FR2484670A1

FR2484670A1 - Procede et dispositif pour verifier des signaux, en particulier des signaux de parole

Info

Publication number: FR2484670A1
Application number: FR8010606A
Authority: FR
Inventors: Michael Kuhn; Ernst Bunge
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1979-05-18
Filing date: 1980-05-12
Publication date: 1981-12-18
Also published as: JPS55154670A; FR2484670B1; US4344031A; GB2052822B; GB2052822A; DE2920041A1; DE2920041C2

Abstract

LES SIGNAUX A VERIFIER, SONT AMENES PAR L'ENTREE 2 AU BLOC 1 DANS LEQUEL LES VALEURS DES CARACTERISTIQUES INDIVIDUELLES DE CHAQUE SIGNAL SONT OBTENUES. CES VALEURS, QUANTIFIEES, SONT AMENEES A L'UNITE 3 QUI CONTIENT UNE MEMOIRE DE CARACTERISTIQUES COMPORTANT POUR CHAQUE DOMAINE PARTIEL DE CHAQUE CARACTERISTIQUE, UN EMPLACEMENT DE MEMOIRE. LORS DE L'AMENEE D'UNE VALEUR QUANTIFIEE, LE NOMBRE CORRESPONDANT AL'ABONDANCE STOCKEE POUR LE DOMAINE PARTIEL EN QUESTION DE LA CARACTERISTIQUE EST AUGMENTE D'UNE UNITE. LES GRANDEURS D'ABONDANCE SONT AMENEES A UNE UNITE DE TRAITEMENT 5 QUI MULTIPLIE LES GRANDEURS D'ABONDANCE RECUES DE LA MEMOIRE DE CARACTERISTIQUES, ET QUI FOURNIT SUR LA LIGNE 8 UN SIGNAL "IDENTIFIE". APPLICATION: RECONNAISSANCE DE VOIX.

Description

-s 1 "Procédé et dispositif pour vérifier des signaux, en

particulier des signaux de parole."

L'invention concerne de manière générale la vérification

de signaux, en particulier de signaux présentant différen-

tes caractéristiques, chacune de ces caractéristiques pou- vant avoir une variabilité quantitative. De tels signaux peuvent provenir de sources de signaux très diverses. Les

caractéristiques peuvent, par exemple, -concerner les fré-

quences, les amplitudes, les formes d'impulsions ou l'allure

i.0 dans le temps d'un signal. Les fréquences peuvent se présen-

ter à diverses amplitudes ou pendant diverses durées. Les

amplitudes peuvent se présenter en diverses durées ou à di-

vers intervalles. Les formes d'impulsions peuvent être va-

riables en amplitudes, en inclinaison des flancs' ou en nom-

bre de répétitions d'une même impulsion. La variabilité peut être provoquée par des influences dues au hasard, mais aussi

par des modifications lentes telles qu'un vieillissement.

Les deux effets peuvent se présenter ensemble. Des exemples de tels signaux à vérifier sont ceux qui sont obtenus lors d'une identification de caractères, d'une analyse sonore et

d'une vérification de l'identité d'une personne qui parle.

Par vérification, on entend ici l'essai visant à déter-

miner si un signal provient ou non d'une source indiquée.

Un problème semblable se présente dans la classification de signaux o il faut vérifier si un signal appartient à une

certaine classe choisie dans un nombre prédéterminé de clas-

ses et de laquelle de ces classes il s'agit. Dans les deux

cas, on détermine d'abord au moyen d'un certain nombre d'é-

chantillons d'acquisition de signaux quelles sont les carac-

téristiques ou les valeurs des caractéristiques de la ou des

classes et on doit stocker ces valeurs pour pouvoir les com-

parer ensuite aux valeurs de caractéristiques du signal à vérifier. On peut dans ce cas stocker les diverses valeurs des caractéristiques directement ou sous une forme dérivée, par exemple sous forme d'une valeur moyenne affectée d'une

vari ance.

Dans de nombreux cas d'application pratiques, l'espace disponible pour le stockage des valeurs des caractéristiques ou des valeurs dérivées est limité. D'autre part, la qualité d'une vérification ou d'une classification, c'est-à-dire le

rapport entre les identifications correctes et les identi-

fications erronées ou les refus erronés, dépend dans une cer-

taine mesure du nombre de caractéristiques et de leum valeurs

examinéeset dès lors stockées.

