FR2914527A1 - Adaptateur "mains libres"de voiture pour telephone portable a emetteur fm incorpore,avec activation conditionnelle des fonctions selon l'etat de concordance avec la frequence du radiorecepteur associe. - Google Patents

Abstract

Ce dispositif (10) relaye les signaux d'une source audio vers un radiorécepteur tel que l'autoradio d'une automobile. Il comprend : des moyens pour produire un signal de référence, pour moduler le signal radio par ledit signal de référence ou par les signaux audio reçus par les moyens de couplage, un microphone (20), pour capter les signaux acoustiques présents dans l'environnement du dispositif, et des moyens d'analyse des signaux acoustiques captés par le microphone. Lorsque l'utilisateur souhaite activer une fonctionnalité, par exemple émettre un appel, le dispositif exécute un algorithme de détection d'un signal connu dans un environnement bruité, pour reconnaître la présence, ou non, du signal de référence dans les signaux acoustiques captés par le microphone. Dans l'affirmative, il active effectivement la fonctionnalité. Dans le cas contraire, il inhibe la fonctionnalité et active un avertisseur sonore (22) et/ou visuel (30) à destination de l'utilisateur.

Description

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L'invention concerne un dispositif d'interfaçage (ci-après "adaptateur") permettant de coupler, d'une part, une source de signaux audio avec, d'autre part, un radiorécepteur. L'invention s'applique très avantageusement au couplage d'un téléphone portable à une autoradio d'un véhicule automobile. Cette application n'est toutefois pas limitative de l'invention, qui peut être aussi bien utilisée (i) avec d'autres types de sources audio, par exemple avec un lecteur MP3 ou toute autre source analogique ou numérique, (ii) avec d'autres types de récepteurs qu'une autoradio, par exemple un ré- cepteur portatif ou bien une chaîne stéréo, et (iii) dans d'autres contextes que l'habitacle d'un véhicule automobile, par exemple à domicile. Toutefois, aussi bien l'ergonomie que les performances du dispositif de l'invention se révèlent particulièrement appropriées à l'utilisation à bord .d'un véhicule en déplacement, pour assurer un fonctionnement "mains li- bres" d'un téléphone portable. Si l'on prend l'exemple particulier d'un adaptateur mains libres que l'on souhaite coupler à une autoradio pour permettre la restitution de la voix par les haut-parleurs du véhicule, il existe essentiellement deux types d'adaptateurs.

Le premier type regroupe les adaptateurs intégrés à demeure au véhicule, en première monte ou ultérieurement. L'adaptateur se (présente sous forme d'un boîtier, généralement inaccessible à l'utilisateur, qui est relié à un microphone et à l'autoradio directement par un faisceau de câbles. La liaison filaire permet alors d'envoyer à l'autoradio des signaux de corn-mande pour mettre en veille le fonctionnement radio/audio en cas de communication téléphonique, et relayer la conversation vers les haut-parleurs du véhicule. Le second type correspond à un adaptateur ne nécessitant aucune installation à demeure dans le véhicule. Le principal avantage de cet adapta- teur est qu'il ne requiert aucun branchement ou installation et peut donc être installé immédiatement, et par l'utilisateur lui-même. Par ailleurs, étant amovible, un même adaptateur peut être utilisé sur plusieurs véhicules différents d'un même utilisateur. Du fait de l'absence de tout câblage entre l'adaptateur et l'autoradio, le couplage est effectué par un émetteur radio FM de faible puissance in-

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corporé à l'adaptateur, ce signal radio étant capté par l'autoradio et reproduit sur les haut-parleurs, de la même manière qu'une quelconque station de la bande FM. Il est bien entendu nécessaire que la fréquence d'émission de l'adaptateur et que la fréquence de réception de l'autoradio soient identiques. Le EP-A-O 920 170 décrit un tel adaptateur, sous forme d'un boîtier enfichable sur le connecteur d'un téléphone portable et comprenant un émetteur FM modulé par le signal issu du téléphone portable. L'accord des fréquences avec l'autoradio est réalisé par balayage automa-tique de la fréquence FM, la porteuse étant modulée par une brève impulsion répétitive. L'adaptateur est par ailleurs pourvu d'un microphone "haute fréquence" capable de capter la présence, ou non, de l'impulsion dans l'environnement sonore de l'habitacle du véhicule. Lorsque les fréquences de l'adaptateur et de l'autoradio concordent, alors l'impulsion est reconnue par le microphone, et l'adaptateur arrête le balayage de la fréquence FM et se verrouille sur la fréquence à laquelle il se trouve alors piloté. Le principe consistant à utiliser un émetteur FM pour se coupler à une autoradio présente le grand avantage de ne nécessiter aucune liaison physi- que entre les deux appareils et d'assurer une très bonne qualité de reproduction sonore, mais souffre d'un désavantage contraignant du fait de la nécessité d'un accord de fréquence entre les deux appareils. Pour pouvoir utiliser son téléphone (ou autre appareil) dans des conditions optimales, l'utilisateur va choisir sur l'autoradio une fréquence non occupée par une station de radio locale. Mais d'autre part il est peu probable que l'utilisateur condamne l'utilisation de son autoradio au silence lorsque le téléphone n'est pas utilisé ; la fréquence de l'autoradio sera alors le plus souvent réglée pour démoduler une station de radio. De la sorte, en pratique, la fréquence d'émission de l'adaptateur et la fré- quence de réception de l'autoradio seront la plupart du temps différentes, et fréquemment modifiées. La technique décrite par le EP-A-O 920 170 précité, mise en oeuvre à l'initiative de l'utilisateur et de façon préalable, ne prend pas en compte ce comportement de l'usager, qui modifie fréquemment les réglages de l'au-toradio.

