WO1998035462A1 - Procedes de transmission acoustique d'un message numerique et de decodage de cette transmission acoustique et dispositifs correspondants - Google Patents

Procedes de transmission acoustique d'un message numerique et de decodage de cette transmission acoustique et dispositifs correspondants Download PDF

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    • H04H60/58—Arrangements characterised by components specially adapted for monitoring, identification or recognition covered by groups H04H60/29-H04H60/54 of audio

Definitions

  • the invention relates to the acoustic transmission of a bit, and more generally of a digital message, as well as the decoding of the acoustically restored message.
  • the invention aims to provide a solution to this problem.
  • An object of the invention is to propose a method of
  • an acoustic transmission signal is produced from a pair of acoustic signals
  • the logical value of the bit thus transmitted is coded as a function of the content of said pair of consecutive elementary signals.
  • the logical value of the bit can be coded directly from the sole form or temporal evolution of the elementary signals without it being necessary to carry out any processing, for example frequency, to obtain the coding of the bit.
  • the information to be transmitted is not contained in the particular frequencies of the acoustic transmission signal, but in the succession of two consecutive sound elements which directly define the state of the bit to transmit, for example depending on whether they are identical or different.
  • the transmission acoustic signal is then developed from a succession of pairs of consecutive elementary acoustic signals so as to code the logical values of the bits.
  • a first elementary acoustic signal having predetermined characteristics is produced and a second elementary acoustic signal reversed in phase with respect to the first acoustic signal.
  • Any bit having a first logical value (for example the value 1) is then coded by a pair of first consecutive elementary acoustic signals or by a pair of second consecutive elementary acoustic signals, while any bit having a second logical value (for example the value zero), is coded by a pair of different consecutive elementary acoustic signals.
  • N bits of the message consecutively by developing the acoustic transmission signal from N + 1 consecutive elementary acoustic signals chosen from the two predetermined elementary signals as a function of the respective logical values of the bits of the message.
  • the useful part of any message transmitted is preferably preceded by a synchronization header comprising at least three successive bits of respectively different logical values, for example the bits 0 1 0. This facilitates the detection of this header. synchronization and minimizes the risk of errors in decoding the message.
  • the transmission acoustic signal can be constituted solely by the succession of the various elementary acoustic signals, it can be developed by further incorporating an additional sound signal, such as for example background music.
  • This added signal has no functional role in the actual coding and must be chosen so as to remain at a level much lower than that of the coded signal containing the useful information. As an indication, this additional signal should not exceed in amplitude 10% of the coded signal. This additional signal therefore only serves to make the tones more pleasant to the ear.
  • the subject of the invention is also a method of decoding the logical value of a bit transmitted by an acoustic transmission signal produced from a pair of predetermined elementary acoustic signals of equal elementary durations, the content of said pair coding the logical value of the bit.
  • this decoding method comprises an autocorrelation of the acoustic transmission signal received over a duration at most equal to said elementary duration, the result of this autocorrelation making it possible to deduce the logical value of the bit thus received.
  • the decoding of the value of the bits of the synchronization header includes the detection of changes in logical values, that is to say the detection of the 0/1 or 1/0 transitions, the analysis of the duration separating these transitions logic, and the comparison of this duration with said elementary duration. This makes it possible in particular to contribute to distinguishing the bits of the synchronization header from random decoded bits and actually coming from noise.
  • a shaping treatment of the transmission signal comprising a comparison of this signal with a reference value, for example a zero value, of so as to get a binary comparison signal.
  • a sampling of this binary comparison signal is carried out so as to obtain two groups of samples extending respectively in time over two identical durations substantially equal to said elementary duration.
  • the correlation processing then comprises a sample-to-sample comparison of the two groups of samples and an accounting of the number of samples of identical or different values. It is moreover preferable to carry out a prior filtering processing of the received transmission signal, in particular to eliminate low frequencies such as those contained in human speech, and to extract the frequency band containing the useful information (bits).
  • the acoustic transmission signal is transmitted over the air, as is the case for example during a radio or television broadcast, where the radio signal is received, the acoustic transmission signal is restored in acoustic form, by example by means of the loudspeaker of the television set or the radio set, and the acoustic transmission signal is then advantageously picked up by means of an acoustic sensor, for example a microphone, so as to decode the bit or bits from of the acoustic transmission signal thus received.
  • an acoustic sensor for example a microphone
  • the invention also relates to a device for the acoustic transmission of a bit.
  • this device comprises means for generating two different predetermined elementary acoustic signals and of equal elementary durations, coding means capable of producing an acoustic transmission signal from a pair of acoustic signals consecutive elementary elements chosen from two different predetermined elementary acoustic signals, the logical value of the bit to be transmitted being coded as a function of the content of said pair of elementary signals, and of means for transmitting the acoustic transmission signal.
  • the generation means are capable of generating a first elementary acoustic signal having predetermined characteristics, and a second elementary acoustic signal reversed in phase with respect to the first acoustic signal.
  • the coding means are then able to code any bit having a first logical value by a pair of first consecutive elementary acoustic signals or by a pair of second consecutive elementary acoustic signals, and any bit having a second logical value by a pair of acoustic signals different consecutive elementaries.
  • the device can include a microcomputer and a sound card incorporating the generation and coding means.
  • Mixing means can also be provided capable of incorporating an additional sound signal into the acoustic transmission signal.
  • the invention also relates to a device for decoding the logical value of a bit transmitted by an acoustic transmission signal produced from a pair of predetermined elementary acoustic signals of equal elementary durations, the content of said pair coding the logical value of the bit.
  • This device comprises means for receiving the acoustic transmission signal and means for processing the received signal comprising autocorrelation means capable of performing autocorrelation of the received signal. over a duration at most equal to said elementary duration, the result of this autocorrelation making it possible to deduce the logical value of the bit thus received.
  • the autocorrelation means For the decoding of the content of a digital message comprising several bits, the autocorrelation means carry out a succession of autocorrelations of the received transmission signal.
  • the processing means advantageously include means for shaping the received transmission signal comprising means for comparing this signal with a reference value so as to obtain a comparison signal binary, means for sampling the binary comparison signal, and two cascade registers for storing the two groups of samples thus obtained.
  • the autocorrelation means comprise means of comparison of the EXCLUSIVE OR type able to carry out a sample-to-sample comparison of the two groups of samples, as well as a counter capable of counting the number of samples of identical or different values, and a output flip-flop capable of taking the logical value 0 or 1 as a function of the comparison of the counting value with respect to two predetermined thresholds.
  • the processing means may further comprise a microprocessor capable of reading the content of the output flip-flop so as to deliver the bits of the message. This is particularly the case during the synchronization phase for the detection of the bits of the synchronization header of a message.
  • FIG. 1 schematically illustrates two elementary acoustic signals used in the invention
  • FIGS. 2 and 3 illustrate two other examples of elementary acoustic signals
  • FIG. 4 illustrates two examples of coding a bit of logical value 1
  • FIG. 5 illustrates two examples of coding a bit of logical value 1
  • FIG. 6 illustrates the coding of a message comprising several bits
  • FIG. 7 more particularly illustrates the internal structure of a transmitted message
  • FIG. 8 is a schematic block diagram of a transmission device and of a decoding device according to the invention.
  • FIGS. 9 and 10 illustrate in more detail schematically certain parts of the decoding device of FIG. 6.
  • two elementary acoustic signals SEl or SE2 or sound elements are used here, having equal elementary durations T and being here equal to 65.536 ms.
  • the elementary acoustic signal SE2 is reversed in phase (that is to say multiplied by -1) with respect to the elementary acoustic signal SEl.