L'invention a donc pour but de procurer un procédé du type précité dans lequel seul un petit nombre de données doit être stocké et qui permette malgré tout une vérification

à haute fiabilité. Ce but est atteint conformément à l'in-

vention par le fait que le procédé comprend les stades sui-

vants: 1.5 (a) dans une phase d'acquisition, on fournit un nombre prédéterminé de motifs de signaux et on forme pour chaque caractéristique un histogramme indiquant le nombre de fois que la caractéristique en question a eu une valeur tombant dans un domaine de valeurs d'un ensemble continu de domaines de valeurs en vigueur pour cette caractéristique.;

(b) dans une phase d'essai, on fournit le motif de si-

gnaux à vérifier et on détecte chaque fois la valeur pour

lesdites caractéristiques pour indiquer, pour chacune d'el-

les, le domaine de valeurs associé à cette valeur dans les limites de l'ensemble associé à cette caractéristique; (c) pour toutes lesdites caractéristiques du signal à

vérifier, on multiplie les valeurs d'histogramme des domai-

nes de valeurs ainsi indiqués pour former une valeur de pro-

duit final, chaque facteur de cette valeur de produit final étant différent de zéro; (d) enfin, on compare ladite valeur de produit final à une valeur normalisée pour ne signaler une vérification que

lors d'un dépassement par excès de la valeur normalisée.

Ce procédé conforme à l'invention représente une appli-

cation technique de l'algorithme de Bayes, suivant lequel un signal est vérifié lorsque la probabilité que le signal

à vérifier appartient à une ou à la classe déterminée dé-

passe un seuil prédéterminé. La probabilité est donnée par

le produit des probabilités individuelles pour les caracté-

ristiques individuelles. Les probabilités individuelles sont

ici les abondances avec lesquelles, dans la phase d'acquisi-

tion, les valeurs de caractéristiques sont tombées dans le domaine partiel; c'est dans ce domaine que tombent également

la valeur de caractéristique ou les valeurs de caractéristi-

ques du signal à vérifier.

Il est souvent également possible que les signaux indi-

=viduels se distinguent l'un de l'autre par le fait que les valeurs des caractéristiques individuelles sont décalées d'un facteur de proportionnalité par la production du signal, par exemple par modification de facteurs d'amplification électroniques ou semblables. Un tel facteur important doit

être éliminé avant le traitement du signal par une normalisa-

tion. A cette fin, il est avantageux qu'avant la normalisa-

tion d'un motif de signaux fourni, la valeur détectée pour chaque caractéristique soit multipliée par un facteur (1 + e)

o e" 1 pour obtenir une valeur corrigée, ce qui est répé-

té chaque fois pour toutes les valeurs corrigées ainsi obte-

nues, jusqu'au moment o une valeur agrégée dérivée des va-

leurs corrigées en vigueur excède une valeur de seuil de si-

militude. De cette façon, les valeurs de toutes les caracté-

ristiques sont décalées du même facteur. Il est alors en ge-

néral suffisant que la valeur de signal d'ensemble soit déri-

vée par somation des valeurs des caractéristiques.

Etant donné que la valeur de seuil de similitude dépend

du spectre de répartition d'abondance des valeurs de carac-

téristiques et en particulier des abondances maximales qui se

présentent, il est avantageux que la valeur de seuil de si-

militude soit formée après la phase d'acquisition par multi-

plication des valeurs d'abondance maximale des caractéris-

tiques individuelles entre elles. On multiplie alors le pro-

duit des abondances maximales par un facteur inférieur à 1

pour permettre aussi, dans une certaine mesure, des dévia-

tions du signal à vérifier par rapport aux signaux d'acqui-

sition. Pour améliorer la qualité de la vérification pendant le fonctionnement, il est avantageux de faire suivre une

vérification opérée avec succès d'une nouvelle phase d'ac-

quisition dans laquelle les valeurs d'abondance de tous les

domaines partiels dans lesquels les valeurs des caractéris-

tiques du signal à vérifier sont tombées sont augmentées de l'unité. De cette façon, on utilise le signal vérifié de plus

comme signal d'acquisition. Il faut alors évidemment déter-

miner chaque fois, à nouveau, la valeur de seuil de simili-

tude. Il est dans ce cas avantageux que, lors d'un excès

d'une valeur d'abondance par rapport à une valeur prédéter-

minée, toutes les valeurs d'abondance soient divisées par un diviseur constant. Cette valeur prédéterminée peut être

d'abondance maximale stockable. On doit alors également dé-

terminer à nouveau la valeur de seuil de similitude.

Le procédé conforme à l'invention trouve un domaine

d'application particulièrement important dans l'identifica-

tion de la voix ou la vérification de l'identité d'une per-

sonne qui parle. Il est alors avantageux que le signal soit

un signal de parole de durée limitée et que les caractéristi-

ques soient des domaines spectraux de fréquence contigus, L'énergie du signal de parole étant intégrée séparément dans

des tranches de temps successives égales pour chaque domai-

ne spectral et les valeurs intégrées individuelles étant som-

mées séparément pour l'ensemble du signal de paroles les

sommes spectrales représentant les valeurs des caractéristi-

ques. Ces sommes spectrales représentent dans leur ensemble

le spectre de longue durée du signal de parole.

