FR2859040A1 - Procede et dispositif de traitement d'une composante issue d'un signal acoustique genere par le rejet d'un melange gazeux dans un milieu liquide - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne un procédé de traitement d'un signal électrique par un dispositif de communication, au moins une partie du dispositif de communication comprenant au moins un microphone générant le signal électrique étant située dans un milieu liquide, un plongeur dans le milieu liquide étant à proximité du microphone, le plongeur rejetant un mélange gazeux dans le milieu liquide, caractérisé en ce que le procédé comporte les étapes de détermination dans le signal électrique de la présence ou l'absence d'au moins une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide, génération d'un signal adapté à la présence ou l'absence dans le signal électrique de la composante générée par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide et de transfert du signal adapté à un correspondant. L'invention concerne aussi le dispositif de traitement associé.

Description

La présente invention concerne un procédé et un dispositif de traitement
d'une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet d'un mélange gazeux dans un milieu liquide.
Plus précisément, l'invention concerne un procédé et un dispositif de traitement d'un signal vocal émis par un plongeur muni d'un équipement de plongée et rejetant un mélange gazeux dans le liquide dans lequel il se trouve. L'invention concerne aussi un procédé et un dispositif de contrôle de plongeur évoluant dans un milieu liquide.
Sont connus les systèmes de communication à base d'ultrasons qui permettent à un plongeur de communiquer avec d'autres plongeurs ou des personnes à la surface du milieu aquatique.
Dans ces systèmes, un émetteur/récepteur d'ultrasons est intégré dans le casque du plongeur ou dans l'embout buccal du détendeur de plongée. L'embout buccal comporte des éléments adaptés pour transfonner les vibrations mécaniques en signaux électriques et inversement.
L'embout buccal est agencé, d'une part, pour avoir une interface en contact avec les dents du plongeur en vue de la transmission à l'oreille, par voie osseuse, des vibrations mécaniques traduisant les signaux électriques reçus et, d'autre part, pour recevoir les phonèmes prononcés par le plongeur en vue de leur transformation en signaux électriques.
Plus récemment, a été développé un système de communication bidirectionnelle GSM entre un plongeur évoluant sous l'eau et une personne en surface équipée d'un simple téléphone mobile GSM se trouvant sur un bateau ou une plate-forme, la côte voisine ou à des milliers de kilomètres du plongeur.
GSM est l'abréviation des termes anglo-saxons Global System for Mobile communication.
Dans ce système de communication, un utilisateur se trouvant à la surface du milieu aquatique, sous la couverture d'un réseau GSM, établit une communication sans fil avec une bouée interface GSM/plongeur ancrée sur la zone d'évolution des plongeurs. Cette bouée interface assure une liaison bidirectionnelle avec une station dite station sous-marine. La station sous-marine est constituée d'un boîtier électronique relié à un embout buccal tel que l'embout buccal précédemment décrit et monté sur un ensemble bouteille-détendeur.
Lorsque le plongeur reçoit un appel, la station sous-marine génère un signal lumineux et/ou un signal sonore pour attirer l'attention du plongeur. Celui-ci, après avoir échangé son embout buccal avec l'embout buccal de la station sous-marine, actionne une commande pour prendre la communication. La conversion peut alors commencer.
Pour envoyer un appel téléphonique, le plongeur compose le numéro de téléphone de son correspondant à l'aide d'un dispositif de numérotation inclus dans le boîtier électronique de la station sous-marine.
Lors de l'utilisation d'un tel système, il s'est avéré que la qualité du signal vocal généré par le plongeur était perturbée par des nuisances sonores extérieures.
La nuisance la plus importante est créée par le plongeur lui-même lorsque l'air qu'il expire est rejeté dans le milieu liquide dans lequel il se trouve.
Cet air expiré, par les bulles qu'il crée dans le milieu liquide, génère un bruit audible par le correspondant distant et pénalise à la fois l'intelligibilité du signal sonore restitué et le confort de la réception de ce signal sonore.
Ce problème est d'autant plus important lorsque deux plongeurs sont en communication avec un tel système.
Un autre problème à la base de la présente invention est de proposer un système de sécurisation de la plongée sous-marine permettant de contrôler l'existence d'au moins une composante issue d'un signal acoustique généré par un rejet de mélange gazeux dans un milieu aquatique.
L'invention vise à résoudre les problèmes de l'art antérieur en proposant un procédé de traitement d'un signal électrique par un dispositif de communication, au moins une partie du dispositif de communication comprenant au moins un microphone générant le signal électrique étant située dans un milieu liquide, un plongeur dans le milieu liquide étant à proximité du microphone, le plongeur rejetant un mélange gazeux dans le milieu liquide, caractérisé en ce que le procédé comporte les étapes de détermination dans le signal électrique de la présence ou l'absence d'une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide, de génération d'un signal adapté à la présence ou l'absence dans le signal électrique de la composante générée par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide et de transfert du signal adapté à un correspondant.
Corrélativement, l'invention propose un dispositif de traitement d'un signal électrique, au moins une partie du dispositif de traitement comprenant au moins un microphone générant le signal électrique étant située dans un milieu liquide, un plongeur dans le milieu liquide étant à proximité du microphone, le plongeur rejetant un mélange gazeux dans le milieu liquide, caractérisé en ce que le dispositif comporte des moyens de détermination dans le signal électrique de la présence ou l'absence d'une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide, des moyens de génération d'un signal adapté à la présence ou l'absence dans le signal électrique de la composante générée par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide et des moyens de transfert du signal adapté à un correspondant.
Ainsi, il est possible de détecter, dans un signal reproduit par un microphone, le bruit généré par le rejet d'un mélange gazeux dans le milieu liquide.
Plus précisément, le signal adapté est formé à partir du signal électrique dans lequel la composante issue du signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide est supprimée.
Ainsi, lorsque le plongeur est en communication avec un correspondant, la communication n'est plus perturbée par le bruit généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide. La communication téléphonique est beaucoup plus claire et ne perturbe pas le correspondant.
Avantageusement, la composante issue du signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide est remplacée par un bruit dit de confort.
En effet, lors d'une conversation téléphonique avec un correspondant, la suppression du bruit généré par les bulles lors de silences dans la conversation peut gêner le correspondant qui entend un bruit de bulles lors de phases actives de la conversation. Ce brusque arrêt a pour effet de perturber le correspondant. Le remplacement de la composante issue du signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide par un bruit dit de confort réduit alors cet effet indésirable.
Plus précisément, on détermine sur une pluralité de signaux électriques dans une phase dite d'apprentissage au moins une caractéristique de la composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide.