  • the elementary acoustic signal, or sound element, SE1 is "direct” while the elementary acoustic signal SE2, or sound element, is "inverted".
  • the sound elements have been represented in the form of a substantially sinusoidal signal, in order to simplify the graphic representations.
  • the invention is not limited to a particular type of sound element and allows the use of any sound element having a temporal evolution and any frequency spectrum.
  • the digital messages are intended to be transmitted over the air.
  • the FM band frequency modulation
  • the bandwidth of a current ordinary television speaker hardly extends beyond 8 to 10 kHz and can be reduced even more depending on the quality of the speakers used.
  • the decoding of the information it is preferable, for the decoding of the information, to eliminate as far as possible the maximum of voice frequencies which could result from human words spoken, either when sound elements are formed or when the signal containing the messages is received, for example due to people near the microphone of the decoding box.
  • the sound element SI represented temporally partially over 22 ms has a frequency spectrum extending mainly between 1 kHz and 4 kHz with peaks of the order of 1.5; 2 and 3 kHz.
  • Such a sound element makes it possible to obtain an acoustic transmission signal analogous to the ringing of a mechanical alarm clock.
  • the direct sound element SE1 partially represented over a duration of 27 ms, has a substantially sinusoidal shape and a frequency spectrum extending mainly between 1 and 2.5 kHz.
  • these two elements of sound were obtained by calculation using a microcomputer and an associated sound card. More precisely, the sound element SEl of FIG. 3 was obtained in particular from a frequency ramp and makes it possible to develop an acoustic transmission signal similar to a chirping of birds. That said, although the elements of sound are generally generated by software, the invention does not exclude selecting a selected time range of a preexisting initial sound signal, for example a piece of music, to form said element of direct or inverted sound. As illustrated in FIG.
  • a bit of logical value 1 (for example) is coded from two identical consecutive sound elements, that is to say either as illustrated on the left part of FIG. 4, from two direct sound elements SEl, as illustrated on the right-hand side of FIG. 4 from the succession of two inverted sound elements SE2.
  • the succession of two different sound elements is used. More precisely, one can use (left part of FIG. 5) a direct sound element SEl followed by an inverted sound element in phase SE2 or else (right part of FIG. 5) the succession of an inverted sound element SE2 and a direct sound element SEl.
  • any message transmitted MS comprises an ETS synchronization header followed by the useful part PU proper of the message containing the information to be transmitted and formed here of a byte.
  • the synchronization header it is particularly advantageous for the synchronization header to include at least 3 successive bits of different logical values, so as to be able to detect two logical transitions 0/1 and 1/0.
  • the transmission device intended for transmitting acoustically via a microwave link, an MS message, firstly includes an MCO block incorporating means for generating the two elementary acoustic signals from which the different bits of the message will be coded, and coding means making it possible to assemble these different elements as a function logical values of the message bits.
  • an MCO block incorporating means for generating the two elementary acoustic signals from which the different bits of the message will be coded, and coding means making it possible to assemble these different elements as a function logical values of the message bits.
  • MCO block incorporating means for generating the two elementary acoustic signals from which the different bits of the message will be coded, and coding means making it possible to assemble these different elements as a function logical values of the message bits.
  • coding means making it possible to assemble these different elements as a function logical values of the message bits.
  • one can use in this respect a microcomputer allowing the generation by calculation of the acoustic signal used to
  • MXA analog mixing means perfectly known to those skilled in the art, and intended to incorporate into the transmission acoustic signal containing the message an additional SSA sound signal, for example low level background music. .
  • the acoustic transmission signal SAT then containing the message MS to be transmitted, can be directly delivered to radio transmission means EMT so as to be transformed into a radio signal intended to be broadcast via the ATI antenna. It is also possible to record the acoustic transmission signal SAT beforehand on a recording means MTS, for example an audio cassette, using a recorder / player device such as a tape recorder.
  • the recording speed should be about the same as the replay speed except for one fluctuation.
  • a slowing down or an acceleration of the band results in a compression or a temporal expansion of the signal which can be troublesome for the decoding of the information such as it will be explained in more detail below.
  • a tape recorder whose speed is not stable (which therefore gives rise to wailing and flickering), or whose frame rate is stable but too slow or too fast, can cause decoding.
  • a means of recording and re-reading the acoustic transmission signal will be chosen, the difference between the recording and reading speeds of which remains below a threshold. predetermined which is linked to the maximum frequency contained in the predetermined elementary signals (sound elements) as well as to the elementary duration T of these sound elements.
  • predetermined which is linked to the maximum frequency contained in the predetermined elementary signals (sound elements) as well as to the elementary duration T of these sound elements.
  • a person skilled in the art will therefore be able to choose a digital type recorder (DAT format: Digital Audio Tape) such as a professional tape recorder, for example the one sold by the company SONY under the reference TCD-D7.
  • DAT format Digital Audio Tape
  • TCD-D7 a professional tape recorder
  • the decoding device also comprises a conventional television receiver TV associated with a reception antenna AT2 for receiving the radio signal, and equipped with a loudspeaker HP restoring in acoustic form the acoustic signal of transmission SAT which contains digital message
  • the decoding device also comprises a box, for example portable, LV comprising an acoustic sensor MC such as a microphone capable of receiving the acoustic transmission signal reproduced by the loudspeaker HP of the television set TV.
  • a box for example portable, LV comprising an acoustic sensor MC such as a microphone capable of receiving the acoustic transmission signal reproduced by the loudspeaker HP of the television set TV.
  • the BT box comprises, in addition to the microphone, means for processing the received signal comprising, in the embodiment described here, an analog stage MFA intended, as will be seen in more detail below, for filtering the received signal and setting up form of the latter so as to deliver a binary signal SCB.
  • the processing means also include autocorrelation means and message decoding means, distributed here between a specific integrated circuit (ASIC) referenced ASC and a processor PR, for example a 4-bit microcontroller.
  • ASIC specific integrated circuit
  • the decoding of the logical value of any bit of the message comprises, according to the invention, an autocorrelation of the signal received over an autocorrelation duration at most equal to the elementary duration of a sound element.
  • MFA comprises two filters FI and F2 which are here two bandpass filters centered around a chosen cutoff frequency, for example of the order of 3.4 kHz. These two bandpass filters are followed by a third filter F3 which is in this case a high pass filter having a cutoff frequency of the order of a few hundred Hz, typically 340 Hz.
  • the BT box is not connected by any link, in particular wired, to the TN television receiver, and this in particular for the purpose of simplicity of construction and cost reduction. Consequently, the microphone MC of the box BT receives not only the acoustic transmission signal SAT containing the digital message, but also a certain number of ambient noises BAM, such as for example a barking of a dog or even conversation noises. Bandpass filtering therefore essentially has the function of attenuating ambient noise, and in particular any words spoken by people.
  • the high pass filter is not really essential. However, it also helps to eliminate low frequencies and ensures in particular a suppression of the DC component of the signal.
  • a comparator CMP1 intended to compare the filtered signal coming from the filter F3 with a reference value, in this case the zero value, so as to obtain a binary comparison signal, that is to say ie a signal capable of taking only two values, in this case the values +1 and -1.
  • This binary comparison signal SCB is then delivered to the ASIC ASC (FIG. 10) to be sampled there by a conventional sampler ECH controlled by a clock signal CLK originating for example from a quartz QT.
  • the sampling frequency chosen here is 3.9 kHz. Consequently, the signal SCB leaving the comparator will be sampled every 256 ⁇ s.