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Avec le dispositif décrit par ce document, une fois l'étape d'étalonnage effectuée, l'adaptateur reste verrouillé sur une fréquence d'émission don-née, et pour que le dispositif reste opérationnel le réglage de l'autoradio ne doit pas être modifié. Dans le cas contraire - fréquent en pratique comme on vient de l'indiquer - l'adaptateur émettra à la fréquence sur la-quelle il a été verrouillé et aucun signal ne sera restitué par l'autoradio du fait du changement de réglage. Et l'utilisateur n'aura aucun moyen quel-conque d'être averti de la raison pour laquelle son autoradio reste muet et les haut-parleurs ne restituent pas la conversation téléphonique.

Une autre difficulté que ne prend pas en compte le système proposé par le EP 0 920 170 est l'environnement particulièrement bruyant d'un véhicule automobile en mouvement. Si l'étalonnage de l'adaptateur décrit par ce document est réalisé à l'arrêt, le niveau de bruit sera relativement modéré et le microphone arrivera à détecter la présence de l'impulsion dans le signal audio restitué par les haut-parleurs. Cette technique simple deviendra difficile, voire impossible à mettre en oeuvre dans le cas d'un véhicule en déplacement, avec un environnement acoustique présentant à la fois un niveau relatif de bruit élevé, rendant difficile l'extraction du signal utile noyé dans le bruit, et des caractéristiques spectrales non stationnaires, c'est-à-dire qui évoluent de manière imprévisible en fonction des conditions de conduite (passage sur des chaussées déformées ou pavées, croisement de véhicules bruyants, etc.). De plus, le volume clos et confiné d'un habitacle automobile génère une multitude de propagations secondaires complexes qui viennent se superposer et brouiller fortement le signal capté par le microphone (phénomène d'échos multiples). Un premier but de l'invention est de résoudre ces difficultés, en proposant un adaptateur comprenant des moyens pour réagir de façon simple à une requête (par exemple un appel téléphonique entrant, ou bien la lecture d'un flux audio), demandant à la fois une réaction de l'utilisateur (typique-ment, l'acceptation ou le refus de l'appel entrant) ainsi que la vérification de la concordance, ou non, de la fréquence d'émission cle l'adaptateur avec la fréquence de réception de l'autoradio. Un second but de l'invention est de proposer une interface la plus intuitive possible pour l'utilisateur, afin d'empêcher celui-ci d'utiliser une fonction-

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nalité requérant la concordance des deux fréquences alors que ces dernières sont différentes et, par ailleurs, de lui signaler que sa demande n'a pas été prise en compte (par exemple l'initialisation d'un appel téléphonique, ou bien la lecture d'un flux audio).

L'adaptateur de l'invention est un dispositif d'interfaçage du type divulgué dans le EP-A-09201 170 précité, c'est-à-dire un dispositif pour relayer les signaux audio d'une source vers un radiorécepteur pour restitution par les moyens de reproduction acoustique de ce dernier, et comprenant : ù des moyens de couplage à la source de signaux audio, ù des moyens émetteurs d'un signal radio, accordés sur une fréquence d'émission radio donnée, ù des moyens générateurs, pour produire un signal de référence, - des moyens pour moduler ledit signal radio par ledit signal de réfé- rence ou par les signaux audio reçus par les moyens de couplage, ù un microphone, pour capter les signaux acoustiques présents dans l'environnement du dispositif, et ù des moyens d'analyse des signaux acoustiques captés par le micro-phone. Selon un premier aspect de l'invention, le dispositif est caractérisé en ce que : ù lesdits moyens de couplage sont des moyens de couplage bidirectionnels, aptes à recevoir de la source une requête d'actival:ion du dispositif d'interfaçage et à lui délivrer en réponse un signal d'acceptation, ou non, de cette requête, et il comprend des moyens de commande aptes, sur réception de ladite requête, à effectuer des opérations de : a) par lesdits moyens générateurs, production du signal de référence ; b) par les moyens d'analyse, exécution d'un algorithme de détection d'un signal connu dans un environnement bruité, propre à recon- naître la présence, ou non, du signal de référence dans les signaux acoustiques captés par le microphone ; c) dans l'affirmative, émission dudit signal d'acceptation à destination de la source de signaux audio ; d) dans la négative, activation d'un avertisseur sonore et/ou visuel à destination de l'utilisateur. La source de signaux audio peut notamment être un radiotéléphone, et ladite requête étant émise sur détection par le radiotéléphone d'un appel entrant. Dans ce cas, selon diverses caractéristiques avantageuses : 5 û l'opération c) comprend également la production d'un signal de sonne-rie et l'application de ce signal de sonnerie aux moyens pour moduler le signal radio ; û les moyens de commande sont aptes à reconnaître une action exécutée volontairement par l'utilisateur à destination du dispositif, et à conditionner l'émission du signal d'acceptation de l'opération c) à la re- connaissance d'une telle action ; - le dispositif est logé dans un boîtier comportant au moins un bouton à disposition de l'utilisateur, et dans lequel ladite action exécutée volontairement par l'utilisateur est une manoeuvre dudit bouton ; û le dispositif comporte en outre des moyens de reconnaissance vocale, et dans lequel ladite action exécutée volontairement par l'utilisateur est une commande vocale prononcée par l'utilisateur ; -l'opération c) comprend également la production d'une commande de décrochage, et la transmission de cette commande au radiotéléphone.