La phase d'apprentissage permet ainsi de déterminer de manière précise la ou les caractéristiques de la composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide. De plus, l'utilisation d'une pluralité de signaux électriques permet de déterminer des caractéristiques générales non liées à une situation particulière telle que par exemple le rythme de rejet du mélange gazeux dans le liquide d'un plongeur, les particularités de la voix d'un plongeur.
Avantageusement, des caractéristiques fréquentielles et/ou temporelles ainsi que des paramètres statistiques de la composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide sont déterminés pendant la phase d'apprentissage.
Ainsi, connaissant toutes ces informations, la détermination de la présence ou l'absence dans le signal électrique de la composante générée par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide sera plus précise.
L'utilisation de paramètres statistiques permet à l'invention d'être efficace pour un grand nombre de plongeurs.
Plus précisément, lors de la détermination des caractéristiques fréquentielles et/ou temporelles, on échantillonne et on numérise le signal électrique du microphone pour former des échantillons, on subdivise le signal en blocs d'échantillons de taille prédéterminée et pour chaque bloc d'échantillons: on pondère les échantillons avec une fenêtre de Hamming, on détermine les résidus de filtrage de prédiction linéaire à partir des échantillons pondérés, on transforme les résidus de filtrage de prédiction linéaire dans le domaine fréquentiel, on détermine une mesure spectrale de planéité sur les résidus de filtrage de prédiction linéaire transformés et on forme un vecteur Qi pour chaque signal électrique comprenant au moins les mesures spectrales de planéité déterminées de chaque bloc d'échantillons.
Plus précisément, les caractéristiques fréquentielles et/ou temporelles et les paramètres statistiques font partie du groupe de la valeur moyenne o des vecteurs S2i, de la variance Gog des vecteurs S2i, de la valeur moyenne i de la durée de la présence de la composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide, de l'écart type 6t de la durée de la présence de la composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide, de la valeur moyenne To de la durée séparant deux composantes issues de deux signaux acoustiques générés par deux rejets consécutifs de mélange gazeux dans le milieu liquide, de l'écart type GR) de la durée séparant deux composantes issues de deux signaux acoustiques générés par deux rejets consécutifs de mélange gazeux dans le milieu liquide.
Plus précisément, le signal adapté est un message de notification de la présence ou l'absence d'un ou plusieurs rejets de mélange gazeux dans le milieu liquide.
Ainsi, la détermination de la présence ou l'absence d'au moins une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange permet de déterminer si le plongeur rejète ou non un mélange gazeux dans le milieu liquide. L'invention permet alors de réaliser un système de surveillance de plongeurs lorsqu'ils évoluent dans un milieu liquide.
Plus précisément, le signal est transféré sous la forme d'un message visuel et/ou d'un message sonore et/ou de l'établissement d'une communication téléphonique à un correspondant.
Ainsi, si un plongeur évolue parmi un groupe de plongeurs, ceux-ci sont avertis dans les plus brefs délais d'une défaillance de son système de fourniture de mélange gazeux et peuvent ainsi porter assistance au plongeur en difficulté.
Si par contre, le plongeur effectue une plongée en solitaire, un appel téléphonique à destination d'un correspondant, par exemple placé sur un bateau ou une plate-forme à proximité du lieu de plongée, permet au correspondant d'être averti de la défaillance du système de fourniture de mélange gazeux du plongeur immergé et ainsi de prendre toutes les mesures nécessaires pour porter assistance au plongeur en difficulté.
Plus précisément, on détetiuine dans le signal électrique la présence ou l'absence de composantes issues d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide, en échantillonnant et numérisant le signal électrique pour former des échantillons, en subdivisant le signal en blocs d'échantillons de taille prédéterminée, en déterminant pour chaque bloc d'échantillons la présence d'au moins une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide, en déterminant, dans un ensemble de blocs d'échantillons, le nombre de blocs d'échantillons comprenant une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide et en comparant le nombre de blocs d'échantillons comprenant une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide à un nombre prédéterminé.
Ainsi, en effectuant une détermination sur un ensemble de blocs d'échantillons, la détermination est fiable et réduit donc le nombre d'alertes intempestives.
Selon un autre aspect de l'invention, la détermination dans le signal électrique de la présence ou l'absence d'une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide est effectuée en déterminant la périodicité du rejet de mélange gazeux dans le milieu liquide.
Plus précisément, la détermination de la périodicité du rejet de mélange gazeux dans le milieu liquide est effectuée si le nombre de blocs d'échantillons comprenant une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide dans un ensemble de blocs d'échantillons est supérieur ou égal au nombre prédéterminé.
Ainsi, le fait d'effectuer deux déterminations successives à partir de paramètres différents permet d'éviter tout risque d'alerte intempestive.
Plus précisément, le signal électrique est décomposé en blocs d'échantillons et on détermine dans chaque bloc d'échantillons la présence ou l'absence d'au moins une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide, on génère un signal adapté et formé à partir du signal électrique dans lequel la ou chaque composante issue du signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide est supprimée et on génère un signal adapté de notification de la présence ou l'absence d'un ou plusieurs rejets de mélange gazeux dans le milieu liquide à partir d'une détermination de la présence ou l'absence d'au moins une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide dans un ensemble de blocs d'échantillons du signal électrique.
Ainsi, deux traitements sont effectués sur le signal électrique. En décomposant le signal électrique en blocs et en effectuant un premier traitement sur chaque bloc d'échantillons, il est possible de corriger le signal du bruit généré par les bulles lors d'une communication avec un correspondant et cela en temps réel. En utilisant les informations obtenues lors du premier traitement et en effectuant un traitement sur un ensemble de ces mêmes blocs d'échantillons, il est possible de déterminer de façon fiable le bon fonctionnement du dispositif de fourniture de mélange gazeux d'un plongeur.
L'invention concerne aussi le programme d'ordinateur stocké sur un support d'informations, ledit programme comportant des instructions permettant de mettre en oeuvre le procédé précédemment décrit, lorsqu'il est chargé et exécuté par un système informatique.
Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ainsi que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: la Fig. 1 représente le dispositif de communication mettant en oeuvre l'invention; la Fig. 2 représente un algorithme de classification de signaux électriques et de détermination de paramètres associés à une classe de signaux électriques lors d'une phase d'apprentissage selon un premier mode de réalisation de l'invention; la Fig. 3 représente un algorithme de détermination de la présence dans une partie d'un signal électrique d'une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet d'un mélange gazeux dans le milieu liquide et de traitement de celle-ci selon le premier mode de réalisation de l'invention; la Fig. 4 représente un algorithme de détermination de la présence dans le signal électrique d'une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet d'un mélange gazeux dans le milieu liquide selon le premier mode de réalisation de l'invention.
La Fig. 1 représente le dispositif de communication mettant en oeuvre l'invention.