  • the samples corresponding to a duration equal to two elementary durations are stored in two shift registers RI and R2 connected in cascade, each capable of storing 255 binary values. These registers therefore form a delay line.
  • the autocorrelation of the received signal is therefore carried out here over a duration substantially equal to the elementary duration of 65.536 ms, to the nearest sample.
  • the output of this set of XOR doors is connected to the two inputs of a CPT counter. More precisely, for the index i, the value of the counter CPT is incremented if the two samples Rl (i) and R2 (i) are equal and this counter is decremented if they are opposite.
  • the state of the counter therefore reflects the resemblance between two adjacent time ranges of the received signal.
  • a theoretical value of 255 would correspond to signals in perfect correlation and would therefore be representative of a bit "1" of the message, while a value of -255 would correspond to signals in perfect opposition which would be equivalent to one bit "0" of the message.
  • a threshold S I is then fixed for the decision to decode a bit "1" received and a threshold S2 is fixed for the decision to decode a bit "0" received.
  • these two thresholds respectively equal to +32 and -32.
  • the output of the counter is compared with these different thresholds in a hysteresis comparator CMP2 for example a Schmitt trigger and the output of the comparator is connected to an output flip-flop BS.
  • a hysteresis comparator CMP2 for example a Schmitt trigger and the output of the comparator is connected to an output flip-flop BS.
  • the value of the counter is compared with the decision thresholds. The result of this operation is transmitted to the output flip-flop. If the value of the counter CMP2 exceeds 32, the output of the flip-flop BS goes to 1. If the value of the counter becomes lower than -32, the output of the flip-flop BS goes to 0. For all intermediate values, the output of the scale remains unchanged.
  • the decoding device therefore behaves as if a window of width equal to two elementary durations were dragged over the signal to be analyzed.
  • the BS output flip-flop is updated each time the decision threshold is crossed. If consecutive bits keep the same value, the SCF output of the output flip-flop does not change state.
  • the SCF signal delivered by the output flip-flop is analyzed by a microprocessor PR.
  • the processor PR When a message is received, the processor PR will first of all detect the synchronization header of this message. In this regard, the software contained in the microprocessor will, throughout this synchronization period, continuously read the output of the flip-flop BS and detect any variation in the value of this output, that is to say say any logical transition 0/1 or 1/0.
  • the processor will also analyze the duration separating two detected logical transitions and compare it with the elementary duration T of a sound element.
  • the comparison of the duration separating two detected logical transitions with the elementary duration makes it possible to differentiate the real bits of the bit synchronization header which would be detected and which would in fact be due only to parasites caused for example by ambient noise.
  • the received message can then undergo further processing within the microprocessor, depending on the various applications.
  • the message MS contains time synchronization information and / or information relating to correct responses from a multiple choice game and which will be stored in an appropriate memory of the box. It is also conceivable that at least some of the information of the message is displayed in clear on a screen of the box, not shown here for the purpose of simplification.
  • a sampling frequency at least equal to the highest frequency peak fmax remains acceptable in the application which has just been described. Indeed, although a sampling frequency fmax leads to information losses for certain frequencies of the sound element in particular the frequency fmax, it turned out that this was not a problem for obtaining a good decoding of the message taking into account that the sound element chosen also has many frequencies lower than the sampling frequency fmax. Furthermore, the choice of such a sampling frequency has the advantage of limiting the complexity of the decoding circuits.
  • the person skilled in the art can easily increase the sampling frequency of the SCB signal as a function of the nature of the sound element used and in particular if he uses sound elements exhibiting regular temporal changes such as for example sinusoids or damped sinusoids with well-defined unique frequencies.

Abstract

On élabore un signal acoustique de transmission à partir d'une paire de signaux acoustiques élémentaires consécutifs (SE1, SE2) choisis parmi deux signaux acoustiques élémentaires prédéterminés différents et ayant chacun une même durée élémentaire prédeterminée (T), et on code la valeur logique d'un bit transmis directement en fonction du contenu de ladite paire de signaux élémentaires consécutifs. Application à la télévision ou à la radio interactive.

Description

PROCEDES DE TRANSMISSION ACOUSΗQUE D'UN MESSAGE NUMERIQUE ET DE DECODAGE DE CETTE TRANSMISSION ACOUSΗQUE ET DISPOSITIFS CORRESPONDANTS
L'invention concerne la transmission acoustique d'un bit, et plus généralement d'un message numérique, ainsi que le décodage du message restitué de façon acoustique.
L'invention trouve une application avantageuse mais non
5 limitative dans le domaine de la télévision ou de la radio interactive permettant notamment lors de jeux ou d'émissions radiodiffusées de transmettre à un instant donné des informations numériques à un boîtier interactif de jeu coopérant de façon acoustique avec le haut- parleur d'un poste de télévision ou d'un poste de radio.
10 Des systèmes de codage classiques d'un message numérique dans un signal sonore utilisent généralement des fréquences particulières du signal acoustique pour la transmission du message. Or, la réflexion du signal acoustique restitué et contenant le message, sur les murs d'une pièce par exemple, entraîne généralement une
15 modification du spectre de fréquences du signal ce qui pose alors des problèmes pour le décodage correct du message contenu dans le signal acoustique reçu.
L'invention vise à apporter une solution à ce problème.
Un but de l'invention est de proposer un procédé de
20 transmission et de décodage visant à s'affranchir au maximum des problèmes de réflexion de signaux acoustiques.
Selon une caractéristique générale du procédé de transmission acoustique d'un bit selon l'invention, on élabore un signal acoustique de transmission à partir d'une paire de signaux acoustiques
25 élémentaires consécutifs choisis parmi deux signaux acoustiques élémentaires prédéterminés différents ayant chacun une même durée élémentaire prédéterminée, et on code la valeur logique du bit ainsi transmis en fonction du contenu de ladite paire de signaux élémentaires consécutifs. Ainsi on peut coder la valeur logique du bit directement à partir de la seule forme ou évolution temporelle des signaux élémentaires sans qu'il soit nécessaire d'effectuer sur ces signaux élémentaires un quelconque traitement, fréquentiel par exemple, pour obtenir le codage du bit. En d'autres termes, selon l'invention, l'information à transmettre n'est pas contenue dans les fréquences particulières du signal acoustique de transmission, mais dans la succession de deux éléments de son consécutifs qui définissent directement l'état du bit à transmettre, par exemple selon qu'ils sont identiques ou différents. Pour la transmission d'un message numérique comportant plusieurs bits, on élabore alors le signal acoustique de transmission à partir d'une succession de paires de signaux acoustiques élémentaires consécutifs de façon à coder les valeurs logiques des bits.
Selon un mode de mise en oeuvre de l'invention, on élabore un premier signal acoustique élémentaire ayant des caractéristiques prédéterminées et un deuxième signal acoustique élémentaire inversé en phase par rapport au premier signal acoustique. On code alors tout bit ayant une première valeur logique (par exemple la valeur 1) par une paire de premiers signaux acoustiques élémentaires consécutifs ou par une paire de deuxièmes signaux acoustiques élémentaires consécutifs, tandis que tout bit ayant une deuxième valeur logique (par exemple la valeur zéro), est codé par une paire de signaux acoustiques élémentaires consécutifs différents.