De façon générale, l'opération d) peut comprendre au moins une réitéra-tion de l'algorithme de l'opération b). En particulier, dans ce cas le dispositif est avantageusement logé dans un boîtier comportant au moins un bouton, à disposition de l'utilisateur, de changement de ladite fréquence d'émission radio, et les moyens de corn- mande sont aptes à reconnaître une manoeuvre du bouton de change-ment de fréquence exécutée volontairement par l'utilisateur, et à conditionner la réitération de l'algorithme de l'opération b) à la reconnaissance d'une telle manoeuvre. L'opération d) peut par ailleurs comprendre également la production d'une 30 commande de décrochage et la transmission de cette commande au radiotéléphone. Selon un second aspect de l'invention, le dispositif d'interfaçage est caractérisé en ce qu'il comprend : û des moyens d'initiation, par l'utilisateur, d'une fonctionnalité prédéter- 35 minée, et

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des moyens de commande aptes, sur initiation de ladite fonctionnalité, à effectuer des opérations de : a) par lesdits moyens générateurs, production du signal de référence ; b) par les moyens d'analyse, exécution d'un algorithme de détection d'un signal connu dans un environnement bruité, propre à recon- naître la présence, ou non, du signal de référence dans les signaux acoustiques captés par le microphone ; c) dans l'affirmative, activation effective de ladite fonctionnalité ; d) dans la négative, inhibition de ladite fonctionnalité et activation d'un avertisseur sonore et/ou visuel à destination de l'utilisateur. La source de signaux audio peut être notamment un radiotéléphone, la fonctionnalité en question étant alors l'initiation d'un appel sortant par l'utilisateur. Elle peut être également un lecteur de contenu audio, la fonctionnalité en question étant alors la lecture d'un flux audio. Selon diverses caractéristiques subsidiaires avantageuses, communes au premier et au second aspect de l'invention : ù le signal de référence est un signal impulsionnel émis de manière répétitive, en particulier un signal musical dont l'énergie est concentrée dans les fréquences supérieures à 2 kHz tel qu'un signal choisi parmi un signal sinusoïdal, un signal de type DTMF, ou un signal de type sonnerie de téléphone ; ù l'algorithme de l'opération b) met en oeuvre l'évaluation d'une corrélation entre le signal acoustique capté par le microphone et le signal de référence généré par le dispositif ; - cette corrélation est une corrélation statistique, évaluée pour une pluralité de valeurs de retard appliquées au signal de référence produit par lesdits moyens générateurs, avec recherche d'un maximum parmi les différentes corrélations et comparaison de ce maximum à un seuil prédéfini, pour déterminer la présence ou l'absence du signal de référence dans les signaux captés par le microphone ; les corrélations statistiques en question pourront être calculées par évaluation récursive des variances et covariances des signaux en présence ; ù l'algorithme de l'opération b) met également en oeuvre l'application au signal capté par le microphone d'un traitement de réduction de bruit,

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en particulier un traitement comprenant la détermination du spectre énergétique moyen pondéré d'un signal de bruit capté entre les périodes de production du signal de référence, et de soustraction de ce spectre du signal capté par le microphone pendant ces périodes de production du signal de référence ; les moyens de commande comprennent des moyens pour mettre fin à la génération du signal de référence de l'opération a), et à l'exécution de l'algorithme de détection de l'opération b), à l'issue d'un délai de temporisation prédéterminé. 0

On va maintenant décrire un exemple de mise en oeuvre du dispositif de l'invention, en référence aux dessins annexés où les mêrnes références numériques désignent d'une figure à l'autre des éléments identiques ou fonctionnellement semblables. La figure 1 est une vue en perspective d'un exemple préférentiel d'adaptateur selon l'invention. La figure 2 est une vue de dessus de l'adaptateur de la figure 1. La figure 3 présente, de façon schématique, les différents éléments fonc- tionnels permettant d'assurer l'interfaçage entre un téléphone portable ou un lecteur de contenu audio, et l'autoradio d'un véhicule automobile. La figure 4 présente, sous forme de schémas par blocs, les fonctions mi-ses en oeuvre par l'algorithme d'extraction du signal noyé dans le bruit, signal dont on cherche à détecter la présence ou l'absence.