Le dispositif de communication 10 est par exemple un combiné téléphonique comportant un processeur 13 relié à une mémoire 14, un moyen d'affichage 18, un clavier 19, une interface 15 elle-même reliée à une antenne 21 ainsi qu'à un transducteur 16 et un microphone 17. La mémoire 14 mémorise les programmes mettant en oeuvre le procédé selon l'invention qui sera décrit en détail ultérieurement.
Le processeur 13 exécute les instructions des programmes correspondant aux algorithmes décrits ultérieurement en regard des Figs. 2, 3 et 4. Le processeur 13 contrôle l'interface 15, le moyen d'affichage 18, le clavier 19, le transducteur 16 et le microphone 17. Le processeur 13 détermine dans le signal électrique produit par le microphone 17 la présence ou l'absence d'une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide et transfère au moins un signal à destination d'un correspondant, le signal étant représentatif de la présence ou l'absence dans le signal électrique de la composante générée par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide.
Le dispositif de communication 10 est constitué de deux parties notées 11 et 12 en Fig. 1. La partie 11 est la partie immergée du dispositif de communication 10 et constitue la station dite station sous-marine 11.
La partie 12 est la partie en surface du dispositif de communication et est incluse dans une bouée assurant l'interface GSM/plongeur ancrée sur la zone d'évolution des plongeurs. Cette bouée interface assure une liaison bidirectionnelle avec la station sous-marine 11.
Il est à remarquer que le processeur 13 ainsi que la mémoire 14 peuvent aussi en variante être inclus dans la station sous-marine 11.
Selon une première variante de réalisation, la station sous-marine 11 est située dans la zone d'évolution du ou des plongeurs. Lorsqu'un plongeur reçoit un appel, la station sous-marine génère un signal lumineux par l'intermédiaire du moyen d'affichage 18 et/ou un signal sonore pour attirer l'attention du plongeur. Celui-ci, après avoir échangé son embout buccal avec l'embout buccal de la station sous-marine, actionne une commande pour prendre la communication. La conversion peut alors commencer.
La station sous-marine 11 est divisée en deux parties, une première partie comprenant le microphone 17 et le transducteur 16 comprise dans un embout buccal, une seconde partie dans un boîtier comprenant le moyen d'affichage 18 ainsi que le clavier 19, voire le processeur 13 et la mémoire 14.
Pour envoyer un appel téléphonique, le plongeur compose le numéro de téléphone de son correspondant à l'aide du clavier 19 inclus dans le boîtier de la station sous-marine 11.
Selon une seconde variante de réalisation, la station sous-marine est associée à l'équipement du plongeur. La station sous-marine 11 est divisée en deux parties, une première partie comprenant le microphone 17 et le transducteur 16 comprise dans l'embout buccal du plongeur, une seconde partie comprenant le moyen d'affichage 18, le clavier 19, voire le processeur 13 et la mémoire 14, comprise dans un boîtier associé à la combinaison du plongeur par exemple.
Le transducteur 16 est par exemple un émetteur d'ultrasons intégré dans l'embout buccal du détendeur de plongée et est agencé pour avoir une interface en contact avec les dents du plongeur en vue de la transmission à l'oreille par voie osseuse des vibrations mécaniques traduisant les signaux électriques reçus. Selon une variante de réalisation, le transducteur 16 est un haut-parleur placé dans le casque du plongeur.
Le microphone 17 est intégré dans l'embout buccal du détendeur de plongée et est agencé pour recevoir les phonèmes prononcés par le plongeur en vue de leur transformation en signaux électriques.
Selon la première variante de réalisation, le moyen d'affichage 18 est par exemple constitué d'un indicateur lumineux de réception d'un appel téléphonique. Le moyen d'affichage 18 peut aussi être constitué d'un indicateur d'alerte de dysfonctionnement du système de fourniture de mélange gazeux d'un plongeur.
Selon la seconde variante de réalisation, le moyen d'affichage 18 comporte aussi un écran.
Le clavier 19 est un clavier classique étanche permettant la composition d'un numéro de téléphone, ou l'acceptation d'une communication.
Selon une troisième variante, le combiné téléphonique 10 comporte un circuit de traitement 20 apte à déterminer dans le signal électrique issu du microphone 17 la présence ou l'absence d'au moins une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide. Dans cette variante, les algorithmes décrits ultérieurement en référence aux Figs. 2 à 4 sont réalisés par le circuit de traitement 20 à la place du processeur 13.
L'interface 15 comporte les éléments nécessaires pour une liaison bidirectionnelle par l'intermédiaire de l'antenne 21 avec un correspondant distant selon la norme GSM.
Bien entendu, d'autres types de communications sans fil peuvent aussi être utilisés selon l'invention. Ceux-ci sont par exemple et de manière non limitative, les réseaux UMTS acronyme de Universal Mobile Telecommunication System, PCS 1900, acronyme de Personal Communication Services ou PDC, acronyme de Personal Digital Cellular , ou des réseaux de télécommunication par satellite tels que le système Inmarsat.
La Fig. 2 représente un algorithme de classification de signaux électriques et de détermination de paramètres associés à une classe de signaux électriques lors d'une phase d'apprentissage selon un premier mode de réalisation de l'invention.
Au lancement de l'application, le processeur 13 lit à partir de la mémoire 14, les instructions du programme correspondant aux étapes E200 à E217 de la Fig. 2 et les charge en mémoire vive non représentée pour les exécuter.
Cet algorithme peut aussi être réalisé avec un dispositif autre que le dispositif de communication 10. Par exemple, cet algorithme peut être effectué sur un ordinateur. L'ordinateur reçoit le signal du microphone 17 ou traite des signaux mémorisés lors de précédentes plongées.
Cet algorithme décrit une phase d'apprentissage du système selon l'invention. On affecte une classe à chaque signal électrique devant être analysé, par exemple en indiquant si le signal comporte ou non une composante issue d'un signal acoustique 2859040 lo généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide, et l'on procède ensuite à une analyse de ce signal afin de déterminer les caractéristiques fréquentielles, la durée d'un rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide et la périodicité de celui-ci.
Bien entendu, un nombre important de signaux électriques doivent être traités de manière à rendre la phase d'apprentissage optimale.
Préférentiellement, les signaux électriques sont produits par différentes personnes et dans différentes situations.
Le signal électrique issu du microphone 17 est converti en un signal numérique et est échantillonné à l'étape E200 par le processeur 13 à une fréquence d'échantillonnage de 8KHz.
A l'étape E201, le processeur 13 subdivise le signal échantillonné en blocs d'échantillons représentatifs d'une durée du signal de 32 millisecondes (ms), soit 256 échantillons par bloc.
