoniques, mais elle peut très bien être applicable à d'autres appareils acoustiques.

Les réseaux de transmission téléphonique et les appareils qui y sont raccordés sont conçus de-manière à pouvoir être utilisés sans problème par le plus grand nombre de personnes possibles, et c'est pourquoi on a prévu des bandes passantes moyennes de .300 à 3000 Hertz environ qui correspondent aux bandes de fréquences les plus utiles pour la transmission de la parole; et on a d'autre part prévu des niveaux de signal utile suffisants sur les lignes pour que la parole puisse être reconnue sans problème à l'arrivée sur un poste téléphonique en bout de ligne.

Mais si les gabarits de transmission téléphoniques sont bien adaptés pour une réception par une oreille normale, il en va tout à fait différemment pour une oreille de malentendant: soit le niveau sonore est insuffisant, soit la bande passante ne convient pas bien.

La solution généralement adoptée par les malentendants pour pouvoir téléphoner consiste à acheter un poste téléphonique spécial pourvu d'un amplificateur à gain variable permettant d'ajuster à un niveau désiré, plus haut que le niveau normal, la puissance de signal fourni -au haut-parleur du combiné téléphonique. Le haut-parleur du combiné est éventuellement plus puissant qu'un haut-parieur normal de manière à éviter qu'il ne soit saturé par un niveau de signal trop élevé.

L'invention propose d'apporter une nouvelle solution, commode et efficace au problème de l'utilisation du réseau téléphonique par les malentendants, et également pour des personnes otologiquement saines utilisant le téléphone dans un contexte bruyant ou lors de communications difficiles.

Un autre problème que vise aussi à résoudre la présente invention est celui de la protection de la confidentialité de certaines conversations téléphoniques, pour éviter que des informations qu'on considère comme confidentielles ne soient écoutées et trop facilement reçues par des gens qui n'ont pas besoin
de connaître ces informations.

Bien entendu, toutes sortes de cryptages tous plus compliqués les uns que les autres ont déjà été imaginés, surtout lorsqu'il s'agit de dissimuler des informations strategiques concernant par exemple la défense nationale ou des secrets d'état. Mais la présente invention s'intéresse à-la conservation de la confidentialité à un niveau bien plus modeste, ne nécessitant pas la mise en oeuvre de moyens de cryptage et décryptage compliqués, mais permettant toutefois d'éviter des fuites par le biais de l'écoute téléphonique. Pour donner une idée des applications concernées, on peut citer par exemple la protection de conversations à caractère technique ou commercial dans lesquelles des informations confidentielles vis-å-vis de la concurrence peuvent être échangées.

Selon l'invention, on propose un appareil acoustique, notamment un appareil téléphonique, pourvu de moyens de filtrage de signal et pourvu d'un lecteur de cartes à puce, le lecteur étant apte à transmettre de la carte vers les moyens de filtrage des données électriques personnalisées permettant une commande personnalisée des moyens de filtrage pour établir un signal électrique filtré selon une courbe de transfert predéterminée correspondant à- une déformation désirée des signaux acoustiques.

Dans une réalisation appliquée à un appareil téléphonique, les moyens de filtrage agissent sur le signal reçu de la ligne téléphonique de sorte que l'écouteur du combine téléphonique reçoit un signal filtré d'une manière personnalisée. Par exemple un malentendant insère dans le lecteur une carte à puce personnalisée qui contient des données audiometriques qui le concernent; toute conversation téléphonique reçue est alors filtrée selon une courbe de transfert personnalisée qui correspond le mieux possible à la correction du défaut auditif physiologique propre du malentendant.

Dans une autre réalisation, on peut prévoir que les moyens de filtrage agissent sur le signal émis sur la ligne téléphonique et non sur le signal reçu Le signal émis sur la ligne est donc un signal dont le spectre de fréquences est modifié d'une manière personnalisée en fonction de la carte insérée dans le lecteur associé à l'appareil. Par exemple, l'abonné insère-dans-le lecteur une carte correspondant à la -correction des défauts auditifs d'un autre abonné qu'il veut appeler; les signaux de parole émis sur la ligne sont alors corrigés et l'appelé reçoit ces signaux sur un appareil téléphonique normal.