La figure 5 est un organigramme général décrivant la séquence des différentes opérations et illustrant l'ergonomie du dispositif de l'invention, selon un premier aspect de l'invention. Les figures 6 et 7 sont des chronogrammes illustrant l'évolution dans le temps des différents signaux émis ou reçus, respectivement lorsque les fréquences d'émission et de réception sont accordées et lorsqu'elles ne le sont pas. La figure 8 est homologue de la figure 5, pour un second aspect de l'invention. 035

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Sur les figures 1 et 2, on a illustré en 10 un exemple d'adaptateur 10 selon l'invention. Cet adaptateur se présente sous la forme d'un boîtier autonome 12, enfichable dans la prise allume-cigare d'un véhicule par une fiche 14 portant des contacts d'alimentation 16 et 18.

Ce boîtier comprend des moyens de couplage filaires ou, très avantageusement, sans fil avec un téléphone portable, par exemple via une liaison radio de type Bluetooth (marque déposée du Bluetooth SIG, Inc.). Les spécifications Bluetooth prévoient en effet la possibilité de piloter à dis-tance par une liaison sans fil bidirectionnelle toutes les fonctions d'un té- léphone portable telles que décrochage, raccrochage, numérotation, navigation dans les menus et les répertoires, etc., en prenant intégralement le contrôle à distance du téléphone portable et en se substituant entièrement au clavier de celui-ci. La présence du téléphone portable dans le rayon d'action de l'adaptateur étant détectée de manière entièrement automati- que, il n'est pas nécessaire pour l'utilisateur de sortir le téléphone portable, qui peut rester dans une poche de veste, dans un sac ou dans un porte-documents sans que l'utilisateur n'ait aucune manipulation à faire pour activer l'adaptateur. Ce dernier devient immédiatement opérationnel dès que l'utilisateur pénètre avec son téléphone dans le véhicule, toutes les commandes usuelles pouvant être exécutées au moyen de l'adaptateur. L'adaptateur comprend également un émetteur radio FM de faible puissance pour permettre son couplage à une autoradio, de manière à utiliser les haut-parleurs du véhicule pour la reproduction des signaux audio de la même manière qu'une quelconque station de la bande FM. L'adaptateur 10 inclut un microphone 20, un haut-parleur ou, au moins, un ronfleur ou "buzzer" 12, et deux touches rouge et verte 24 et 26 de commande du téléphone (notamment les fonctions prise de ligne/composition et raccrochage/annulation), ainsi qu'un bouton multifonction 28.

Ce bouton 28 est un bouton rotatif qui assure différentes fonctions selon les différents états de l'adaptateur, telles que : û réglage du volume du haut-parleur (si l'adaptateur en comporte un), - réglage de la fréquence d'émission de l'émetteur FM, commande avance/retour rapides lors de la lecture d'un flux audio.

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Le bouton 28 peut être commandé non seulement en le tournant, mais également comme un bouton-poussoir, pour "cliquer" et commander, se-Ion le cas : ù l'acquittement d'une fonction ou d'un choix dans un menu, ù l'activation d'un mode de reconnaissance vocale, ù la pause/lecture d'un flux audio. Le dispositif comporte enfin un afficheur 30 (facultatif) permettant notamment d'afficher en clair la fréquence de l'émetteur FM incorporé à l'adaptateur.

La sélection de la fréquence de l'émetteur FM peut être opérée par le bouton rotatif 28, jusqu'à obtention de la valeur désirée. Par appui sur un poussoir 32, elle peut être également rappelée parmi une série de fréquences d'émission préalablement mémorisées (en usine ou par l'utilisateur). Outre les chiffres 34 indiquant la fréquence en mégahertz, l'afficheur 30 comprend également un chiffre 36 de rappel du numéro de la fréquence mémorisé. Ces fréquences sont en général choisies aux deux extrémités de la bande FM, dans des plages où la probabilité de trouver un émetteur est faible ou nulle dans la zone géographique considérée.

La figure 3 illustre la structure générale des différents circuits de l'adaptateur 10. Celui-ci est principalement destiné à être couplé à un téléphone portable 38, très avantageusement par une liaison sans fil telle qu'une liaison Bluetooth assurée par un module 40. On notera toutefois que l'invention serait aussi bien applicable au cas d'une liaison par câble entre l'adaptateur 10 et, par exemple, un berceau sur lequel serait posé le télé-phone portable 38, le berceau étant alors pourvu d'un connecteur enfichable pour assurer le couplage du téléphone à l'adaptateur. Par ailleurs, l'adaptateur 10 est destiné à être couplé à une autoradio 42 au moyen d'un module émetteur FM 44. Cet émetteur est accordé sur une fréquence qui peut, comme indiqué plus haut, être sélectionnée par le bouton rotatif 28 ou bien mémorisée parmi des valeurs présélectionnées choisies par appuis successifs sur le bouton-poussoir 32. L'ensemble du dispositif est piloté par l'unité centrale de commande 46, par exemple un ASIC conçu et programmé pour exécuter les différentes 35 fonctions décrites ci-après.