Cette opération effectuée, le processeur 13 passe ensuite à l'étape suivante E202. A cette étape, le processeur 13 pondère les échantillons du bloc en cours de traitement avec une fenêtre de Hamming de manière à privilégier les échantillons placés en milieu de bloc dans l'analyse.
La pondération effectuée, le processeur 13 passe ensuite à l'étape E203 qui consiste à déterminer des coefficients de prédiction linéaire sur le bloc pondéré en cours de traitement. La détermination des coefficients est par exemple effectuée selon un algorithme de type Levinson. D'autres algorithmes tels que les algorithmes de Le Roux-Gueguen ou de Schur peuvent aussi être utilisés si l'on désire une implémentation optimisée à l'aide d'un processeur à virgule flottante. Il est à remarquer que dans un mode préféré, huit coefficients sont déterminés.
L'algorithme de Leroux-Gueguen est décrit dans la publication de J. Le Roux et C. Gueguen A fixed point computation of partial correlation coefficients dans la revue IEEE Trans., ASSP-25 de Juin 1997, pages 257 à 259.
L'algorithme de Schur est décrit dans la publication de 1917 de J Schur Über Potenzreihen, die im Innern des Einheitskreises beschrànkt sind , für die Reine und Angewandte Mathem, V417, pages 257 à 259.
Cette opération réalisée, le processeur 13 détermine ensuite à l'étape suivante E204 les résidus de filtrage de prédiction linéaire pour chaque échantillon d'un bloc précédemment pondéré.
Le processeur 13 calcule ensuite à l'étape E205 la transformée de Fourier discrète des résidus précédemment calculés. Cette transformée de Fourier discrète est une transformée de Fourier rapide sur 256 échantillons (en terminologie anglo-saxonne Fast Fourier Transform). A la même étape, le processeur 13 supprime les composantes fréquentielles qui sont en dehors de la bande de fréquence 300Hz-3400Hz.
Ces opérations effectuées, le processeur 13 passe ensuite à l'étape E206 et calcule à cette étape la SFM des coefficients obtenus précédemment à l'étape E205. SFM est l'acronyme de Spectral Flatness Measure ou mesure spectrale de planéité.
La mesure spectrale de planéité est un rapport exprimé en décibels entre la moyenne géométrique et la moyenne arithmétique des coefficients obtenus précédemment à l'étape E205.
La SFM calculée, le processeur 13 passe à l'étape suivante E207 qui consiste à mémoriser la SFM calculée dans la mémoire 14.
Cette opération effectuée, le processeur 13 passe ensuite à l'étape suivante E208 qui consiste à vérifier si la totalité du signal à analyser a été traitée. Si la totalité du signal du signal a été traitée, le processeur 13 passe à l'étape suivante E209. Si la totalité du signal n'a pas été traitée, le processeur 13 retourne à l'étape E201 précédemment décrite et forme un bloc suivant d'échantillons. II est à remarquer que deux blocs consécutifs se superposent sur la moitié de la durée. Le processeur 13 réitère les étapes E201 à E208 tant que la totalité du signal à analyser n'a pas été traitée.
A l'étape E209, le processeur 13 forme un vecteur 51, avec i représentatif de l'indice du signal analysé. Le vecteur Shi est constitué des différentes SFM de chaque bloc du signal traité et mémorisées à l'étape E207.
A l'étape E210, le processeur 13 détermine si d'autres signaux sont à analyser. Cette détermination est par exemple effectuée par une interrogation de l'utilisateur du dispositif de communication 10. Si l'utilisateur du dispositif de communication 10 décide de continuer l'apprentissage, le processeur 13 retourne à l'étape E200 et réitère les étapes E200 à E210 de la même façon que celle précédemment décrite et détermine ainsi la SFM du nouveau signal.
Il est bien entendu que plus le nombre de signaux d'apprentissage sera élevé, plus le traitement sera efficace par la suite. Différents individus en plongée peuvent être utilisés pour cela et dans différentes situations.
Lorsque tous les signaux ont été analysés, le processeur 13 passe ensuiteà l'étape E211.
A cette étape, le processeur 13 lit en mémoire 14 les différents vecteurs S2i précédemment mémorisés à l'étape E209.
Ensuite, à l'étape E212, le processeur 13 détermine la valeur moyenne o des différents vecteurs S2i.
A l'étape suivante E213, le processeur 13 détermine la variance Go' des différents vecteurs S2i.
A l'étape suivante E214, le processeur 13 détermine la valeur moyenne i de la durée de la présence de la composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide.
A l'étape suivante E215, le processeur 13 détermine l'écart type 6t de la durée de la présence de la composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide.
A l'étape suivante E216, le processeur 13 détermine la valeur moyenne T0 de la durée séparant deux composantes issues de deux signaux acoustiques générés par deux rejets consécutifs de mélange gazeux dans le milieu liquide.
Enfin, à l'étape suivante E217, le processeur 13 détermine l'écart type 6T0 de la durée séparant deux composantes issues de deux signaux acoustiques générés par deux rejets consécutifs de mélange gazeux dans le milieu liquide.
Ces opérations effectuées, le processeur 13 a ainsi déterminé des informations représentatives de la valeur moyenne, de la variance, de la durée, de la périodicité et de la signature spectrale d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide. Ces informations vont permettre, comme cela sera explicité par la suite, de déterminer lors d'une plongée la présence ou l'absence dans le signal électrique reproduit par le microphone 17 d'une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet d'un mélange gazeux dans le milieu liquide et de transférer au moins un signal, à destination d'un correspondant, représentatif de la présence ou l'absence dans le signal électrique de la composante générée par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide.
Ces paramètres sont alors mémorisés dans la mémoire 14 du dispositif de communication 10.
La Fig. 3 représente un algorithme de détermination de la présence dans une partie d'un signal électrique d'une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet d'un mélange gazeux dans le milieu liquide et de traitement de celle-ci selon le premier mode de réalisation de l'invention.
Au lancement de l'application, le processeur 13 lit à partir de la mémoire 14, les instructions du programme correspondant aux étapes E300 à E309 de la Fig. 3 et les charge en mémoire vive non représentée pour les exécuter.
Selon cet algorithme, le processeur 13 détermine, pour chaque bloc du signal électrique délivré par le microphone 17 lorsque le plongeur est en cours de conversation avec un correspondant distant, si le bloc comprend une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet d'un mélange gazeux dans le milieu liquide. Selon ce même algorithme, le processeur 13 traite chaque bloc en fonction de la détermination.
I1 est à remarquer que l'algorithme tel que décrit est effectué par le processeur 13 lorsque le plongeur est en communication téléphonique avec un correspondant distant ou en permanence lors d'une plongée.
Le signal électrique issu du microphone 17 est converti en un signal numérique et échantillonné à l'étape E300 par le processeur 13 à une fréquence d'échantillonnage de 8KHz.