On peut avantageusement transmettre consécutivement N bits du message en élaborant le signal acoustique de transmission à partir de N+l signaux acoustiques élémentaires consécutifs choisis parmi les deux signaux élémentaires prédéterminés en fonction des valeurs logiques respectives des bits du message. Ceci permet ainsi de réduire la durée du signal acoustique de transmission et par conséquent d'augmenter la vitesse de décodage. On fait de préférence précéder la partie utile de tout message transmis d'un en-tête de synchronisation comportant au moins trois bits successifs de valeurs logiques respectivement différentes, par exemple les bits 0 1 0. Ceci facilite la détection de cet en-tête de synchronisation et minimise les risques d'erreurs dans le décodage du message.
Bien que le signal acoustique de transmission puisse être constitué uniquement par la succession des différents signaux acoustiques élémentaires, on peut l'élaborer en y incorporant en outre un signal sonore additionnel, tel que par exemple une musique de fond. Ce signal ajouté n'a aucun rôle fonctionnel dans le codage proprement dit et doit être choisi de façon à rester à un niveau très inférieur à celui du signal codé contenant les informations utiles. A titre indicatif ce signal additionnel ne devrait pas dépasser en amplitude 10% du signal codé. Ce signal addtionnel ne sert donc qu'à rendre les sonorités plus agréables à l'oreille.
L'invention a également pour objet un procédé de décodage de la valeur logique d'un bit transmis par un signal acoustique de transmission élaboré à partir d'une paire de signaux acoustiques élémentaires prédéterminés de durées élémentaires égales, le contenu de ladite paire codant la valeur logique du bit. Selon une caractéristique générale de l'invention, ce procédé de décodage comporte une autocorrélation du signal acoustique de transmission reçu sur une durée au plus égale à ladite durée élémentaire, le résultat de cette autocorrélation permettant de déduire la valeur logique du bit ainsi reçu.
Bien qu'il soit préférable d'effectuer l'autocorrélation du signal sur une durée égale à la durée élémentaire, il n'est pas impossible d'effectuer cette autocorrélation sur une durée moindre. Pour le décodage du message numérique comportant plusieurs bits, on effectue une succession d'autocorrélations du signal de transmission reçu.
Pour le décodage d'un message comportant une partie utile précédé d'un en-tête de synchronisation comportant au moins trois bits successifs de valeurs logiques respectivement différentes, le décodage de la valeur des bits de l'en-tête de synchronisation comprend la détection des changements de valeurs logiques, c'est-à-dire la détection des transitions 0/1 ou 1/0, l'analyse de la durée séparant ces transitions logiques, et la comparaison de cette durée avec ladite durée élémentaire. Ceci permet notamment de contribuer à distinguer les bits de l'en-tête de synchronisation, de bits décodés aléatoires et provenant en fait de parasites sonores.
Selon un mode de mise en oeuvre du procédé utilisant deux signaux acoustiques élémentaires mutuellement inversés en phases, on effectue un traitement de mise en forme du signal de transmission comportant une comparaison de ce signal avec une valeur de référence, par exemple une valeur nulle, de façon à obtenir un signal de comparaison binaire. Puis on effectue un échantillonnage de ce signal de comparaison binaire de façon à obtenir deux groupes d'échantillons s'étendant respectivement temporellement sur deux durées identiques sensiblement égales à ladite durée élémentaire. Le traitement de corrélation comporte alors une comparaison échantillon à échantillon des deux groupes d'échantillons et une comptabilisation du nombre d'échantillons de valeurs identiques ou différentes. II est par ailleurs préférable d'effectuer un traitement de filtrage préalable du signal de transmission reçu, notamment pour éliminer des fréquences basses telles que celles contenues dans la parole humaine, et pour extraire la bande de fréquences contenant les informations utiles (bits). Lorsque le signal acoustique de transmission est transmis par voie hertzienne, comme c'est le cas par exemple lors d'une émission radiodiffusée de télévision ou de radio, oh reçoit le signal hertzien, on restitue le signal acoustique de transmission sous forme acoustique, par exemple au moyen du haut-parleur du téléviseur ou du poste de radio, et on capte alors avantageusement le signal acoustique de transmission au moyen d'un capteur acoustique, par exemple un microphone, de façon à effectuer le décodage du ou des bits à partir du signal acoustique de transmission ainsi capté. En d'autres termes, il n'existe dans ce cas là aucune liaison filaire entre le récepteur du signal hertzien et le dispositif comportant le microphone et permettant le décodage du message contenu dans le signal acoustique restitué.
L'invention a également pour objet un dispositif de transmission acoustique d'un bit. Selon une caractéristique générale de l'invention, ce dispositif comprend des moyens de génération de deux signaux acoustiques élémentaires prédéterminés différents et de durées élémentaires égales, des moyens de codage aptes à élaborer un signal acoustique de transmission à partir d'une paire de signaux acoustiques élémentaires consécutifs choisis parmi les deux signaux acoustiques élémentaires prédéterminés différents, la valeur logique du bit à transmettre étant codée en fonction du contenu de ladite paire de signaux élémentaires, et des moyens de transmission du signal acoustique de transmission.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les moyens de génération sont aptes à générer un premier signal acoustique élémentaire ayant des caractéristiques prédéterminées, et un deuxième signal acoustique élémentaire inversé en phase par rapport au premier signal acoustique. Les moyens de codage sont alors aptes à coder tout bit ayant une première valeur logique par une paire de premiers signaux acoustiques élémentaires consécutifs ou par une paire de deuxièmes signaux acoustiques élémentaires consécutifs, et tout bit ayant une deuxième valeur logique par une paire de signaux acoustiques élémentaires consécutifs différents.
Le dispositif peut comprendre un microordinateur et une carte-son incorporant les moyens de génération et de codage. II peut également être prévu des moyens de mixage aptes à incorporer un signal sonore additionnel dans le signal acoustique de transmission.
L'invention a également pour objet un dispositif de décodage de la valeur logique d'un bit transmis par un signal acoustique de transmission élaboré à partir d'une paire de signaux acoustiques élémentaires prédéterminés de durées élémentaires égales, le contenu de ladite paire codant la valeur logique du bit. Ce dispositif comprend des moyens de réception du signal acoustique de transmission et des moyens de traitement du signal reçu comportant des moyens d'autocorrélation aptes à effectuer une autocorrélation du signal reçu sur une durée au plus égale à ladite durée élémentaire, le résultat de cette autocorrélation permettant de déduire la valeur logique du bit ainsi reçue.
Pour le décodage du contenu d'un message numérique comportant plusieurs bits, les moyens d'autocorrélation effectuent une succession d'autocorrélations du signal de transmission reçu.
Lorsqu'on utilise deux signaux acoustiques élémentaires inversés en phase, les moyens de traitement comportent avantageusement des moyens de mise en forme du signal de transmission reçu comportant des moyens de comparaison de ce signal à une valeur de référence de façon à obtenir un signal de comparaison binaire, des moyens d'échantillonnage du signal de comparaison binaire, et deux registres cascades pour stocker les deux groupes d'échantillons ainsi obtenus. Les moyens d'autocorrélation comportent des moyens de comparaison du type OU EXCLUSIF aptes à effectuer une comparaison échantillon à échantillon des deux groupes d'échantillons, ainsi qu'un compteur apte à comptabiliser le nombre d'échantillons de valeurs identiques ou différentes, et une bascule de sortie apte à prendre la valeur logique 0 ou 1 en fonction de la comparaison de la valeur de comptage par rapport à deux seuils prédéterminés.
Ces différents moyens peuvent être par exemple réalisés au moyen d'un circuit intégré spécifique (ASIC).
Les moyens de traitement peuvent comporter en outre un microprocesseur apte à lire le contenu de la bascule de sortie de façon à délivrer les bits du message. C'est notamment le cas lors de la phase de synchronisation pour la détection des bits de l'en-tête de synchronisation d'un message.