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Du côté de la source des signaux audio, le couplage n'est pas nécessairement un couplage à un téléphone portable 38 ; il peut être également assuré avec toute autre source audio, par exemple un lecteur de contenu audio MP3 48 branché sur une prise 50 de l'adaptateur 10.

Les sources de signaux audio (téléphone 38, lecteur MP3 48 ou toute autre source) sont couplées à l'autoradio 42 via l'adaptateur 10 par émission d'un signal sur la bande FM, pour permettre la restitution de la conversation téléphonique (cas du téléphone) ou du flux audio (cas du lecteur MP3) sur les haut-parleurs 52 du véhicule automobile.

Pour que ce couplage puisse être effectif, il est nécessaire que la fréquence d'émission de l'émetteur FM 44, et la fréquence de réception de l'autoradio 42, soient identiques. Pour détecter si ces fréquences sont identiques ou différentes, le principe de base consiste à faire émettre par l'adaptateur 10 un signal audio pré- sentant des caractéristiques connues, à capter les signaux acoustiques présents dans l'environnement sonore au moyen du microphone 20, et à analyser ces signaux : s'il est possible de reconnaître le signal de référence dans l'environnement sonore, alors on considérera que les fréquences d'émission et de réception concordent. Dans la négative, on considé- rera qu'elle sont différentes et qu'il est nécessaire d'en avertir l'utilisateur pour qu'il exécute des actions appropriées permettant de réajuster les fréquences et/ou pour inhiber l'exécution de telle ou telle fonctionnalité qui ne pourra pas être correctement exécutée en raison de l'impossibilité de coupler l'adaptateur à l'autoradio.

L'environnement sonore très particulier de l'habitacle d'un véhicule auto-mobile impose toutefois, pour une reconnaissance efficace du signal de référence, d'utiliser des algorithmes permettant d'extraire efficacement un signal d'un environnement fortement bruité, car sinon, compte tenu du ni-veau de bruit, le signal de référence ne serait pratiquement: jamais identi- fié. L'algorithme utilisé préférentiellement avec l'invention est illustré par le schéma fonctionnel de la figure 4. Un signal de référence est émis (bloc 54), ce signal étant choisi de manière à présenter des caractéristiques physico-acoustiques très différentes

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du bruit environnant en ce qui concerne la puissance spectrale et la prédictibilité notamment. Dans le cas d'une automobile le bruit ambiant est diffus, plutôt concentré dans les basse fréquences (typiquement sur des fréquences inférieures à 1 kHz) et peu cohérent dans le temps. II conviendra alors de choisir comme signal de référence un signal plutôt musical (c'est-à-dire plutôt cohérent dans le temps) et dont l'énergie est plutôt concentrée dans les hautes fréquences (typiquement des fréquences supérieures à 2 kHz). On peut par exemple choisir un signal sinusoïdal ou un signal de type DTMF, produits de façon répétée sous forme d'impulsions émises en boucle. On peut encore choisir un signal semblable à une sonnerie de téléphone, qui présentera le double avantage de répondre aux exigences ci-dessus et de passer inaperçu pour l'utilisateur, ce dernier ne faisant pas la différence entre le signal émis pour détecter l'existence d'un couplage avec l'autora- dio, et une véritable sonnerie du téléphone, en particulier si c'est un appel entrant qui a déclenché le processus de détection. Le signal capté par le microphone 20 est tout d'abord numérisé en 56, puis filtré en 58 par un algorithme de réduction de bruit. Une première forme de réduction de bruit peut consister en un simple fil- trage fréquentiel passe-bande ; cette technique est notamment applicable avec un signal de référence simple (sinusoïdal ou DTMF) qu'il est aisé d'extraire de tous les sons environnants avec un facteur de réjection élevé. Une technique de réduction de bruit plus élaborée peut être mise en ceu- vre par application d'un algorithme qui utilisera avantageusement les différences intrinsèques entre le signal de référence et le bruit environnant : le bruit capté par le microphone 20 est analysé pour donner un spectre énergétique moyen pondéré du bruit, continûment réactualisé. Le spectre de bruit ainsi déterminé et mémorisé sera ensuite soustrait du signal cap- té par le microphone, dans le domaine fréquentiel. Les méthodes les plus efficaces se fondent sur le modèle statistique établi par D. Malah et Y. Ephraim dans : [1] Y. Ephraim et D. Malah, Speech Enhancement usng a Minimum Mean-Square Error Short-Time Spectral Amplitude Estimator, IEEE