Selon un mode de réalisation simple pour la détermina-

tion des domaines partiels dans lesquels tombent les sommes

spectrales individuelles, on compare pendant la durée du si-

gnal de parole, pour chaque domaine spectral, après chaque addition d'une nouvelle intégrale, la somme partielle formée ainsi à la limite supérieure d'un domaine partiel, et on augmente d'une unité le contenu d'un emplacement de stockage

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intermédiaire associé à ce domaine spectral lorsque la somme partielle excède cette limite et on exécute ensuite la comparaison avec la limite supérieure du domaine partiel plus élevé suivant. De cette façon, la limite de domaine partiel suit quasiment les domaines spectraux individuels, de sorte qu'il n'est pas nécessaire, à la fin du signal de parole, de comparer successivement les valeurs de. toutes les

caractéristiques à tous les domaines partiels, Il est avan-

tageux que les stades du procédé soient exécutés également ]!0 pendant la normalisation précitée. On obtient alors le même déroulement que pour l'analyse du signal de parole, de

sorte qu'il n'est pas nécessaire de disposer d'installa-

tions particulières pour exécuter cette opération.

Ce procédé de vérification de l'identité d'une person-

ne qui parle peut aussi être utilisé pour l'obtention d'une

pièce dite d'identité de la voix. A cet effet, il est avan-

tageux que les valeurs d'abondance obtenues pendant la phase d'acquisition soient stockées sur un support-de données et

soient automatiquement lues et stockées à des fins de véri-

fication avant ou pendant la fourniture du signal de parole à vérifier. Le support de données constitue alors la pièce

d'identité sur laquelle les valeurs d'abondance sont stoc-

kées par voie magnétique ou par voie électrique dans une

mémoire à semi-conducteurs.

L'invention est davantage illustrée par des exemples de réalisation décrits avec référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 illustre un exemple de la répartition d'abondance pour trois caractéristiques dans un signal; - la figure 2 est un schéma synoptique d'un montage

d'ensemble destiné à une vérification; -

- la figure 3 montre un montage destiné à déterminer les domaines partiels des caractéristiques pour un système d'identification d'une personne qui parle; - la figure 4 montre un autre montage destiné à la détermination des domaines partiels;

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- la figure 5 est un diagramme expliquant la détermina-

tion des limites de domaines; - la figure 6 montre un montage pour l'enregistrement des valeurs d'abondance dans la mémoire de caractéristiques; - la figure 7 montre un montage pour la détermination

des domaines partiels des caractéristiques avec enregistre-

ment simultané dins la mémoire de caractéristiques; - la figure 8 montre un montage pour la détermination de la valeur de seuil de similitude, et t0 - la figure 9 montre un montage pour-rt1-àvérification

d'un signal.

La figure 1 montre trois histogrammes a),;b) et c) différents, qui représentent la répartition d'abondances f(P) des valeurs de caractéristiques P(FI), P(F2), P(F3) pour trois caractéristiques (FI, F2, F3) différentes, par exemple pour une seule source de signaux. Dans un système de vérification de l'identité d'une personne qui parle, ces

trois caractéristiques peuvent représenter chacune un do-

maine spectral du spectre de longue durée d'un signal de

parole de cette personne, c'est-à-dire que la caractéristi-

que est un domaine spectral de fréquence et la valeur de la caractéristique est l'énergie totale du signal de parole dans le domaine spectral en question. Les ordonnées P(FI)-, P(F2), P(F3> portant l'énergie spectrale comme valeur de caractéristique sont ici, pour plus de clarté, partagées en domaines partiels égaux, lesquels ne doivent cependant pas représenter de divisions de valeur égale, c'est-à-dire

que les valeurs peuvent être indiquées de façon non linéai-

re. Dans les trois diagrammes à l'intérieur du domaine de valeur en vigueur pour P(Fl, F2, F3), le nombre réel de signaux présentant une valeur de caractéristique dans le domaine partiel en question est augmenté d'une unité, de sorte que chaque domaine partiel présente une abondance d'au moins 1, même lorsque aucun des signaux d'acquisition ne présente une valeur de caractéristique dans le domaine partiel en question. Les diagrammes montrent dàs lors que,

dans l'exemple représenté, on utilise 13 signaux d'acquisi-

tion. Le recours à une valeur initiale différente de O est du au fait que lors de la vérification (phase d9essai)9 les abondances des domaines partiels dans lesquels tombent les valeurs de caractéristiques du signal à vérifier obtenues au cours de la phase d'acquisition doivent être multipliées entre elles. Au cas o une valeur de caractéristique du signal à vérifier tombe dans un domaine partiel qui ne s9est pas présenté pour les signaux d acquisition9 les abondances non augmentées donneraient à la multiplication toujours un