D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée de modes de mise en oeuvre et de réalisation de l'invention, nullement limitatifs, et des dessins annexés sur lesquels :
- la figure 1 illustre schématiquement deux signaux acoustiques élémentaires utilisés dans l'invention,
- les figures 2 et 3 illustrent deux autres exemples de signaux acoustiques élémentaires, - la figure 4 illustre deux exemples de codage d'un bit de valeur logique 1,
- la figure 5 illustre deux exemples de codage d'un bit de valeur logique 0, - la figure 6 illustre le codage d'un message comportant plusieurs bits,
- la figure 7 illustre plus particulièrement la structure interne d'un message transmis,
- la figure 8 est un synoptique schématique d'un dispositif de transmission et d'un dispositif de décodage selon l'invention, et,
- les figures 9 et 10 illustrent plus en détail de façon schématique certaines parties du dispositif de décodage de la figure 6.
Tel qu'illustré sur la figure 1, on utilise ici deux signaux acoustiques élémentaires SEl ou SE2 ou éléments de son, ayant des durées élémentaires T égales et valant ici de 65,536 ms.
Comme on peut le voir sur cette figure 1, le signal acoustique élémentaire SE2 est inversé en phase (c'est-à-dire multiplié par -1) par rapport au signal acoustique élémentaire SEl . En d'autres termes, et plus simplement, on dira que le signal acoustique élémentaire, ou élément de son, SEl est "direct" tandis que le signal acoustique élémentaire SE2, ou élément de son, est "inversé".
Sur la figure 1 , les éléments de son ont été représentés sous la forme d'un signal sensiblement sinusoïdal et ce, pour simplifier les représentations graphiques. Ceci étant, d'une façon générale, l'invention n'est pas limitée à un type particulier d'éléments de son et permet l'utilisation d'un élément de son quelconque présentant une évolution temporelle et un spectre de fréquences quelconques.
Néanmoins, lorsque l'invention est plus particulièrement destinée à être appliquée dans le cadre de jeux télévisés ou radiophoniques interactifs, les messages numériques sont destinés à être transmis par voie hertzienne. Or, la bande FM (modulation de fréquences) est limitée à environ 15 kHz. C'est la raison pour laquelle, pour de telles applications, on utilisera de préférence des éléments de son dont les spectres de fréquences ne contiennent pas des fréquences supérieures à 15 kHz. En outre, la bande passante d'un haut-parleur actuel de télévision ordinaire ne s'étend guère au-delà de 8 à 10 kHz et peut être encore plus réduite en fonction de la qualité des haut-parleurs utilisés.
Par ailleurs, bien que la présence de fréquences relativement basses permet de modifier la tonalité du signal et de le rendre plus agréable à l'oreille, il est préférable, pour le décodage des informations, d'éliminer dans la mesure du possible le maximum de fréquences vocales qui pourraient résulter de paroles humaines prononcées, soit lors de la formation des éléments de son soit lors de la réception du signal contenant les messages, en raison par exemple de personnes se trouvant à proximité du microphone du boîtier de décodage.
Pour toutes ces raisons, il a été jugé préférable, dans l'application qui va maintenant être décrite et qui utilise un récepteur de télévision, d'utiliser un élément de son direct, et par conséquent un élément de son inversé, possédant un spectre de fréquences dont la plupart des fréquences se situe entre 1 kHz et 4 kHz.
On peut ainsi utiliser par exemple les éléments de son directs SEl illustrés sur les figures 2 et 3. Sur la figure 2, l'élément de son S I représenté temporellement partiellement sur 22 ms a un spectre de fréquences s'étendant principalement entre 1 kHz et 4 kHz avec des pics de l'ordre de 1,5; 2 et 3 kHz. Un tel élément de son permet d'obtenir un signal acoustique de transmission analogue à une sonnerie d'un réveil mécanique.
Sur la figure 3, l'élément de son direct SEl, représenté partiellement sur une durée de 27 ms, a une forme sensiblement sinusoïdale et un spectre de fréquences s'étendant principalement entre 1 et 2,5 kHz. En pratique ces deux éléments de son ont été obtenus par calcul au moyen d'un microordinateur et d'une carte-son associée. Plus précisément l'élément de son SEl de la figure 3 a été obtenu notamment à partir d'une rampe de fréquences et permet d'élaborer un signal acoustique de transmission analogue à un pépiement d'oiseau. Ceci étant, bien que les éléments de son soient en général générés par logiciel, l'invention n'exclut pas de sélectionner une plage temporelle choisie d'un signal sonore initial préexistant, par exemple un morceau de musique, pour former ledit élément de son direct ou inversé. Comme illustré sur la figure 4, on code un bit de valeur logique 1 (par exemple) à partir de deux éléments de son consécutifs identiques c'est-à-dire soit comme illustré sur la partie gauche de la figure 4, à partir de deux éléments de son directs SEl soit, comme illustré sur la partie droite de la figure 4 à partir de la succession de deux éléments de son inversés SE2.
En ce qui concerne le codage d'un bit de valeur logique 0 on utilise, comme illustré sur la figure 5, la succession de deux éléments de son différents. Plus précisément, on peut utiliser (partie gauche de la figure 5) un élément de son direct SEl suivi d'un élément de son inversé en phase SE2 ou bien (partie droite de la figure 5) la succession d'un élément de son inversé SE2 et d'un élément de son direct SEl .
Alors qu'il eût été possible d'utiliser autant de paires d'éléments de son que de bits à transmettre, il a été jugé préférable, pour des raisons de compacité et par conséquent de vitesse de décodage, d'utiliser, comme illustré sur la figure 6, N+l éléments, de son consécutifs pour coder N bits consécutifs d'un message. Plus précisément, sur la figure 6, la séquence 0 1 0 est codée à partir des quatre éléments de son consécutifs SEl, SE2, SE2 et SEl . Comme illustré sur la figure 7, il a été jugé préférable, en particulier pour faciliter le décodage des informations, que tout message transmis MS comprenne un en^tête de synchronisation ETS suivi de la partie utile PU proprement dite du message contenant les informations à transmettre et formée ici d'un octet. Comme il sera expliqué plus en détail ci-après, il est particulièrement avantageux que l'en-tête de synchronisation comprenne au moins 3 bits successifs de valeurs logiques différentes, de façon à pouvoir détecter deux transitions logiques 0/1 et 1/0.
Sur la figure 8, on voit que le dispositif de transmission selon l'invention, destiné à transmettre de façon acoustique via une liaison hertzienne, un message MS, comprend tout d'abord un bloc MCO incorporant des moyens de génération des deux signaux acoustiques élémentaires à partir desquels seront codés les différents bits du message, et des moyens de codage permettant d'assembler ces différents éléments en fonction des valeurs logiques des bits du message. Dans un mode de réalisation particulier, on peut utiliser à cet égard un microordinateur permettant la génération par calcul du signal acoustique servant de support au codage des informations binaires, et une carte-son associée du type bien connu de l'homme du métier sous la dénomination anglaise "Sound Blaster".
En outre, il peut être avantageusement prévu des moyens de mixage analogiques MXA parfaitement connus de l'homme du métier, et destinés à incorporer au signal acoustique de transmission contenant le message un signal sonore additionnel SSA, par exemple une musique de fond à faible niveau.
Le signal acoustique de transmission SAT contenant alors le message MS à transmettre, peut être directement délivré à des moyens d'émission hertziens EMT de façon à être transformé en un signal hertzien destiné à être radiodiffusé via l'antenne ATI . II est également possible d'enregistrer au préalable le signal acoustique de transmission SAT sur un moyen d'enregistrement MTS, par exemple une cassette audio, à l'aide d'un appareil enregistreur/lecteur tel qu'un magnétophone.