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Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing, Vol. ASSP-32, No 6, pp. 1109-1121, Dec. 1984, et [2] Y. Ephraim et D. Malah, Speech Enhancement using a Minimum Mean-Square Error Log-Spectral Amplitude Estimator, IEEE Transac- tions on Acoustics, Speech, and Signal Processing, Vol. ASSP-33, No 2, pp. 443-445, April 1985. Plus précisément, faisant l'approximation que la parole et le bruit sont des processus gaussiens non corrélés et présupposant que la puissance spectrale du bruit soit une donnée connue, ces deux articles donnent une solution optimale au problème de réduction de bruit dans le cas présent. Le signal bruité est découpé en composantes fréquentielles indépendantes par utilisation de la transformée de Fourier discrète, un gain optimal est appliqué sur chacune de ces composantes puis le signal ainsi traité est recombiné. Dans [1], le gain appliqué est nommé gain STSA et mini- mise la distance quadratique moyenne entre le signal estimé (à la sortie de l'algorithme) et le signal de parole originel (non bruité), tandis que dans [2], un gain nommé gain LSA minimise la distance quadratique moyenne entre le logarithme de l'amplitude du signal estimé et le logarithme de l'amplitude du signal de parole original. Dans tous les cas, l'idée essen- tielle est de diminuer l'énergie des composantes fréquentielles très bruités en leur appliquant un gain faible tout en laissant intactes (par l'application d'un gain unité) celles qui le sont peu ou pas du tout. L'étape suivante du traitement consiste à opérer un calcul de corrélation statistique (blocs 60) entre d'une part le signal capté, numérisé et filtré, et d'autre part le signal de référence, et ce pour différentes valeurs de retard (blocs 62) afin de reproduire les délais induits par les chernins de propagation entre les haut-parleurs et le microphone. On peut choisir pour le calcul de la corrélation statistique la formule de corrélation classique pour des signaux X et Y centrés : Cor(X,Y) = E(XY~ iVar(X)Var(Y)30 Ainsi si l'on note FM(n) le signal émis par l'émetteur FM à l'instant n et Mic(n) le signal acquis par le microphone après débruitage, on peut définir les évaluations récursives de variances et covariances par : 2'FM(n)=a./1FM(nù1)+(1ùa).JFM(nù8 2 2Mzc(n) = a./2MC(n -1) + (1 - a)l Mic(n)2 (n) = a.y(n ù 1) + (1 ù a).FM(n -8).Mic(n) Le coefficient a est un coefficient de lissage choisi de façon appropriée. Le calcul prend pour résultat final (bloc 64) la valeur maximale de ces dif- férentes corrélations : Cor(n) = max s J 2FM (n)./2Mic (n)) On peut montrer que, si l'on néglige les chemins secondaires de propagation du signal émis par les haut-parleurs et acquis par le microphone face au chemin acoustique principal et si l'on suppose que le rapport signal à bruit est très grand devant 1 (ce qui sera le cas après réduction du bruit), la quantité définie ci-dessus sera proche de 1 lorsque le signal de référence est présent et 0 sinon. Celle-ci est comparée (bloc 66) à un seuil de détection prédéfini (bloc 68) : si la corrélation statistique maximale est suffisamment élevée pour déterminer la présence effective du signal de référence dans l'environne-ment acoustique, alors on considérera que lesfréquences d'émission et de réception sont identiques (et qu'elles ne le sont pas, dans le cas contraire).

La figure 5 illustre l'ergonomie générale de l'adaptateur. On a également illustré sur les figures 6 et 7, respectivement en cas d'accord et de désaccord des fréquences d'émission et de réception, la chronologie des différents signaux : ù FMout : modulation du signal FM émis par l'adaptateur, ù BUZZER : activation, ou non du buzzer,

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Microphone : identification des différents signaux captés par le micro-phone. Selon un premier aspect de l'invention, il s'agit pour le dispositif de réagir à une requête produite par le microcontrôleur, typiquement en cas d'appel entrant provenant du téléphone portable couplé à l'adaptateur par liaison Bluetooth. Lorsque survient cette requête (étape 70), alors l'adaptateur émet le signal de référence REF et active le microphone (étape 72). Le signal capté par le microphone est analysé par l'algorithme décrit plus haut en référence à la figure 4, de manière à déterminer la présence, ou non, du signal de référence dans l'environnement acoustique du dispositif (étapes 74 et 76). Cette analyse est effectuée en boucle pendant une du-rée maximale To donnée (étape 78). Si, à l'issue de cette analyse, le dispositif détecte la présence du signal de référence, et conclut donc à la concordance entre fréquences d'émission et de réception, l'émission du signal de référence est arrêtée, et le signal FM est alors modulé par un signal imitant une sonnerie, de manière à signaler à l'utilisateur l'appel entrant (étape 80, et période SONNERIE sur la figure 6). Ce signal de sonnerie est transmis à l'autoradio et reproduit sur les haut-parleurs du véhicule. L'adaptateur se met alors en attente d'une action de l'utilisateur, pendant une durée maximale TI (étapes 82 et 84). Cette action peut être une acceptation ou un refus de l'appel, par interaction avec l'adaptateur, soit physiquement (appui sur une touche), soit par reconnaissance vocale. Si l'utilisateur accepte l'appel (repère DÉCROCHAGE sur la figure 6), l'adaptateur acquitte la requête qui avait été initialement émise (étape 88), provo-quant le décrochage et l'établissement de la communication téléphonique (étape 90, et période COMM sur la figure 6). Si aucune action n'intervient à l'issue de la période TI, l'adaptateur envoie un accusé de réception négatif au microcontrôleur, et désactive le micro-phone (étape 86). On va maintenant examiner la situation lorsqu'à l'issue de la période To l'adaptateur ne reconnaît pas le signal de référence REF dans le signal acoustique capté par le microphone, et conclut donc que les fréquences d'émission et de réception ne concordent pas, ou plus.