A l'étape E301, le processeur 13 subdivise le signal échantillonné en blocs d'échantillons représentatifs d'une durée du signal de 32 ms, soit 256 échantillons par bloc.
Cette opération effectuée, le processeur 13 passe ensuite à l'étape suivante E302. A cette étape, le processeur 13 pondère les échantillons du bloc en cours de traitement avec une fenêtre de Hamming.
La pondération effectuée, le processeur 13 passe ensuite à l'étape E303 qui consiste à déterminer des coefficients de prédiction linéaire sur le bloc pondéré en cours de traitement de la même manière que celle réalisée à l'étape E203 de la Fig. 2.
Cette opération réalisée, le processeur 13 détermine ensuite à l'étape suivante E304 les résidus de filtrage de prédiction linéaire pour chaque échantillon d'un bloc précédemment pondéré.
Le processeur 13 calcule ensuite à l'étape E305 la transformée de Fourier discrète des résidus précédemment calculés de la même manière que celle réalisée à l'étape E205 de la Fig. 2. A la même étape, le processeur 13 supprime les composantes fréquentielles qui sont en dehors de la bande de fréquence 300Hz-3400Hz.
Ces opérations effectuées, le processeur 13 passe ensuite à l'étape E306 et calcule à cette étape la SFM des coefficients obtenus précédemment à l'étape E305.
Cette opération effectuée, le processeur 13 calcule, à l'étape E307, la distance d en valeur absolue entre la SFM précédemment calculée et la valeur moyenne 1.L0 calculée précédemment à l'étape E212 de l'algorithme de la Fig. 2.
Le processeur 13 passe ensuite à l'étape E308 et vérifie si la distance d précédemment calculée est supérieure à un seuil prédéterminé. Ce seuil est fonction de la variance 602 des différents vecteurs Qi calculée précédemment à l'étape E213 de l'algorithme de la Fig. 2.
Plus précisément, le seuil est égal à : Seuil= 1,92 * -\ 10-02 Ainsi, il est décidé que si la SFM du bloc en cours de traitement appartient à l'intervalle de confiance à 95 % de la loi normale, le bloc est considéré comme comprenant une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide. Dans ce cas, la distance d n'est pas strictement supérieure au seuil prédéterminé, le processeur 13 passe à l'étape suivante E309.
Si par contre, la distance d est strictement supérieure au seuil prédéterminé, le processeur 13 retourne à l'étape E300 précédemment décrite et traite un nouveau bloc. Le processeur 13 effectue alors les étapes E300 à E309 de la même manière que celle décrite précédemment. Il est à remarquer que deux blocs consécutifs se superposent sur la moitié de la durée. Le processeur 13 transfère alors les échantillons du bloc traité pour une transmission de ceux-ci vers le correspondant par l'intermédiaire de l'interface 15, de l'antenne 21 et du réseau de télécommunication GSM.
Lorsque le bloc comprend une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide, le processeur 13 traite ce bloc à l'étape E309.
Le traitement à cette étape consiste par exemple en un effacement des échantillons du bloc, la nuisance générée par le bruit des bulles générées par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide est alors supprimée.
En variante, le bruit des bulles générées par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide est remplacé par un bruit dit de confort.
Selon une autre variante, le processeur 13 extrait la composante fréquentielle du bruit des bulles générées par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide et transfère les échantillons du bloc traité pour une transmission de ceux-ci vers le correspondant par l'intermédiaire de l'interface 15, de l'antenne 21 et du réseau de télécommunication GSM.
Cette opération effectuée, le processeur 13 retourne à l'étape E300 précédemment décrite et traite un nouveau bloc. Le processeur 13 effectue alors les étapes E300 à E309 de la même manière que celle décrite précédemment. Il est aussi à remarquer que deux blocs consécutifs se superposent sur la moitié de la durée.
Ainsi, un signal représentatif de la présence ou l'absence dans le signal électrique de la composante générée par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide a été transféré. Les blocs d'échantillons ne comprenant pas de composante générée par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide sont transférés sans modification des échantillons formant le bloc. Les blocs d'échantillons comprenant une composante générée par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide sont transférés après un traitement des échantillons formant le bloc représentatif de la présence dans le signal électrique de la composante générée par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide.
La Fig. 4 représente un algorithme de détermination de la présence dans le signal électrique d'une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet d'un mélange gazeux dans le milieu liquide selon le premier mode de réalisation de l'invention.
Au lancement de l'application, le processeur 13 lit à partir de la mémoire 14, les instructions du programme correspondant aux étapes E400 à E423 de la Fig. 4 et les charge en mémoire vive non représentée pour les exécuter.
Selon cet algorithme, le processeur 13 détermine, lorsque le plongeur est immergé, si le plongeur respire correctement ou pas. Ceci est effectué en déterminant si, dans le signal reproduit par le microphone 17, une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet d'un mélange gazeux dans le milieu liquide existe.
Cette analyse est effectuée sur des périodes de l'ordre de 500ms à 1 seconde.
Il est à remarquer que l'algorithme tel que décrit peut être effectué périodiquement, par exemple toutes les trente secondes ou en permanence ou par décision d'un opérateur distant.
Cet algorithme est effectué par le processeur 13 en parallèle de l'algorithme tel que décrit en référence à la Fig. 3 ou indépendamment de cet algorithme.
A l'étape E400, le processeur 13 détermine le nombre K d'itérations de la boucle constituée des étapes E402 à E411 devant être effectuées pour obtenir un nombre de mesures suffisamment fiable pour déterminer si le plongeur respire correctement ou pas.
Ce nombre K est fonction de la fréquence d'échantillonnage Fe du signal produit par le microphone 17, de la valeur moyenne i de la durée de la présence de la composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide et calculée à l'étape E214 de l'algorithme de la Fig. 2, et du nombre N d'échantillons compris dans un bloc pondéré par un facteur d'un demi représentatif du chevauchement des échantillons entre deux blocs consécutifs.
Ainsi K= Fei/(N/2).
Bien entendu, le nombre K peut aussi être déterminé en fonction d'autres paramètres tels que la taille de la mémoire 14 du dispositif de communication 10, ou du temps de réponse souhaité pour la détermination.
Cette opération effectuée, le processeur 13 passe à l'étape E401 qui consiste à mettre la variable NO à zéro. Cette variable NO, comme nous le verrons par la suite, est utilisée pour déterminer le nombre de blocs qui comportent une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet d'un mélange gazeux dans le milieu liquide.
Ensuite, le signal électrique issu du microphone 17 est converti en un signal numérique et échantillonné à l'étape E402 par le processeur 13 à une fréquence d'échantillonnage de 8KHz.