Cependant, dans ce cas, la vitesse d'enregistrement doit être sensiblement la même que la vitesse de relecture à une fluctuation près. En effet, un ralentissement ou une accélération de la bande se traduit par une compression ou une dilatation temporelle du signal ce qui peut être gênant pour le décodage des informations tel qu'il va être exposé plus en détail ci-après. En d'autres termes, un magnétophone dont la vitesse n'est pas stable (qui donne donc lieu à un pleurage et à un scintillement), ou dont la vitesse de défilement est stable mais trop lente ou trop rapide, peut occasionner des erreurs de décodage.
D'une façon générale, on choisira un moyen d'enregistrement et de relecture du signal acoustique de transmission dont l'écart entre les vitesses d'enregistrement et de lecture reste inférieur à un seuil prédéterminé qui est relié à la fréquence maximale contenue dans les signaux élémentaires prédéterminés (éléments de son) ainsi qu'à la durée élémentaire T de ces éléments de son. Ainsi, à titre d'exemple, pour une durée élémentaire d'un élément de son égale à 65,536 ms, et pour un élément de son dont le spectre de fréquences est limité à 5 kHz, on acceptera une fluctuation maximale de vitesse de l'ordre de 0,04%.
De même, pour un signal élémentaire dont la fréquence maximale ne dépassera pas 10 kHz, et toujours pour une durée élémentaire de 65,536 ms, on tolérera une fluctuation maximale entre les vitesses de lecture et d'enregistrement, de l'ordre de 0,02%.
L'homme du métier pourra de ce fait choisir un enregistreur de type numérique (format DAT : Digital Audio Tape) tel qu'un magnétophone professionnel, par exemple celui commercialisé par la Société SONY sous la référence TCD - D7.
Le dispositif de décodage selon l'invention comprend ici également un récepteur de télévision classique TV associé à une antenne de réception AT2 pour recevoir le signal hertzien, et équipé d'un haut-parleur HP restituant sous forme acoustique le signal acoustique de transmission SAT qui contient le message numérique
MS.
Le dispositif de décodage selon l'invention comprend également un boîtier, par exemple portatif, BT comportant un capteur acoustique MC tel qu'un microphone capable de recevoir le signal acoustique de transmission restitué par le haut-parleur HP du téléviseur TV.
Le boîtier BT comprend, outre le microphone des moyens de traitement du signal reçu comportant, dans le mode de réalisation décrit ici un étage analogique MFA destiné comme on le verra plus en détail ci-après à effectuer un filtrage du signal reçu et une mise en forme de ce dernier de façon à délivrer un signal binaire SCB.
Les moyens de traitement comportent également des moyens d'autocorrélation et des moyens de décodage du message, répartis ici entre un circuit intégré spécifique (ASIC) référencé ASC et un processeur PR, par exemple un microcontrôleur 4 bits. D'une façon générale, le décodage de la valeur logique de tout bit du message comporte, selon l'invention, une autocorrélation du signal reçu sur une durée d'autocorrélation au plus égale à la durée élémentaire d'un élément de son. En d'autres termes, on va comparer, par cette autocorrélation sur une durée avantageusement égale à la durée élémentaire, deux plages temporelles adjacentes du signal reçu de façon à déterminer si ces deux plages comportent deux éléments de son identiques ou bien deux éléments de son opposés, ce qui permettra de déduire la valeur logique du bit ainsi reçu. Comme illustré plus particulièrement sur la figure 9, l'étage
MFA comporte deux filtres FI et F2 qui sont ici deux filtres passe- bande centrés autour d'une fréquence de coupure choisie, par exemple de l'ordre de 3,4 kHz. Ces deux filtres passe-bande sont suivis d'un troisième filtre F3 qui est en l'occurrence un filtre passe-haut ayant une fréquence de coupure de l'ordre de quelques centaines de Hz, typiquement 340 Hz.
En effet, le boîtier BT n'est relié par aucune liaison, en particulier filaire, au récepteur de télévision TN, et ce notamment dans un but de simplicité de réalisation et de réduction de coût. En conséquence, le microphone MC du boîtier BT reçoit non seulement le signal acoustique de transmission SAT contenant le message numérique, mais aussi un certain nombre de bruits ambiants BAM, tels que par exemple un aboiement de chien ou bien des bruits de conversation. Le filtrage passe-bande a donc essentiellement pour fonction d'atténuer les bruits ambiants, et notamment d'éventuelles paroles prononcées par des personnes. Bien qu'il eût été possible de n'utiliser qu'un seul filtre passe-bande, il a été jugé préférable actuellement d'utiliser deux filtres de façon à obtenir une meilleure raideur du filtrage résultant et donc une meilleure atténuation des fréquences indésirables, en particulier les fréquences vocales basses mais également des fréquences hautes qui pourraient engendrer un sifflement gênant.
De même, le filtre passe-haut n'est pas réellement indispensable. Ceci étant, il contribue également à éliminer les fréquences basses et assure en particulier une suppression de la composante continue du signal.
A la suite du filtre F3, on trouve un comparateur CMP1 destiné à comparer le signal filtré issu du filtre F3 avec une valeur de référence, en l'occurrence la valeur nulle, de façon à obtenir un signal de comparaison binaire, c'est-à-dire un signal susceptible de prendre uniquement deux valeurs, en l'occurrence les valeurs +1 et -1. Ce signal de comparaison binaire SCB est alors délivré à l'ASIC ASC (figure 10) pour y être échantillonné par un échantillonneur classique ECH commandé par un signal d'horloge CLK issu par exemple d'un quartz QT. La fréquence d'échantillonnage choisie ici est égale à 3,9 kHz. En conséquence, le signal SCB sortant du comparateur sera échantillonné toutes les 256 μs.
Les échantillons correspondant à une durée égale à deux durées élémentaires sont mémorisés dans deux registres à décalage RI et R2 montés en cascade, capables de stocker chacun 255 valeurs binaires. Ces registres forment donc une ligne à retard.
En fait, on a choisi ici à des fins de simplification des registres contenant chacun 255 cases mémoires car chaque 256ème impulsion est utilisée pour effectuer le transfert d'un échantillon dans le premier registre est par conséquent un transfert du dernier échantillon du premier registre dans le deuxième registre.
Entre deux échantillonnages à 256 μs, une comparaison bit à bit entre les deux registres est effectuée toutes les microsecondes au moyen d'un ensemble de portes OU EXCLUSIF référencées XOR.
On effectue donc ici l'autocorrélation du signal reçu sur une durée sensiblement égale à la durée élémentaire de 65,536 ms, à un échantillon près.
La sortie de cet ensemble de portes XOR est reliée aux deux entrées d'un compteur CPT. Plus précisément, pour l'indice i, on incrémente la valeur du compteur CPT si les deux échantillons Rl (i) et R2(i) sont égaux et on décrémente ce compteur si ils sont opposés.
Après comparaison des 255 valeurs, l'état du compteur reflète donc la ressemblance entre deux plages temporelles adjacentes du signal reçu. Bien entendu, une valeur théorique de 255 correspondrait à des signaux en corrélation parfaite et serait donc représentative d'un bit " 1" du message, tandis qu'une valeur de -255 correspondrait à des signaux en opposition parfaite ce qui équivaudrait à un bit "0" du message.
Dans la pratique, cette valeur de compteur varie de façon continue entre les deux valeurs extrêmes précédemment mentionnées.