O comme valeur totae le, indépendamment des valeurs dnabondan-

ces se présentant cormime facteurs de multiplication à% partir des autres caractéristiques. n utilisant une valeur minimum :. 5 de %9 il est par exemp!e possible que9 lorsque les autres caractéristiques atteignent les abondances maximales9 la valeur totale excède encore le seuilo I1 existe d9autres possibilités d éviter une &multiplication par un facteur nul9 par e',emple un facteur nul qui se présenterait pourrait simplement ëtre négligée

On observe sur la figure 1, à propos des exemples re-

présentés9 quVau diagramme a) une abondance notable se préstnte dans la parti. médiine du domaine partiel9 tandis

qu'au d:agrsrae b7 les valeurs élevées sont nettement fa-

vorisées9 c'est-à-dire que cette caractéristique s'est ma-

nilestée dans les signaux d'acquisition principalement en valeurs élevées. Au diagramme c)9 par contre9 on observe une concentration peu importante dans le domaine médian9 c'est-à-dire que pour cette caractéristique9 les valeurs de

caractéristiques des signaux d'acquisition sont fort disper-

sées et l'abondance maximale est très faible9 à savoir de 4. Cette caractéristique contribue le rtoins à latnetteté de la vérification: la flèche indique le domaine d'ordonnées o le facteur de multiplication à utiliser ne couvre qu'un

domaine compris entre 3 et 4.

La figure 2 illustre un schéma synoptique de l'ensem-

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ble d'un montage destiné à la vérification qui rend plus compréhensible les montages partiels illustrés de manière plus détaillée dans les figures suivantes. Des signaux, en particulier les signaux d'acquisition ainsi que les signaux à vérifier, sont amenés par l'entrée 2 au bloc 1 dans lequel les valeurs des caractéristiques individuelles de chaque

signal sont obtenues. De plus, les valeurs de caractéristi-

ques sont alors quantifiées. Ces valeurs de caractéristiques

quantifiées sont amenées à l'unité 3 qui contient une mé-

moire de caractéristiques comportant pour chaque domaine partiel de chaque caractéristique, un emplacement de mémoire pour un nombre à plusieurs chiffres. Lors de l'amenée d'une

valeur de caractéristique quantifiée, le nombre correspon-

dant à l'abondance stockée pour le domaine partiel en ques-

tion de la caractéristique est augmenté d'une unité. A la

fin de la phase d'acquisition, après achèvement du traite-

ment d'un nombre prédéterminé de signaux d'acquisition, les

abondances maximales contenues dans la mémoire de caractéris-

tiques pour toutes les caractéristiques sont amenées à une

unité 7 qui détermine un seuil de similitude par multipli-

cation de toutes les abondances maximales. Il est alors pos-

sible de fournir des signaux à vérifier. A partir de ces signaux, on obtient, dans l'unité 1, à nouveau de la même façon qu'au cours de la phase d'acquisition, les valeurs de

caractéristiques qu'on amène à nouveau à l'unité 3 compor-

tant la mémoire de.caractéristiques. Les grandeurs d'abon-

dance encore disponibles de la phase d 'acquisition dans la mémoire de caractéristiques sont adressées et extraites par lecture et elles sont amenées à une unité de traitement 5

qui multiplie les grandeurs d'abondance reçues de la mémoi-

re de caractéristiques et compare le produit à un seuil de

similitude déterminé dans l'unité 7 et fourni par celle-ci.

Si le produit excède le seuil de similitude, un signal "iden-

tifié" est fourni par la ligne de sortie 8. Pour la condui-

te du déroulement des opérations individuelles, de même que pour la commutation de la phase d'acqukÉition à la phase de

vérification, un dispositif de commande 9 est prévu qui four-

nit des signaux de commande aux unités 1, 3, 5 et 7 et reçoit

de celles-ci des signaux de réponse, en particulier des si-

gnaux de fin. Ce dispositif de commande de déroulement con-

tient, par exemple, un compteur auquel est connecté un déco-

deur de sortie. L'état de comptage est augmenté par les si-

gnaux reçus des unités 1, 3, 5, 7 et, selon l'état de comp-

tage, le décodeur de sortie fournit alors des signaux de

commande pour les unités 1, 3, 5, 7. A la fin de l'opéra-

tion d'identification, il y a retour à l'état initial de

l'unité 9. Pour faire dématrer une nouvelle phase d'acquisi-

tion, un conducteur de retour à l'état initial, non repré-

senté, peut encore être prévu.