Dans une autre réalisation encore, qui peut être à l'usage des malentendants mais qui est aussi tout particulièrement appropriée à la protection de la confidentialité des conversations téléphoniques, les moyens de- filtrage peuvent agir soit sur les signaux émis sur la ligne téléphonique soit sur les signaux reçus de la ligne.Dans cette réalisation, on peut avoir deux variantes : dans une première variante, c'est à l'aide d'un commutateur manuel qu'on choisit si les moyens de filtrage doivent agir à l'émission ou à la réception; dans une deuxième variante, des moyens de filtrage à la réception agissent simultanément avec des moyens de filtrage à l'émission; la carte à puce contient alors à la fois des données personnalisées concernant une déformation à apporter aux signaux émis et des données personnalisées correspondant à une déformation à apporter aux signaux reçus. Pour la protection de la confidentialité des conversations, deux utilisateurs possèdent chacun un appareil téléphonique selon l'invention avec un lecteur de carte à puce et des moyens de filtrage commandés en fonction du contenu personnalisé de la carte.La carte de l'un des utilisateurs comporte des données permettant de déformer le signal émis selon un premier mode de déformation; et elle comporte des données permettant de reconstituer un signal reçu déformé selon un second mode. La carte de l'autre utilisateur comporte des données complémentaires de celle du premier utilisateur, permettant de reconstituer le signal reçu déformé selon le premier mode, et des donnees permettant de déformer selon le second mode le signal émis sur la ligne.

Dans cette réalisation destinée à la protection de la confidentialité des informations, on pourra prévoir si cela est plus commode pour les utilisateurs que chaque appareil téléphonique comporte deux lecteurs de cartes, une carte étant spécifiquement destinee à la déformation des signaux émis et contenant uniquement des donnees destinée à cette déformation à l'émission, et l'autre carte étant spécifiquement destinée à la reconstitution des signaux reçus et contenant uniquement des données destinées à la reconstitution à la réception. Le premier lecteur de cartes agit alors sur des moyens de filtrage des signaux émis sur la ligne, alors que le deuxième lecteur de cartes agit sur des moyens de filtrage des signaux reçus. On a ainsi l'avantage d'une séparation des informations de cryptage à l'émission et de décryptage à la reception.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture- de la description détaillée qui suit et qui est faite en reference aux dessins annexés dans lesquels:
- la figure 1 représente schématiquement un appareil téléphonique selon l'invention adapté à une utilisation par un malentendant;
- la- figure 2 représente schématiquement un appareil téléphonique selon l'invention adapté à la protection de la confidentialité des conversations téléphoniques entre deux utilisateurs.

L'appareil téléphonique schématiquement représenté comporte un microphone MC et un haut-parleur HP, généralement réunis dans ce qu'il est convenu d'appeler le combine téléphonique. I1 comporte également un amplificateur de microphone AM pour amplifier les signaux émis part le microphone, un amplificateur de haut-parleur AH pour amplifier les signaux reçus de la ligne téléphonique (représentee par deux conducteurs de ligne A et B) avant de les appliquer au haut-parleur, un séparateur de signaux SP intercalé entre la ligne téléphonique d'une part, et la sortie de l'amplificateur de microphone AM et l'entrée de l'amplificateur de haut-parleur AH d'autre part; ce séparateur assure la fonction classique d'adaptation d'impédance entre les amplificateurs et la ligne, et aussi la fonction de suppression de signal consistant à soustraire du signal present sur la ligne le signal émis, de manière que l'amplificateur de haut parleur -AH reçoive principalement le signal reçu et faiblement le signal émis localement.

Selon l'invention, on a placé entre le séparateur de signaux SP et l'amplificateur de haut-parleur AH un filtre F1 dont la courbe de transfert peut être commandée par des signaux de commande.

A titre d'exemple, le filtre F1 peut être réalisé sous forme d'un circuit à capacités commutées dont la courbe de transfert peut être ajustée à une forme désirée par choix des valeurs de capacites du circuit.

Par exemple, chaque capacité dont la valeur doit pouvoir varier pour modifier la courbe de transfert est réalise sous forme d'un groupe de capacités pouvant être connectées en parallèle les unes avec les autres à l'aide d'interrupteurs commandés. Selon l'état fermé ou ouvert des interrupteurs du groupe, la capacité globale prend une valeur déterminée parmi plusieurs valeurs possibles correspondant aux différentes combinaisons possibles de fermeture et ouverture des différents interrupteurs du groupe.