A l'étape E403, le processeur 13 subdivise le signal échantillonné en blocs d'échantillons représentatifs d'une durée du signal de 32 ms, soit 256 échantillons par bloc.
Cette opération effectuée, le processeur 13 passe ensuite à l'étape suivante E404. A cette étape, le processeur 13 pondère les échantillons du bloc en cours de traitement avec une fenêtre de Hamming.
La pondération effectuée, le processeur 13 passe ensuite à l'étape E405 qui consiste à déterminer des coefficients de prédiction linéaire sur le bloc pondéré en cours de traitement de la même manière que celle réalisée à l'étape E203 de la Fig. 2.
Cette opération réalisée, le processeur 13 détermine ensuite à l'étape suivante E406 les résidus de filtrage de prédiction linéaire pour chaque échantillon d'un bloc précédemment pondéré.
Le processeur 13 calcule ensuite à l'étape E407 la transformée de Fourier discrète des résidus précédemment calculés de la même manière que celle réalisée à l'étape E205 de la Fig. 2. A la même étape, le processeur 13 supprime les composantes fréquentielles qui sont en dehors de la bande de fréquence 300Hz-3400Hz.
Ces opérations effectuées, le processeur 13 passe ensuite à l'étape E408 et calcule à cette étape la SFM des coefficients obtenus précédemment à l'étape E407.
Cette opération effectuée, le processeur 13 calcule, à l'étape E409, la distance d en valeur absolue entre la SFM précédemment calculée et la valeur moyenne 1,i0 calculée précédemment à l'étape E212 de l'algorithme de la Fig. 2.
Le processeur 13 passe ensuite à l'étape E410 et vérifie si la distance d précédemment calculée est supérieure à un seuil prédéterminé. Ce seuil est identique à celui décrit en référence à l'étape E308 de la Fig. 3.
Si la distance d est strictement supérieure au seuil prédéterminé, le processeur 13 passe à l'étape E412.
Si la distance d n'est pas strictement supérieure au seuil prédéterminé, le processeur 13 passe à l'étape suivante E411 et incrémente la variable NO d'une unité. En effet, il a été détecté dans le bloc en cours de traitement une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide.
A cette même étape, le processeur 13 mémorise l'instant de l'incrémentation de la variable NO.
Cette opération effectuée, le processeur 13 passe à l'étape suivante E411.
A l'étape E412, le processeur 13 vérifie si K itérations de la boucle constituée des étapes E402 à E411 ont été effectuées.
Dans la négative, le processeur 13 retourne à l'étape E402, traite un nouveau bloc et effectue de la même manière les étapes E402 à E412 que celle précédemment décrite et cela tant que les K itérations n'auront pas été effectuées. Il est aussi à remarquer que deux blocs consécutifs se superposent sur la moitié de la durée.
Lorsque K itérations ont été effectuées, le processeur 13 passe à l'étape E413 et vérifie si la valeur de la variable NO est inférieure à un seuil Resp_conf.
Le seuil Resp_conf est fonction du nombre K déterminé à l'étape E4OO, de la fréquence d'échantillonnage Fe du signal produit par le microphone 17, de l'écart type o de la durée de la présence de la composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide et calculée à l'étape E215 de l'algorithme de la Fig. 2, et du nombre N d'échantillons compris dans un bloc pondéré par un facteur d'un demi représentatif du chevauchement des échantillons entre deux blocs consécutifs.
Ainsi, Resp_conf = K 1,92*Fe*6t/(N/2).
II est à remarquer que le coefficient 1,92 est représentatif d'un intervalle de confiance mesuré lors de la phase d'apprentissage de l'ordre de 95 %.
Si NO est inférieure au seuil Respconf, le processeur 13 passe à l'étape E414. A cette étape, il est alors décidé que la respiration n'est pas confirmée.
Le processeur 13 passe alors à l'étape E415 qui consiste à transférer un signal à destination d'un correspondant représentatif de l'absence dans le signal électrique du microphone 17 de composantes issues d'un signal acoustique généré par le rejet de mélange gazeux dans le milieu liquide. Ce signal est par exemple un message d'alerte à destinations des autres plongeurs sur le même site. Ce message d'alerte peut être visuel, sonore ou être la composition automatique d'un numéro de téléphone d'un des plongeurs ou de surveillants placés sur un bateau à proximité.
Si NO est supérieure ou égale au seuil Respconf, le processeur 13 passe à l'étape E414. A cette étape, il est alors décidé que la respiration n'est pas confirmée.
Le processeur 13 transfère à l'étape E415 un signal à destination d'un correspondant représentatif de la présence dans le signal électrique du microphone 17 de composantes issues d'un signal acoustique généré par le rejet de mélange gazeux dans le milieu liquide.
A l'étape E416, le processeur 13 lit en mémoire 14 le dernier instant d'incrémentation de la variable NO mémorisé à l'étape E411. Cet instant est représentatif de la dernière détection dans un bloc d'échantillons de la présence d'une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet de mélange gazeux dans le milieu liquide.
Cette opération effectuée, le processeur 13, à l'étape E417, lit en mémoire 14 le dernier instant d'incrémentation de la variable NO mémorisé à l'étape E411 lors d'une analyse d'ensemble de blocs précédents. Cet instant est représentatif de la dernière détection dans un bloc d'échantillons de la présence d'une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet de mélange gazeux dans le milieu liquide et dont la respiration a été confirmée à l'étape E422 qui sera décrite ultérieurement.
Ensuite, le processeur 13 effectue à l'étape E418 la différence entre les deux instants précédemment lus aux étapes E416 et E417. Cette différence AT correspond à l'intervalle de temps séparant l'ensemble de K blocs en cours de traitement et le dernier bloc d'un ensemble de K blocs précédents dont la respiration a été confirmée et dans lequel on a détecté la présence d'une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet de mélange gazeux dans le milieu liquide.
Cette opération effectuée, le processeur 13 passe ensuite à l'étape suivante E419 et vérifie si la différence AT est inférieure à un seuil fonction de la valeur moyenne To de la durée séparant deux composantes issues de deux signaux acoustiques générés par deux rejets consécutifs de mélange gazeux dans le milieu liquide calculée à l'étape E216 de la Fig. 2 et de l'écart type aTo de la durée séparant deux composantes issues de deux signaux acoustiques générés par deux rejets consécutifs de mélange gazeux dans le milieu liquide calculée à l'étape E217 de la Fig. 2.
Ainsi, le processeur 13 compare la différence AT à To -1,92o-To, où le coefficient 1,92 est représentatif d'un intervalle de confiance de l'ordre de 95 %.
Si la différence AT est inférieure à ce seuil, le processeur 13 passe à l'étape E420.
A cette étape, il est alors décidé que la respiration n'est pas confirmée.