La figure 3 illustre un montage partiel pour la déter-

mination de valeurs de caractéristiques de signaux de parole

destiné à un système de vérification de personnes qui par-

lent. Le signal de parole est reçu par un microphone 11 et est amené à un banc de filtres 13, qui décompose le signal de parole en domaines spectraux de fréquence individuels et

procède à l'intégration de l'énergie de chaque domaine spec-

tral dans un temps prédéterminé. Les valeurs intégrées appa-

raissent à des sorties séparées associées chacune à un domai-

ne spectral différent, ces sorties étant connectées à un

multiplexeur 15.. Ce multiplexeur 15 est commandé par un si-

gnal d'horloge sur la ligne 12, analyse dans le temps d'in-

tégration prédéterminé successivement toutes les sorties du banc de filtres et les connecte chacune à un co vertisseur analogique-numérique 17. Après chaque analyse d'une sortie, l'intégrateur en question du band de filtres est à nouveau

remis à 0; le signal de commande en question peut être dé-

rivé du signal d'horloge sur la ligne 12.

La sortie du convertisseur analogique-numérique 17 est

connectée par l'intermédiaire d'un commutateur 20, se trou-

vant ici dans sa position inférieure, à une entrée d'un additionneur de nombres binaires 19 dont le conducteur de sortie 16 est connecté à l'entrée de données d'une mémoire

21 et dont l'autre entrée est connectée à la sortie de don-

nées de cette mémoire. La mémoire 21 est également comman-

dée par le signal d'horloge sur la ligne 12 et contient un nombre d'emplacements de mémoire égal au nombre de sorties du banc de filtres 13, c'est-à-dire qu'il y a pour chaque domaine spectral un emplacement de mémoire destiné à un

nombre binaire à plusieurs chiffres. Par le signal d'horlo-

ge sur la ligne 12, les contenus des emplacements de mémoire sont amenés en synchronisme avec l'analyse des sorties du

banc de filtres par le multiplexeur 15 à la sortie de don-

nées et ainsi à l'autre entrée de l'additionneur 19, de

sorte que la valeur intégrée d'un domaine spectral est cha-

que fois ajoutée à la.somme intermédiaire de ce domaine spectral déterminée jusqu'à ce moment et est ramenée par la ligne 16 à la mémoire 21. La mémoire 21 peut donc être un

registre à décalage à plusieurs étages dans lequel le conte-

nu est déplacé parallèlement-d-'un emplacement à chaque si-

gnal d'horloge de la ligne 12, la valeur se trouvant à la sortie de données étant ainsi libérée et la valeur amenée par la ligne 16 à l'entrée de données étant enregistrée. La

mémoire 21 peut être aussi une mémoire matricielle. Le spec-

tre de longue durée du signal de parole se forme ainsi dans la mémoire 21. Le conducteur de sortie 16 de l'additionneur 19 est en outre connecté à une entrée d'un comparateur 25 dont l'autre entrée est connectée à la sortie de la mémoire

de limites de domaines 23. La sortie du comparateur 25 com-

mande un montage formé de l'autre additionneur 27 et de la

mémoire intermédiaire 29 dont la sortie de données est con-

nectée par la ligne 22 à la première entrée de l'addition-

neur 27 de même qu'à l'entrée d'adressage de la mémoire de limites de domaines 23. La mémoire de limites de domaines convient à des adresses successives (0, 1....) des valeurs stockées pour des limites de domaines par lesquelles sont déterminés les intervalles pour la valeur d'abondance du

spectre de longue durée. Lorsque la valeur du nombre binai-

re disponible sur le conducteur 16 excède la valeur du 1. nombre binaire lu dans la mémoire de limites de domaines, le commutateur 28 est amené dans la position droite et

l'additionneur 27 ajoute un "1" au nombre lu dans la mémoi-

re intermédiaire 29 qui avait la valeur "0" au début du signal de parole et réenregistre cette valeur augmentée.