Plus précisément, on fixe alors un seuil S I pour la décision de décodage d'un bit " 1 " reçu et on fixe un seuil S2 pour la décision de décodage d'un bit "0" reçu. Dans la pratique, on a choisi ces deux seuils respectivement égaux à +32 et -32.
En d'autres termes, la sortie du compteur est comparée à ces différents seuils dans un comparateur à hystérésis CMP2 par exemple un trigger de Schmitt et la sortie du comparateur est reliée à une bascule de sortie BS.
En d'autres termes, après chaque étape de comparaison la valeur du compteur est comparée aux seuils de décision. Le résultat de cette opération est transmis à la bascule de sortie. Si la valeur du compteur CMP2 dépasse 32, la sortie de la bascule BS passe à 1. Si la valeur du compteur devient inférieure à -32, la sortie de la bascule BS passe à 0. Pour toutes les valeurs intermédiaires, la sortie de la bascule reste inchangée.
En fait, le dispositif de décodage selon l'invention se comporte donc comme si l'on faisait glisser une fenêtre de largeur égale à deux durées élémentaires sur le signal à analyser. La bascule de sortie BS est mise à jour à chaque franchissement du seuil de décision. Si des bits consécutifs gardent la même valeur, la sortie SCF de la bascule de sortie ne change pas d'état.
Le signal SCF délivré par la bascule de sortie est analysé par un microprocesseur PR.
Lors de la réception d'un message, le processeur PR va tout d'abord détecter l'en-tête de synchronisation de ce message. A cet égard, le logiciel contenu dans le microprocesseur va, durant toute cette période de synchronisation, lire continuellement la sortie de la bascule BS et détecter toute variation de valeur de cette sortie, c'est-à- dire toute transition logique 0/1 ou 1/0.
Outre cette détection de transition logique, le processeur va également analyser la durée séparant deux transitions logiques détectées et la comparer avec la durée élémentaire T d'un élément de son.
Ainsi, lorsque le processeur aura détecté deux transitions logiques successives, par exemple la transition 0/1 puis la transition 1/0 correspondant aux trois bits de l'en-tête de synchronisation décrits ci-avant, et que la durée séparant ces trois bits ainsi détectés sera sensiblement égale à 65,536 ms, une impulsion de synchronisation sera alors émise signifiant que l'en-tête de synchronisation a été reconnue. Dans la suite du traitement, il ne sera alors plus nécessaire de lire la sortie de la bascule BS continuellement, mais d'effectuer cette lecture à des instants particuliers espacés de la durée élémentaire c'est-à-dire 65,536 ms, de façon à lire la valeur d'autocorrélation (état du bit) correspondant au milieu d'un élément de son.
Durant la phase de synchronisation, la comparaison de la durée séparant deux transitions logiques détectées avec la durée élémentaire permet de différencier les bits réels de l'en-tête de synchronisation de bits qui seraient détectés et qui ne seraient en fait dus qu'à des parasites occasionnés par exemple par du bruit ambiant.
Le message reçu peut alors subir des traitements ultérieurs au sein du microprocesseur, en fonction des diverses applications. On peut par exemple imaginer que le message MS contienne des informations de synchronisation temporelle et/ou des informations relatives à des bonnes réponses d'un jeu à choix multiples et qui seront stockées dans une mémoire appropriée du boîtier. On peut également envisager que certaines au moins des informations du message soient visualisées en clair sur un écran du boîtier, non représenté ici à des fins de simplification.
D'une façon générale, il a été observé qu'une fréquence d'échantillonnage au moins égale au pic de fréquence la plus élevée fmax reste acceptable dans l'application qui vient d'être décrite. En effet, bien qu'une fréquence d'échantillonnage fmax conduise à des pertes d'informations pour certaines fréquences de l'élément de son notamment la fréquence fmax, il s'est avéré que ceci n'était pas gênant pour obtenir un bon décodage du message compte tenu du fait que l'élément de son choisi présente également de nombreuses fréquences plus basses que la fréquence d'échantillonnage fmax. Par ailleurs le choix d'une telle fréquence d'échantillonnage a pour avantage de limiter la complexité des circuits de décodage.
Ceci étant, l'homme du métier pourra aisément augmenter la fréquence d'échantillonnage du signal SCB en fonction de la nature de l'élément de son utilisé et notamment s'il utilise des éléments de son présentant des évolutions temporelles régulières comme par exemple des sinusoïdes ou bien des sinusoïdes amorties ayant des fréquences uniques bien déterminées.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de transmission acoustique d'un bit, caractérisé par le fait qu'on élabore un signal acoustique de transmission (SAT) à partir d'une paire de signaux acoustiques élémentaires consécutifs (SEl, SE2) choisis parmi deux signaux acoustiques élémentaires prédéterminés différents et ayant chacun une même durée élémentaire prédéterminée (T), et on code la valeur logique du bit ainsi transmis en fonction du contenu de ladite paire de signaux élémentaires consécutifs.
2. Procédé selon la revendication 1 , pour la transmission d'un message numérique comportant plusieurs bits, caractérisé par le fait qu'on élabore le signal acoustique de transmission à partir d'une succession de paires de signaux acoustiques élémentaires consécutifs (SEl, SE2) de façon à coder les valeurs logiques des bits.
3. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on élabore un premier signal acoustique élémentaire (SEl) ayant des caractéristiques prédéterminées, et un deuxième signal acoustique élémentaire (SE2) inversé en phase par rapport au premier signal acoustique, et on code tout bit ayant une première valeur logique par une paire de premiers signaux acoustiques élémentaires consécutifs (SEl, SEl) ou par une paire de deuxièmes signaux acoustiques élémentaires consécutifs (SE2, SE2), tandis que tout bit ayant une deuxième valeur logique est codé par une paire de signaux acoustiques élémentaires consécutifs différents (SEl, SE2).
4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé par le fait qu'on transmet consécutivement N bits du message en élaborant le signal acoustique de transmission à partir de N+l signaux acoustiques élémentaires consécutifs choisis parmi les deux signaux élémentaires prédéterminés (SEl, SE2) en fonction des valeurs logiques respectives des bits du message.
5. Procédé selon la revendication 3 ou 4, caractérisé par le fait qu'on fait précéder la partie utile de tout message (MS) transmis d'un en-tête de synchronisation (ETS) comportant au moins trois bits successifs de valeurs logiques respectivement différentes.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on élabore le signal acoustique de transmission (SAT) en y incorporant en outre un signal sonore additionnel choisi (SSA), tel que par exemple une musique de fond à faible niveau.
7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on transmet le signal acoustique de transmission (SAT) par voie hertzienne.
8. Procédé de décodage de la valeur logique d'un bit transmis par un signal acoustique de transmission élaboré à partir d'une paire de signaux acoustiques élémentaires prédéterminés de durées élémentaires égales dont le contenu code la valeur logique du bit, comportant une autocorrélation du signal acoustique de transmission (SAT) reçu sur une durée au plus égale à ladite durée élémentaire, le résultat de cette autocorrélation permettant de déduire la valeur logique du bit ainsi reçu.
9. Procédé selon la revendication 8, pour le décodage du contenu d'un message numérique (MS) comportant plusieurs bits, caractérisé par le fait qu'on effectue une succession d'autocorrélations du signal de transmission reçu.
10. Procédé selon la revendication 9, pour le décodage d'un message comportant une partie utile (PU) précédée d'un en-tête de synchronisation (ETS) comportant au moins trois bits successifs de valeurs logiques respectivement différentes, caractérisé par le fait que le décodage de la valeur des bits de l'en-tête de synchronisation comprend la détection des changements de valeurs logiques, l'analyse de la durée séparant ces transitions logiques, et la comparaison de cette durée avec ladite durée élémentaire (T).