Le processeur 13 passe alors à l'étape E421 qui consiste à transférer un signal à destination d'un correspondant représentatif de l'absence dans le signal électrique du microphone 17 de composantes issues d'un signal acoustique généré par le rejet de mélange gazeux dans le milieu liquide. Ce signal est par exemple un message d'alerte à destinations des autres plongeurs sur le même site. Ce message d'alerte peut être visuel, sonore ou être la composition automatique d'un numéro de téléphone d'un des plongeurs ou de surveillants placés sur un bateau à proximité.
Si la différence AT est supérieure ou égale à ce seuil, le processeur 13 passe à l'étape E422.
A cette étape, il est alors décidé que la respiration est confirmée.
Le processeur 13 passe alors à l'étape E424 qui consiste à transférer un signal à destination d'un correspondant représentatif de la présence dans le signal électrique du microphone 17 de composantes issues d'un signal acoustique généré par le rejet de mélange gazeux dans le milieu liquide et représentatif de la respiration du plongeur.
A l'issue des étapes E415, E421 et E423, le processeur 13 retourne à l'étape E400 de l'algorithme et traite un nouvel ensemble de K blocs de coefficients.
Il est à remarquer que selon cet algorithme, la respiration est confirmée si la détermination est cohérente dans un premier temps vis-à-vis de l'écart type et de la durée de la présence de la composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide et dans un second temps vis-à-vis de la valeur moyenne To de la durée séparant deux composantes issues de deux signaux acoustiques générés par deux rejets consécutifs de mélange gazeux dans le milieu liquide.
Ainsi, selon l'invention, le procédé et le dispositif décrits précédemment détectent le bruit généré par le rejet par un plongeur dans le milieu liquide du mélange gazeux expiré par celui-ci.
Le bruit généré par le rejet de mélange gazeux comporte des composantes spectrales et temporelles qui sont caractérisées par une procédure d'apprentissage. Il est donc possible de discriminer les phonèmes prononcés par le plongeur de ce bruit.
En effectuant la détermination en deux étapes, l'une sur une partie relativement courte du signal produit par le microphone 17 pour traiter le bruit généré par le rejet de mélange gazeux dans le milieu liquide lorsque le plongeur communique avec un correspondant, l'autre sur une période plus longue pour contrôler la respiration du plongeur, il est possible d'effectuer un traitement en temps réel sur le signal produit par le microphone 17 et de modifier celui-ci de manière à supprimer le bruit généré par les bulles d'air rejetées dans le milieu liquide et il est aussi possible de déterminer si le plongeur respire correctement de manière fiable.
Les algorithmes tels que décrits en regard des Fig. 2, Fig. 3 et Fig. 4 sont des exemples particuliers de réalisation de l'invention, d'autres modes de réalisation sont aussi réalisables.
Ainsi, l'analyse des signaux lors de la phase d'apprentissage prend en compte, dans un second mode de réalisation, un nombre plus important de paramètres pour caractériser le signal. Le vecteur S2i mémorisé à l'étape E209 de la Fig. 2 comporte en outre dans un second mode de réalisation les coefficients de la prédiction linéaire déterminés à l'étape E203 de la Fig. 3.
De plus, lors de la modélisation des signaux utilisés lors de la phase d'apprentissage, plusieurs types de signaux sont utilisés.
Des signaux ne comportant pas de phonèmes et comportant une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide sont utilisés. Ces signaux sont représentatifs d'un premier état et un vecteur moyen est formé pour cet état.
Des signaux comportant des phonèmes et ne comportant pas de composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide sont aussi utilisés. Ces signaux sont représentatifs d'un second état et un vecteur moyen est formé pour cet état.
Des signaux ne comportant pas de phonèmes et ne comportant pas de composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide sont aussi utilisés. Ces signaux sont représentatifs d'un troisième état et un vecteur moyen est formé pour cet état.
Des paramètres statistiques sont aussi déterminés pour chacun des trois états. Ces paramètres statistiques sont déterminés en considérant que la loi de probabilité de chacun de ces états est mono gaussienne ou en considérant que la loi de probabilité de chacun de ces états correspond à la somme de plusieurs lois de probabilité élémentaires.
La modélisation de la loi de probabilité correspondant à la somme de plusieurs lois de probabilité élémentaires est effectuée par exemple selon le modèle GMM acronyme de Gaussian Mixture Model. La détermination des paramètres statistiques de chacun des états est effectuée par exemple à partir d'algorithmes de type Estimate-Maximize tels que décrits dans le livre de M Mendel Lessons in estimation theory for signal processing, Communications and Control .
Lors de la détermination de l'appartenance du signal issu du microphone 17 à l'un des trois états, une analyse de vraisemblance de l'appartenance de ce vecteur à chacun des états est effectuée et l'état le plus vraisemblable est assigné au signal traité.
Ainsi, il est possible selon le second mode de réalisation de l'invention, de déterminer l'appartenance du signal traité à un état parmi une pluralité d'états.
Bien entendu, la présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits ici, mais englobe, bien au contraire, toute variante à la portée de l'homme du métier.

Claims (1)

  1. 22 REVENDICATIONS
    1) Procédé de traitement d'un signal électrique par un dispositif de communication (10), au moins une partie du dispositif de communication comprenant au moins un microphone (17) générant le signal électrique étant située dans un milieu liquide, un plongeur dans le milieu liquide étant à proximité du microphone, le plongeur rejetant un mélange gazeux dans le milieu liquide, caractérisé en ce que le procédé comporte les étapes de: détermination (E308, E413, E419) dans le signal électrique de la présence ou l'absence d'au moins une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide, - génération (E309, E415, E421, E423) d'un signal adapté à la présence ou l'absence dans le signal électrique de la composante générée par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide, - transfert (E415, E421, E423) du signal adapté à un correspondant.
    2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal adapté est formé à partir du signal électrique dans lequel la ou chaque composante issue du signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide est supprimée.
    3) Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la ou chaque composante issue du signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide est remplacée par un bruit dit de confort.
    4) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le procédé comporte en outre une étape de détermination sur une pluralité de signaux électriques dans une phase dite d'apprentissage d'au moins une caractéristique de composantes issues d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide.
    5) Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que des caractéristiques fréquentielles et/ou temporelles ainsi que des paramètres statistiques de composantes issues d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide sont déterminés pendant la phase d'apprentissage.