Lorsque la valeur sur le conducteur 16 n'excède pas le nom-

bre binaire provenant de la mémoire de limites de domaines

23, le commutateur 28 reste dans la position gauche indi-

quée et le nombre lu dans la mémoire intermédiaire 29 est

réenregistré sans changement. Ces opérations sont effec-

tuées de manière cyclique successivement pour tous les do-

maines spectraux. Par conséquent, lorsque, au cours du cycle suivant, la valeur d'énergie suivante d'un domaine spectral fournie par le banc de filtres qui avait auparavant conduit directement à une augmentation de la valeur associée dans la mémoire 29, est ajoutée à la somme intermédiaire pour ce

domaine spectral disponible dans la mémoire 21, le conduc-

teur 22 porte une valeur supérieure d'une unité à la précé-

dente, de sorte que la limite de domaine suivante est ex-

traite par lecture de la mémoire de limites de domaines 23 et est amenée au comparateur 25. De cette façon, on compte

séparément pour tous les domaines spectraux combien de li-

mites de domaines sont déjà dépassées, de sorte qu'on ob-

tient à la fin du signal de paroles directement le domaine

partiel d'abondance réel pour le domaine spectral en ques-

tion. La mémoire intermédiaire 29 peut être construite com-

me la mémoire 21 et contient, pour chaque domaine spectral,

un emplacement de mémoire qui doit recevoir un nombre bi-

naire qui est au maximum égal au nombre de domaines partiels

* du domaine de valeur d'ensemble des divers domaines spec-

traux. Le choix de ce nombre de domaines partiels sera ex-

pliqué ci-après avec référence à la figure 5.

La mémoire intermédiaire 29 peut donc être un regis-

tre à décalage dont l'entrée d'horloge reçoit les signaux d'horloge par la ligne 12 et qui décale alors chaque fois son contenu parallèlement et réenregistre le nombre fourni par l'additionneur 27, ou bien alors une mémoire à accès

aléatoire dont les emplacements de mémorisation sont adres-

sés par les signaux d'horloge sur la ligne 12 de façon cy-

clique les uns après les autres. Dans ce cas, l'entrée de l'additionneur 27 connectée au commutateur 28 peut aussi être connectée de façon fixe à des signaux correspondant au nombre "1" et le comparateur 25 ne commande que par la

ligne 25A représentée en traits interrompus l'enregistre-

ment de la valeur fournie par l'additionneur 27, ceci n'a lieu que lorsque le nombre fourni par l'additionneur 19 sur la ligne 16 est supérieur à la limite de domaine adressée directement, tandis que par ailleurs la valeur en question

disponible dans la mémoire intermédiaire 29 n'est pas sim-

plement extraite par lecture de manière gênante et n'est pas

transcrite.

Il convient de noter que des lignes qui portent les

signaux correspondant à des nombres binaires et en particu-

lier les lignes 16 et 22; de même que les conducteurs de

sortie du convertisseur analogique numérique 17 et des mé-

moires 21 et 23 sont constitués en fait de plusieurs conne-

xions distinctes par lesquelles les nombres binaires sont

transférés en parallèle. Pour plus de clarté, dans la fi-

gure 3 de même que dans les figures suivantes, les lignes de ce type sont représentées de manière simplifiée sous

forme de lignes simples.

A la réception du signal de parole par le microphone 11, on peut observer, par exemple en raison de la distance à laquelle se trouve la personne qui parle par rapport au

microphone, des différences de volume sonore en valeur ab-

solue pour divers échantillons de parole. Il serait alors possible que les divers domaines spectraux, qui devraient avoir dans les différents signaux de parole des valeurs en substance égales les uns par rapport aux autres, présentent

des valeurs tombant dans des domaines partiels différents.

La répartition des abondances dans les domaines parties individuels est ainsi élargie dans la phase d'acquisition de sorte que la précision de la vérification est diminuée ou bien, pendant la phase d'essai, une personne qui parle n'est pas identifiée à tort en raison de ces différences de

volume sonore en valeur absolue. Pour cette raison, la ré-

ception de chaque signal de parole est suivie d'une opéra-

tion de normalisation. A cet effet, la ligne de sortie 16

de l'additionneur 19 est connectée à une entrée d'un addi-

tionneur 31 supplémentaire dont la sortie mène à une mémoire

(accumulateur) 33 destinée à un nombre binaire à plusieurs -

chiffres, la sortie de cette mémoire 33 étant connectée à l'autre entrée de l'additionneur 31. Ld mémoire 33 est en outre connectée à la ligne 12, de sorte qu'à chaque signal

d'horloge, la valeur fournie par l'additionneur 31 est enre-

gistrée. De cette façon, la mémoire 33 contient, à la fin du signal de parole, la somme des énergies de tous 'les domaines spectraux pour l'ensemble du signal de parole. Cette somme

est amenée également à un comparateur 35 o elle est compa-

rée à une constante C réglée fixe. Cette constante C est choisie de manière empirique au moyen d'un grand nombre d'échantillons de parole detelle sorte quelle ne soit pas atteinte par la valeur obtenue au terme du signal de parole

à partir de la valeur contenue dans la mémoire 33. A ce mo-

ment, le commutateur 20 est amené dans la position b, par exemple sous l'effet d'un signal traduisant le fait que le

signal de parole est absent du microphone 11, puis les va-

leurs spectrales individuelles du spectre de longue durée

sont extraites par lecture successivement de la mémoire 21.