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Une signalisation est produite par le dispositif, par activation du buzzer, et éventuellement clignotement de l'afficheur 30. Du fait du désaccord des fréquences, cette signalisation ne peut pas être relayée par l'autoradio, et c'est donc l'adaptateur lui-même qui doit produire la signalisation (étape 92, et période BUZZER sur la figure 7). Le dispositif se met alors en attente d'une action de l'utilisateur, pendant un délai maximal T2 (étapes 94 à 96). Si l'utilisateur réagit à la signalisation émise par le buzzer, par exemple en appuyant sur un bouton de l'adaptateur et/ou en tentant de modifier la fréquence d'émission de celui- ci par appui sur les boutons de sélection de fréquence 28 ou 32, alors l'adaptateur envoie au téléphone un signal de décrochage (étape 100) : en effet, même si l'on est pas encore certain que les fréquences concordent, on peut supposer que l'utilisateur souhaite répondre à l'appel, et pour cette raison l'adaptateur déclenche automatiquement le décrochage, par anticipation. L'algorithme recherche la présence du signal de référence pendant une durée maximale T3 (étapes 102, 104 et 106). On notera que cette recherche peut être soit conditionnée à la détection d'une action par l'utilisateur comme dans l'organigramme illustré, soit effectuée parallèlement à la dé- tection de cette action, de façon indépendante de cette dernière. SI l'algorithme d'analyse reconnaît le signal de référence, ceci signifie que l'utilisateur a réussi à accorder les fréquences d'émission et de réception, soit en modifiant les réglages de l'adaptateur (bouton 38 ou présélection par le poussoir 32), soit en modifiant la fréquence de réception de l'auto- radio, par exemple en sélectionnant sur cette dernière une fréquence particulière que l'utilisateur aura réservée à la réception de signaux issus de l'adaptateur. Le buzzer est alors désactivé, et un acquit est renvoyé au microcontrôleur en réponse à la requête initiale (étape 110). La communication téléphoni-30 que peut alors être établie (étape 90). Ceci est illustré sur la zone de droite des chronogrammes de la figure 7 où l'on voit que la communication (COM) est établie, et reproduite par les haut-parleurs de l'autoradio (et donc captée par le microphone), peu après que le microphone ait détecté l'apparition du signal de référence 35 REF dans l'environnement sonore de l'adaptateur.

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En cas d'échec d'accord des fréquences, le signal REF n'est toujours pas reconnu et, au bout de la temporisation T3, l'adaptateur abandonne la procédure, commande le raccrochage (étape 108), envoie un acquit négatif au microcontrôleur et désactive le microphone (étape 86)1.

La figure 8 est homologue de la figure 5, pour un second aspect de l'invention. Selon ce second aspect, l'adaptateur cherche à empêcher l'utilisateur de faire usage d'une fonctionnalité nécessitant la concordance des fréquences d'émission et de réception, lorsque cette concordance n'est pas effec- tive. A la différence de la figure 5, dans le cas de la figure 8 la requête qui dé-clenche le processus est une requête initiée volontairement par l'utilisateur û et non une requête du microprocesseur générée par une cause ex-terne telle qu'un appel entrant dont l'utilisateur n'est pas à l'origine et au- quel on souhait qu'il réagisse. Cette requête peut être la demande d'émission d'un appel sortant par le radiotéléphone 38, ou la lecture d'un flux audio par le lecteur MP3 48. Cette requête utilisateur est relayée par le microcontrôleur de l'adaptateur (étape 112), déclenchant l'émission du signal de référence et l'activation du microphone (étape 114). Le signal capté par le microphone est analysé de manière à détecter la présence, ou non, du signal de référence, et ce pendant un délai maximal de temporisation To (étapes 116, 118 et 120). Si le signal de référence est reconnu, alors l'adaptateur cesse d'émettre celui-ci, et désactive le microphone (étape 122). Il peut alors activer complètement la fonction demandée (étape 124) de manière à exécuter l'action voulue : numérotation de l'appel, écoute de la musique,