Les signaux de commande du filtre F1 agissent alors pour commander les interrupteurs des différents groupes de capacités du circuit. Le choix approprié de la valeur logique des différents signaux de commande permet d'obtenir une courbe de transfert désirée pour le filtre
F1. On peut aussi prévoir que les signaux de commande agissent sur d'autres interrupteurs permettant de mettre en cascade un nombre variable d'étages de filtrage prévus dans le circuit, ou encore d'autres interrupteurs permettant de modifier la configuration individuelle d'un ou plusieurs étages de filtrage (changement d'un état correspondant à une fonction de transfert passe-bas vers un état passe-haut ou passe-bande ou coupe-bande etc.).

Les signaux de commande sont issus d'un décodeur Dl dont l'entrée peut recevoir des données en provenance d'une carte à puce CP1 : en fonction des données fournies par la carte å puce, le décodeur D1 fournit tel ou tel ensemble de signaux de commande pour le filtre
F1, et, selon l'ensemble de signaux qui est reçu, le filtre présente une courbe de transfert ou une autre.

L'appareil téléphonique comporte un lecteur de cartes LC1 dans lequel l'utilisateur malentendant -peut insérer sa carte personnelle de malentendant. Cette carte CP1 contient des données- enregistrées permettant d'identifier une courbede transfert qu'il faut donner au filtre F1 pour corriger le spectre de fréquences du signal de conversation reçu de la ligne téléphonique avant de l'appliquer au haut-parleur HP.La courbe de transfert est bien entendu telle qu'elle améliore l'aptitude du malentendant à entendre le signal reçu de la ligne; par exemple, si la surdité partielle se traduit concrètement par une faible audition des fréquences graves et aiguës, les données enregistrées dans la carte CP1 doivent permettre de donner au filtre F1 une courbe de transfert présentant une accentuation des fréquences graves et aiguës au détriment des fréquences médianes.

Les données enregistrées dans la carte- à puce représentent donc des paramètres permettant d'identifier une forme de courbe de réponse désirée.

I1 y a plusieurs manières de réaliser cette identification.

Dans une version simplifiée, on peut prévoir que le filtre est capable de réaliser un certain nombre de courbes de réponse prédéterminées selon les signaux de commande qu'il reçoit; les différentes courbes de réponse peuvent être identifiées simplement par un numéros ce numéro est alors inscrit dans la carte et le décodeur D1 qui reçoit ce numéro en réagit en appliquant au filtre F1 un ensemble de signaux de commande programmé à l'avance.Le décodeur est constitué par exemple par un réseau logique programmable ayant autant d'entrées qu'il faut pour recevoir les données issus de la carte à puce (par exemple 8 entrées binaires pour définir 256 courbes de transfert différentes, et autant de sorties qu'il faut pour commander tous les interrupteurs nécessaires aux changements de configuration de circuit et aux changements de valeur de capacités qui permettent d'établir les 256 courbes de transfert désires.

Dans une version plus élaborée, on peut prévoir que les données inscrites dans la carte CP1 représentent plus précisement certains paramètres de la courbe de réponse, comme par exemple des valeurs de fréquence de coupure, de rapports d'amplitudes relatifs à des fréquences déterminées, de positions de maxima ou minima de transmission etc. Là encore, le décodeur D1 reçoit ces informations et en déduit les signaux de commande à appliquer au filtre. Cette deuxième manière nécessite en fait que le décodeur soit plutôt constitué par un microprocesseur capable de faire des calculs.

Les données personnalisées correspondant à une courbe de réponse désirée sont extraites de la carte par un processeur non représenté contenu dans le lecteur de cartes LC1. Les données peuvent être extraites en série ou en parallèle, l'extraction en sérié ayant l'avantage de nécessiter moins de bornes de connexion entre la carte et le lecteur mais impliquant un stockage des données extraites dans un registre non représenté, placé en amont du décodeur.

Le protocole d'échanges entre la carte à puce et le lecteur peut être quelconquei le plus souvent, on pourra prévoir que le lecteur est en permanence en attente de l'insertion d'une carte; en l'absence de carte, le filtre ne reçoit pas de signaux de commande, ou reçoit des signaux qui correspondent à une courbe de transfert destinée à une audition par une personne entendant normalement bien.