Ces valeurs sont amenées à l'additionneur 19 d'une part direc-

tement comme pendant la durée du signal de parole et, d'au-

tre part, par l'intermédiaire d'un montage diviseur 39 et du commutateur 20. Leur diviseur est avantageusement choisi sous la forme d'une puissance entière de 2, par exemple de 2 =16, de sorte que le montage diviseur 39 ne décale les nombres binaires extraits par lecture de la mémoire 21 que du nombre de places correspondant. Cette fraction déterminée par le montage diviseur 39 est ajoutée à la valeur spectrale en question du spectre de longue durée et est réenregistrée dans la mémoire 21; elle est aussi amenée à l'additionneur 31-et ajoutée au contenu de la mémoire 33. Pour un diviseur égal à 169 les valeurs stockées dans la mémoire 21 sont donc multipliées par 17/16èmes. Cette opération est effectuée successivement pour toutes les valeurs spectrales du spectre de longue durée contenu dans la mémoire 21 et est répétée de manière cyclique un nombre de fois suffisant pour qu'à la fin d'un tel cycle, la valeur contenue dans la mémoire 33 excède la constante C. Dès que ce phénomène se produit, 13 le comparateur 35 fournit un signal par la ligne de sortie 36,

ce signal étant, par exemple, amené-du dispositif de comman-

de de déroulement 9 de la figure 2 pour signaler que la nor-

malisation est achevée. Etant donné que le dépassement par excès des constantes ne se produira en général que pour un

domaine spectral tombant à l'intérieur de l'ensemble du spec-

tre et donc pas précisément pour le dernier domaine spec-

tral de celui-ci, les autres valeurs spectrales doivent éga-

lement encore être traitées. Ceci a bien sûr pour effet que la constante C sera davantage dépassée par excès, mais cette constante ne constitue qu'une valeur limite approximative et- l'importance de l'excès peut être maintenue faible en choisissant un diviseur de grandeur correspondante pour le montage diviseur 39. En tout cas, ceci augmente le nombre de pas de traitement pour le procédé de normalisation. La valeur

absolue de la fraction qui est fournie par le montage divi-

seur 39 à 1'additionneur 19 augmente constamment à mesure

que la normalisation progresse. A la fin du procédé de norma-

lisation, le commutateur 20 est à nouveau amené dans la posi-

tion inférieure.

Parallèlement à la normalisation, se produit en outre la comparaison avec les limites de domaines dans le comparateur

et pour ce dernier, il est indifférent que le nombre bi-

naire apparaissant sur la ligne 16 ait été formé pendant le premier traitement d'un signal de parole ou seulement lors

de la normalisation. Par conséquent, si une limite de domai-

ne est dépassée par excès pendant la normalisation, le nom-

bre correspondant dans la mémoire 29 pour le domaine spectral en question est alors aussi augmenté de 1. De cette façon,

à la fin de la normalisation, la mémoire 29 contient précisé-

ment les valeurs d'énergie quantifiées pour les domaines par-

tiels des fractions spectrales du spectre de longue durée normalisé dans la mémoire 21, ces valeurs pouvant alors âtre

amenées à la mémoire de caractéristiques comme décrit ci-

après. Un montage offrant une autre possibilité de détermner

et de quantifier les valeurs de caracterstilques est repré-

senté à la figure 4. Ce iontage convient en particulier lors-

que les valeurs des caractéristiques individuelles ne sont

pas sommées consécutivement dans le temps, mais peut cepen-

dant aussi être utilisé au lieu du montage partiel décrit ci-dessus pour un systèeme de vérification de l'identilté de

personnes qui parlent. Les éléments correspondant a ceux re-

présentés sur la figure 3 sont affectécs des mumnes chiffres de référence o On fait tout d'abord l'hypothèse que la mémoire 21

<20 contient les valeurs de toutes les caractéristiques dlun si-

gnal stockées les unes à la suite des autreso On suppose ici

également que la mémoire 2'1, de même qtue la mémoire de limi-

tes de domaines 23 et la memoire intermédiaire 29 sont des mémoires à accès aléatoire qui sont adressées par le compteur 43. Chaque position du compteur 4e3 correspond alors à une caractéristique déterminée, par example à un domaine spectral déterminé, dans le cas du traitement d'un signal de parole décrit précédemmento La mémoire de limites de domaines 23

contient ici, pour les diverses caractéristiques ou bs di-

vers domaines spectraux, plusieurs limites de domaines dif-

férents, les limites de domaines individuels étant adressées

à l'intérieur de la partie de mémorisation pour chaque carac-

téristique par le compteur 41 par l'intermédiaire deune autre entrée d'adresse 23A de la mémoire de limites de domaineso Les deux entrées d'adresse sont,par exemple, les lignes

d'entrée d'adresse de haute valeur ou de basse valeur des mé-

moires habituelles.