1 1. Procédé selon l'une des revendications 8 à 10, dans lequel tout bit transmis par le signal de transmission et ayant une première valeur logique est codé par une paire de premiers signaux acoustiques élémentaires prédéterminés consécutifs ou par une paire de deuxièmes signaux acoustiques élémentaires consécutifs, le deuxième signal acovistique prédéterminé étant inversé en phase par rapport au premier signal acoustique élémentaire, tandis que tout bit ayant une deuxième valeur logique est codé à partir d'une paire de signaux acoustiques élémentaires consécutifs différents, caractérisé par le fait qu'on effectue un traitement de mise en forme du signal de transmission reçu comportant une comparaison (CMP1) de ce signal à une valeur de référence de façon à obtenir un signal de comparaison binaire (SCB), puis un échantillonnage du signal de comparaison binaire de façon à obtenir deux groupes d'échantillons s'étendant respectivement temporellement sur deux durées identiques sensiblement égales à ladite durée élémentaire, et par le fait que le traitement d'autocorrélation comporte une comparaison échantillon à échantillon des deux groupes d'échantillons et une comptabilisation (CPT) du nombre d'échantillons de valeurs identiques ou différentes.
12. Procédé selon l'une des revendications 8 à 1 1, caractérisé par le fait qu'on effectue un traitement de filtrage préalable (F1-F3), au moins passe-haut et de préférence passe-bande, du signal de transmission reçu.
13. Procédé selon l'une des revendications 8 à 12, dans lequel le signal acoustique de transmission est transmis par voie hertzienne, caractérisé par le fait qu'on reçoit le signal hertzien, on restitue le signal acoustique de transmission (SAT) sous forme acoustique, et on capte le signal acoustique de transmission au moyen d'un capteur acoustique (MC) de façon à effectuer le décodage du ou des bits à partir du signal acoustique de transmission ainsi capté.
14. Dispositif de transmission acoustique d'un bit, caractérisé par le fait qu'il comprend des moyens (MCO) de génération de deux signaux acoustiques élémentaires prédéterminés différents et de durées élémentaires égales, des moyens de codage (MCO) aptes à élaborer un signal acoustique de transmission à partir d'une paire de signaux acoustiques élémentaires consécutifs choisis parmi les deux signaux acoustiques élémentaires prédéterminés différents, la valeur logique du bit à transmettre étant codée en fonction du contenu de ladite paire de signaux élémentaires, et des moyens de transmission du signal acoustique de transmission.
15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé par le fait que les moyens de génération sont aptes à générer un premier signal acoustique élémentaire (SEl) ayant des caractéristiques prédéterminées, et un deuxième signal acoustique élémentaire (SE2) inversé en phase par rapport au premier signal acoustique, et par le fait qtie les moyens de codage sont aptes à coder tout bit ayant une première valeur logique par une paire de premiers signaux acoustiques élémentaires consécutifs ou par une paire de deuxièmes signaux acoustiques élémentaires consécutifs, et tout bit ayant une deuxième valeur logique par une paire de signaux acoustiques élémentaires consécutifs différents .
16. Dispositif selon l'une des revendications 14 ou 15, caractérisé par le fait qu'il comprend un microordinateur et une carte- son incorporant les moyens de génération et de codage.
17. Dispositif selon l'une des revendications 14 à 16, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens de mixage (MXA) aptes à incorporer un signal sonore additionnel choisi (SSA) dans le signal acoustique de transmission.
18. Dispositif selon l'une des revendications 14 à 17, caractérisé par le fait qu'il comprend en outre un moyen (MTS) d'enregistrement et de relecture du signal acoustique de transmission dont l'écart entre les vitesses d'enregistrement et de lecture reste inférieur à un seuil prédéterminé et relié à la fréquence maximale contenue dans les signaux élémentaires prédéterminés et à la durée élémentaire.
19. Dispositif selon l'une des revendications 14 à 18, caractérisé par le fait que les moyens de transmission comportent des moyens d'émission hertzienne (EMT, ATI).
20. Dispositif de décodage de la valeur logique d'un bit transmis par un signal acoustique de transmission élaboré à partir d'une paire de signaux acoustiques élémentaires prédéterminés de durées élémentaires égales dont le contenu code la valeur logique du bit, comprenant des moyens de réception (TV, MC) du signal acoustique de transmission (SAT) et des moyens de traitement (ASC, PR) du signal reçu comportant des moyens d'autocorrélation aptes à effectuer une autocorrélation du signal reçu sur une durée au plus égale à ladite durée élémentaire, le résultat de cette autocorrélation permettant de déduire la valeur logique du bit ainsi reçu.
21. Dispositif selon la revendication 20, pour le décodage du contenu d'un message numérique comportant plusieurs bits, caractérisé par le fait que les moyens d'autocorrélation effectuent une succession d'autocorrélations du signal de transmission reçu.
22. Dispositif selon la revendication 20 ou 21 , dans lequel tout bit transmis par le signal de transmission et ayant une première valeur logique est codé par une paire de premiers signaux acoustiques élémentaires prédéterminés consécutifs ou par une paire de deuxièmes signaux acoustiques élémentaires consécutifs, le deuxième signal acoustique prédéterminé étant inversé en phase par rapport au premier signal acoustique élémentaire, tandis que tout bit ayant une deuxième valeur logique est codé à partir d'une paire de signaux acoustiques élémentaires consécutifs différents, caractérisé par le fait que les moyens de traitement comportent des moyens (MF A) de mise en forme du signal de transmission reçu comportant des moyens de comparaison (CMP1) de ce signal à une valeur de référence de façon à obtenir un signal de comparaison binaire (SCB), des moyens d'échantillonnage (ECH) du signal de comparaison binaire, deux registres (RI, R2) pour stocker les deux groupes d'échantillons, et par le fait que les moyens d'autocorrélation comportent des moyens de comparaison du type OU EXCLUSIF (XOR) aptes à effectuer une comparaison échantillon à échantillon des deux groupes d'échantillons, un compteur (CPT) apte à comptabiliser le nombre d'échantillons de valeurs identiques ou différentes, et une bascule de sortie (BS) apte à prendre la valeur logique 0 ou 1 en fonction de la comparaison (CMP2) de la valeur de comptage par rapport à deux seuils prédéterminés.
23. Dispositif selon la revendication 22, pour le décodage d'un message comportant une partie utile précédée d'un en-tête de synchronisation comportant au moins trois bits successifs de valeurs logiques respectivement différentes, caractérisé par le fait que les moyens de traitement comportent un microprocesseur (PR) apte à lire le contenu du registre de sortie pour détecter les modifications dudit contenu, à analyser la durée séparant ces transitions logiques, et à comparer cette durée avec celle du premier signal acoustique élémentaire de façon à détecter les bits de l'en-tête de synchronisation
24. Dispositif selon l'une des revendications 20 à 23, caractérisé par le fait que les moyens de traitement comportent au moins un filtre passe-bande, et éventuellement un filtre passe-haut avec une fréquence de coupure de l'ordre de quelques centaines de Hz.
25. Dispositif selon l'une des revendications 20 à 24, caractérisé par le fait que les moyens de réception comportent un récepteur hertzien (TV) muni d'un haut-parleur (HP), et par le fait qu'il comprend en outre un boîtier (BT) incorporant un microphone (HC) pour capter le signal de transmission (SAT) restitué par le haut- parleur, ainsi que les moyens de traitement.
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