Dès qu'une carte est introduite, le processeur du lecteut de cartes va chercher les données enregistrées dans la carte et les transmet au décodeur; le décodeur agit alors sur le filtre et tant que la carte reste insérée dans le lecteur, le filtre modifie les formes d'onde du signal reçu et transmet au haut parleur du combiné un signal de spectre modifié selon lesparamètres audiométriques personnels du titulaire de la carte.

Dès que la carte est retirée du lecteur, par exemple automatiquement lorsqu'on raccroche le combiné, les signaux de commande reçus par le filtre à partir du décodeur reprennent leur valeur correspondant à une utilisation par une personne n'ayant pas de problème d'audition..

Dans une réalisation différente, on peut prévoir que le filtre est placé non pas entre le séparateur de signaux SP et-l'amplificateur de haut-parleur AH, mais entre l'amplificateur de microphone AN et le séparateur
SP. Ce filtre agit alors non pas pour modifier les signaux reçus de la ligne téléphonique avant de les appliquer au haut-parleur, mais pour modifier les signaux de parole émis par le microphone avant de les appliquer sur la ligne..On peut ainsi appeler à l'aide de cet appareil téléphonique une personne malentendante possédant un appareil de téléphone normal; on aura- au préalable inséré dans le lecteur de cartes une carte à puce contenant les données relatives à la personne malentendante appelée; le filtre réagira à ces données, par l'intermédiaire du décodeur, pour modifier les caractéristiques spectrales de la parole de l'émetteur avant de l'envoyer sur la ligne; le récepteur recevra un signal corrigé correspondant à une meilleure audition.

Dans une autre réalisation encore, non représentée, on peut prévoir que le filtre F1 peut être localisé de manière commandée soit entre le séparateur de signaux et l'ampliicateur de haut-parleur (comme à la figure 1) soit entre l'amplificateur de microphone et le séparateur; le choix s'effectue par exemple par commutation manuelle d'un interrupteur; de cette manière on peut choisir dans quel sens s'effectue le filtrage filtrage à l'émission ou filtrage à la réception.

La figure 2 représente schematiquement un appareil téléphonique correspondant à une autre application de l'invention, dans laquelle on cherche à assurer la confidentialité de conversations téléphoniques.

L'appareil est constitué essentiellement comme celui de la figure 1, mais on a rajouté entre l'amplificateur du -microphone AM et le séparateur de signaux SP un deuxième filtre F2 qui peut être commandé par un autre décodeur D2. Le decodeur D2 reçoit des données en provenance d'un deuxième lecteur de cartes
LC2.

Comme à la figure 1, le premier décodeur D1 sert à commander le filtre F1 pour lui donner une courbe de transfert de forme désirée, en fonction de données enregistrées dans une première carte à puce CP1.

Le deuxième décodeur D2 sert à commander le filtre
F2 pour lui donner une courbe de transfert de forme désirée en fonction de données enregistrées dans une deuxième carte à puce CP2.

L'appareil fonctionne donc avec deux cartes à puce dont l'une est insérée dans le premier lepteur LC1 et l'autre est insérée dans le deuxième lecteur de cartes
LC2.

La première carte CP1 comporte des données enregistrées correspondant à la reconstitution du spectre du signal de parole reçu de la ligne, le spectre de parole ayant été volontairement déformé à l'autre extrémité de la ligne par l'interlocuteur placé à cette autre extrémité, interlocuteur qui possède un appareil téléphônique identique à celui de la figure 2; la déformation du spectre est connue et la première carte à puce permet d'effectuer une déformation en sens inverse pour rétablir le signal original. La déformation du spectre est telle que les signaux de parole seraient inintelligibles s'ils passaient directement dans le haut-parleur sans filtrage. Ils sont donc également inintelligibles pour quelqu'un qui essayerait de capter les signaux émis sur la ligne téléphonique.Le filtre F1 rétablit le spectre de sorte que le signal reçu par le haut-parleur est compréhensible.