    6) Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que lors de la détermination des caractéristiques fréquentielles et/ou temporelles et des paramètres statistiques, le procédé comporte les étapes de: échantillonnage et numérisation (E200) du signal électrique pour former des échantillons, - subdivision (E201) du signal en blocs d'échantillons de taille prédéterminée, et pour chaque bloc d'échantillon, - pondération (E202) des échantillons avec une fenêtre de Hamming, - détermination (E204) de résidus de prédiction linéaire à partir des échantillons pondérés, - transformation (E205) des résidus de prédiction linéaire dans le domaine fréquentiel, - détermination (E206) d'une mesure spectrale de planéité sur les résidus de filtrage de prédiction linéaire transformés, formation (E209) d'un vecteur Qi pour chaque signal électrique comprenant au moins les mesures spectrales de planéité déterminées de chaque bloc d'échantillons.
    7) Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les caractéristiques fréquentielles et/ou temporelles ou les paramètres statistiques font partie du groupe de la valeur moyenne o des vecteurs S2i de la variance o 2 des vecteurs S2i, de la valeur moyenne i de la durée de la présence de la composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide, de l'écart type 6t de la durée de la présence de la composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide, de la valeur moyenne To de la durée séparant deux composantes issues de deux signaux acoustiques générés par deux rejets consécutifs de mélange gazeux dans le milieu liquide, de l'écart type 0T0 de la durée séparant deux composantes issues de deux signaux acoustiques générés par deux rejets consécutifs de mélange gazeux dans le milieu liquide.
    8) Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la détermination dans le signal électrique de la présence ou l'absence d'une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide se décompose en étapes de: - échantillonnage et numérisation du signal électrique pour former des échantillons, - subdivision des échantillons en blocs d'échantillons de taille prédéterminée, et pour chaque bloc d'échantillon, - pondération des échantillons avec une fenêtre de Hamming, - détermination de résidus de prédiction linéaire à partir des échantillons pondérés, - transformation des résidus de prédiction linéaire dans le domaine fréquentiel, détermination d'une mesure spectrale de planéité sur les résidus de filtrage de prédiction linéaire transformés, - détermination de la distance séparant la mesure spectrale de planéité déterminée d'une valeur prédéterminée, - comparaison de la distance à un seuil prédéterminé, traitement du bloc si la distance est inférieure ou égale au seuil prédéterminé.
    9) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le signal adapté est un message de notification de la présence ou l'absence d'un ou plusieurs rejets de mélange gazeux dans le milieu liquide.
    10) Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le signal est transféré sous la forme d'un message visuel et/ou d'un message sonore et/ou d'une communication téléphonique à un correspondant.
    11) Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce que la détermination dans le signal électrique de la présence ou l'absence d'une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide se décompose en étapes de: - échantillonnage et numérisation du signal électrique pour former des échantillons, subdivision du signal en blocs d'échantillons de taille prédéterminée, détermination pour chaque bloc d'échantillons de la présence d'une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide, - détermination dans un ensemble de blocs d'échantillons du nombre de blocs d'échantillons comprenant une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide, - comparaison du nombre de blocs d'échantillons comprenant une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide à un nombre prédéterminé.
    12) Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que le nombre prédéterminé est entre autres, fonction du nombre de blocs d'échantillons de l'ensemble, de l'écart type ut de la durée de la présence de la composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide.
    13) Procédé selon la revendication 11 ou 12, caractérisé en ce que la détermination dans l'ensemble de blocs d'échantillons du nombre de blocs d'échantillons comprenant une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide se décompose en étapes de: - pondération des échantillons des blocs d'échantillons avec une fenêtre de Hamming, - détermination de résidus de prédiction linéaire à partir des échantillons pondérés, - transformation des résidus de prédiction linéaire dans le domaine fréquentiel, - détermination d'une mesure spectrale de planéité sur les résidus de filtrage de prédiction linéaire transformés, - détermination de la distance séparant la mesure spectrale de planéité déterminée d'une valeur prédéterminée, - comparaison de la distance à un seuil prédéterminé.
    14) Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la détermination dans le signal électrique de la présence ou l'absence d'une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide est effectuée en déterminant la périodicité du rejet de mélange gazeux dans le milieu liquide.
    15) Procédé selon la revendication 14, caractérisé en ce que la détermination de la périodicité du rejet de mélange gazeux dans le milieu liquide est effectuée si le nombre de blocs d'échantillons comprenant une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide dans un ensemble de blocs d'échantillons est supérieur ou égal au nombre prédéterminé.
    16) Dispositif de traitement d'un signal électrique, au moins une partie du dispositif de traitement comprenant au moins un microphone générant le signal électrique étant située dans un milieu liquide, un plongeur dans le milieu liquide étant à proximité du microphone, le plongeur rejetant un mélange gazeux dans le milieu liquide, caractérisé en ce que le dispositif comporte: - des moyens de détermination dans le signal électrique de la présence ou l'absence d'une composante issue d'un signal acoustique généré par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide, - des moyens de génération d'un signal adapté à la présence ou l'absence dans le signal électrique de la composante générée par le rejet du mélange gazeux dans le milieu liquide, - des moyens de transfert du signal adapté à un correspondant.
    17) Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que le dispositif est inclus dans un combiné téléphonique.
    18) Dispositif selon la revendication 16 ou 17, caractérisé en ce que le microphone est intégré dans un embout buccal d'un dispositif de fourniture de mélange gazeux à un plongeur.
    19) Programme d'ordinateur stocké sur un support d'informations, ledit programme comportant des instructions permettant de mettre en uvre le procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, lorsqu'il est chargé et exécuté par un système informatique.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103390407B (zh) * 2013-07-19 2015-10-28 哈尔滨工程大学 基于双基元复倒谱域重置技术的直达声提纯方法
EP3481151A1 (fr) * 2017-11-01 2019-05-08 Koninklijke Philips N.V. Système d'alimentation en courant électrique conçu pour être au moins partiellement immergé dans un liquide électriquement conducteur pendant son fonctionnement

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0521597A2 (fr) * 1991-07-05 1993-01-07 Divecomm, Inc. Masque facial intégré pour plongeur et appareil de communication vocale sous-marine par ultrasons
US5555533A (en) * 1994-12-09 1996-09-10 Peck/Pelissier A California Partnership Control system for diver VOX/PTT communication system
FR2823710A1 (fr) * 2001-04-20 2002-10-25 France Telecom Systeme de telecommunication pour plongeurs sous-marins

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0521597A2 (fr) * 1991-07-05 1993-01-07 Divecomm, Inc. Masque facial intégré pour plongeur et appareil de communication vocale sous-marine par ultrasons
US5555533A (en) * 1994-12-09 1996-09-10 Peck/Pelissier A California Partnership Control system for diver VOX/PTT communication system
FR2823710A1 (fr) * 2001-04-20 2002-10-25 France Telecom Systeme de telecommunication pour plongeurs sous-marins

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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ORCATRON: "Scubaphone Sport", XP002276524, Retrieved from the Internet <URL:www.orcatron.com/sport2.html> [retrieved on 20040407] *

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