. Dans le cas contraire, c'est-à-dire si aucun signal de référence n'est détecté avant le délai limite Tc, la détection du signal de référence est arrê- tée (étape 126) et une signalisation est renvoyée en retour à l'utilisateur, par exemple par activation du buzzer (étape 128). Simultanément, la fonction demandée est inhibée : la numérotation n'est pas effectuée, la musique ne démarre pas, ... On évite ainsi d'entamer des actions qui ne pourraient pas être correctement menées à leur terme, du fait de l'impossibilité d'obtenir la reproduction d'un signal audio, du fait 17..DTD: de l'absence de concordance entre la fréquence d'émission de l'adaptateur et la fréquence de réception de l'autoradio.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Un dispositif d'interfaçage entre, d'une part, une source de signaux audio (38, 48) et, d'autre part, un radiorécepteur (42) comprenant un circuit accordé sur une fréquence de réception radio prédéterminée ainsi que des moyens (52) de reproduction acoustique du signal reçu par ledit cir- cuit accordé, ce dispositif d'interfaçage (10) étant un dispositif pour relayer les signaux audio de la source vers le radiorécepteur pour restitution par les moyens de reproduction acoustique de ce dernier, et comprenant : ù des moyens (40, 50) de couplage à la source de signaux audio, 10 ù des moyens (44) émetteurs d'un signal radio, accordés sur une fréquence d'émission radio donnée, ù des moyens générateurs (54), pour produire un signal de référence (REF), ù des moyens pour moduler ledit signal radio par ledit signal de réfé-15 rence ou par les signaux audio reçus par les moyens de couplage, - un microphone (20), pour capter les signaux acoustiques présents dans l'environnement du dispositif, et ù des moyens d'analyse des signaux acoustiques captés par le micro-phone, 20 ce dispositif d'interfaçage étant caractérisé en ce qu'il comprend : ù des moyens d'initiation (112), par l'utilisateur, d'une fonctionnalité pré-déterminée, et - des moyens de commande (46) aptes, sur initiation de ladite fonctionnalité, à effectuer des opérations de : 25 e) par lesdits moyens générateurs, production (114) du signal de référence ; f) par les moyens d'analyse, exécution (116, 118, 120) d'un algorithme de détection d'un signal connu dans un environnement brui-té, propre à reconnaître la présence, ou non, du signal de réfé- 30 rence (REF) dans les signaux acoustiques captés par le micro-phone (20) ; g) dans l'affirmative, activation effective (124) de ladite fonctionnalité ; h) dans la négative, inhibition (128) de ladite fonctionnalité et activation (128) d'un avertisseur sonore (22) et/ou visuel (30) à destination de l'utilisateur.

2. Le dispositif d'interfaçage de la revendication 1, dans lequel ladite source de signaux audio est un radiotéléphone (38), et dans lequel ladite fonctionnalité est l'initiation d'un appel sortant par l'utilisateur.

3. Le dispositif d'interfaçage de la revendication 1, dans lequel ladite source de signaux audio est un lecteur de contenu audio (48), et dans le-quel ladite fonctionnalité est la lecture d'un flux audio.

4. Le dispositif d'interfaçage de la revendication 1, dans lequel ledit signal de référence (REF) est un signal impulsionnel émis de manière répétitive.

5. Le dispositif d'interfaçage de la revendication 4, dans lequel ledit signal de référence (REF) est un signal musical dont l'énergie est concentrée dans les fréquences supérieures à 2 kHz. 20

6. Le dispositif d'interfaçage de la revendication 4, dans lequel ledit signal de référence (REF) est un signal choisi parmi un signal sinusoïdal, un signal de type DTMF, ou un signal de type sonnerie de téléphone.

7. Le dispositif d'interfaçage de la revendication 1, dans lequel l'algorithme 25 de l'opération b) met en oeuvre l'évaluation d'une corrélation entre le signal acoustique capté par le microphone et le signal de référence généré par le dispositif.

8. Le dispositif d'interfaçage de la revendication 7, dans lequel ladite cor- 30 rélation est une corrélation statistique (60), évaluée pour une pluralité de valeurs de retard (62) appliquées au signal de référence (RE:F) produit par lesdits moyens générateurs (54), avec recherche d'un maximum (64) parmi les différentes corrélations et comparaison (66) de ce maximum à un seuil prédéfini (68), pour déterminer la présence ou l'absence du signal 35 de référence dans les signaux captés par le microphone.15

9. Le dispositif d'interfaçage de la revendication 8, dans lequel ladite corrélation statistique est calculée par évaluation récursive des variances et covariances des signaux en présence.

10. Le dispositif d'interfaçage de la revendication 7, dans lequel l'algorithme de l'opération b) met également en oeuvre l'application au signal capté par le microphone d'un traitement de réduction de bruit (58). 10

11. Le dispositif d'interfaçage de la revendication 10, dans lequel ledit traitement de réduction de bruit (58) comprend la détermination du spectre énergétique moyen pondéré d'un signal de bruit capté entre les périodes de production du signal de référence, et de soustraction de ce spectre du signal capté par le microphone pendant ces périodes de production du si-15 gnal de référence.

12. Le dispositif d'interfaçage de la revendication 1, dans lequel les moyens de commande comprennent des moyens (120) pour mettre fin à la génération du signal de référence de l'opération a), et à l'exécution de 20 l'algorithme de détection de l'opération b), à l'issue d'un délai de temporisation prédéterminé (T0).5