La deuxième carte à puce CP2 comporte des données enregistrées qui correspondent à la déformation du spectre de parole émis par l'utilisateur de l'appareil, de manière à envoyer sur la ligne un signal de parole suffisamment déformé pour être inintelligible. A l'autre extrémité de la ligne téléphonique l'utilisateur avec qui l'on veut converser de manière confidentielle possède une carte complémentaire permettant de rétablir le spectre initial du signal de parole émis.

Les signaux qui circulent sur la ligne dans les deux sens sont inintelligibles et seuls les- possesseurs des cartes complémentaires peuvent rétablir ces signaux.

On peut très bien prévoir que la déformation de spectre n'est pas-la même pour le signal émis à une première extrémité de la ligne et pour le signal émis à l'autre extrémité; mais bien entendu la carte contenant les données permettant de reconstituer le signal reçu à une extrémité de la ligne doit contenir des donnees complémentaires de la carte qui a servi à la déformation du signal émis à l'autre bout-de la ligne.

Dans une variante de réal-isation-non représentée il n'y a pas deux lecteurs de cartes à puces mais un seul, chaque carte comprend à la fois les informations -de déformation de signal émis et de reconstitution de signal 'reçu; la seule différence est que le lecteur de cartes à puces unique doit être capable d'établir, à partir de son processeur, un protocole de recherche successive des informations enregistrées correspondant d'une part à la déformation du signal émis et d'autre part à la reconstitution du signal reçu. Ceci ne pose pas de difficulté particulière; il suffit que les informations soient rangées dans des zones de mémoire distinctes que le processeur saura identifier.

L'invention est encore applicable à d'autres circonstances parmi lesquellles on peut citer l'écoute simple de parole ou musique issue d'un appareil de radio, de télévision ou tout autre appareil acoustique.

Enfin, on peut imaginer que les données personalisées dans la carte se rapporte non pas à la physiologie personnelle mais à des circonstances personalisées: la carte pourrait être insérée dans le lecteur chaque fois qu'on se trouverait dans un type de situation déterminée, par exemple dans un environnement bruyant dont on voudrait neutraliser ou limiter les effets.

Les domaines d'aplications de l'invention comprennent bien entendu les moyens de communication hertzienne et pas seulement par lignes téléphoniques.

Claims (5)

REVENDICATIONS

1. Appareil acoustique caractérisé en ce qu'il est pourvu de moyens de filtrage de signal (F1, F2) et pourvu d'un lecteur de- cartes à puce (LCl, LC2)-, le lecteur étant apte à transmettre d'une carte à puce (CP1, CP2) vers les moyens de filtrage des données électriques personnalisées permettant une commande personnalisée des moyens de filtrage pour établir un signal électrique filtré'selon une fonction de transfert prédéterminée correspondant à une déformation désirée des signaux acoustiques.

2. Appareil téléphonique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de filtrage (F1) sont placés entre une ligne téléphonique et un haut-parleur (HP) et agissent sur le signal reçu de la ligne téléphonique de sorte que le haut-parleur reçoit un signal filtré d'une maniere personnalisée en fonction des données personnalisées de la carte à puce insérée dans le-lecteur.

3. Appareil téléphonique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de filtrage sont placés entre un microphone et une ligne téléphonique et agissent sur le signal- émis sur la ligne téléphonique de sorte qu'un signal filtré d'une manière personnalisée, en fonction des données enregistrées dans la carte à puce, est émis sur la ligne.

4. Appareil téléphonique selon la revendication 1, caractérisé en ce que des premiers moyens de filtrage (F1) sont placés entre la ligne téléphonique et un haut-parleur (HP) et des seconds moyens de filtrage (F2) sont ~placés entre un microphone (MC) et la ligne téléphonique, des données étant fournies par la carte à puce d'une part pour modifier d'une manière personnalisée le signal émis sur la ligne et d'autre part pour modifier d'une manière personnalisée le signal reçu de la ligne.

5. Appareil téléphonique selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte deux lecteurs de carte à puce (LC1, LC2), le premier (LC1) destiné à recevoir une carte à puce (CP1) contenant des données de filtrage personnalisé des signaux reçus de la ligne téléphonique, le deuxième (LC2) destiné à recevoir une carte à puce (CP2) contenant des données de filtrage personnalisé des signaux avant émission sur la ligne téléphonique, le premier -lecteur étant couplé aux premiers moyens de filtrage et le deuxième étant couplé aux deuxièmes moyens de filtrage.