Pour l'explication du fonctionnement, on admet tout d'a-

bord que les deux compteurs 41 et 43 se trouvent en position initiale, ce qui peut être réalisé au moyen d'une ligne de retour à l'état initial correspondante non représentée. De cette façon, la valeur de la première caractéristique est

extraite par lecture de la mémoire 21 et la limite de domai-

ne supérieure de la première caractéristique est extraite par lecture de la mémoire de limites de domaines 23, les deux

valeurs étant amenées au comparateur 25. Le compteur 41 re-

çoit maintenant, par l'intermédiaire de la ligne 12, une im-

pilsion d'horloge qui le fait avancer, de sorte que les limi-

tes de domaines de la première caractéristique sont extraites

par lecture les unes après les autres et sont amenées au com-

parateur 25, tandis que la mémoire 21 fournit, en outre, la valeur de la première caractéristique à-sa sortie. Dès qu'une

limite de domaine qui est supérieure à la valeur de caracté-

ristique fournie par la mémoire 21 est extraite par lecture de la mémoire 23, le comparateur 25 fournit un signal de sortie pour que la position du compteur 41 qui est amenée à l'entrée de données de la mémoire 29 soit enregistrée dans son premier emplacement de mémoire adressé par le compteur 43; puis le compteur 41 est ramené à la position initiale et

le compteur 43 est avancé d'une position et ce éventuelle-

ment avec un certain retard, au cas o cela s'avère nécessai-

re pour la sûreté de l'enregistrement dans la mémoire 29.

On extrait maintenant par lecture de la mémoire 21 la valeur de ladeuxième caractéristique et on adresse dans la mémoire de limites de domaines 23 les limites de domaines de la deuxième caractéristique qu'on extrait successivement par

lecture par l'intermédiaire du compteur 41 qui compte à nou-

veau et qu'on amène au comparateur 25 jusqu'au moment o se présente à nouveau une limite de domaine qui est supérieure à la valeur de caractéristique. On enregistre alors dans le

deuxième emplacement de mémorisation de la mémoire 29 la po-

sition de comptage du compteur 41, etc., jusqu'à ce que le compteur 43 ait parcouru toutes les positions et que toutes les caractéristiques aient été comparées avec les limites de domaines associés. La mémoire 29 contient ainsi, pour chaque caractéristique, le numéro du domaine partiel dans

lequel est tombée la valeur de caractéristique en question.

Les limites de domaines des domaines partiels des- di-

verses caractéristiques peuvent être fixées de plusieurs fa-

çons, par exemple par répartition uniforme de l'ensemble

du domaine de valeurs ou par une répartition logarithmique.

Il est cependant avantageux que les limites de domaines

soient choisies de manière que chaque domaine partiel se pré-

sente avec à peu près la même abondance.

A cet effet, on analyse de nombreux signaux, par exem-

ple dans le cas d'un système de vérification de l'identité de personnes qui parlent, chaque fois plusieurs signaux de

parole de nombreuses personnes différentes. Pour chaque ca-

ractéristique -ou chaque domaine spectral, l'abondance H de

l'apparition des valeurs d'énergie E individuelles est notée.

Un exemple d'une telle courbe est représenté à la figure 5.

La surface sous-jacente à la courbe est divisée en sections telles que les surfaces partielles individuelles aient la même grandeur. A la figure 5, la surface a été divisée en huit surfaces identiques, les lignes de séparation entre les surfaces partielles-déterminent les limites de domaines des

domaines partiels. Etant donné que la répartition d'abondan-

ce des valeurs d'énergie des diverses caractéristiques sera

en général différente pour des caractéristiques différen-

tes, les domaines partiels ou limites de domaines diffèrent aussi pour les différentes caractéristiques. Ces limites de

domaines sont alors constantes pour l'utilisation ultérieu-

re du système; de sorte que la mémoire de limites de domai-

nes 23 peut être une mémoire de valeurs fixes. Il convient de noter que la figure 5 vaut ainsi pour plusieurs personnes qui parlent, tandis que la figure 1 ne vaut que pour une

seule personne.

La figure 6 illustre un montage au moyen duquel les numéros des domaines partiels dans lesquels sont tombées les valeurs de caractéristiques du signal examiné et qui sont contenus dans la mémoire intermédiaire 29, peuvent être utilisés pour la sommation des abondances dans les divers

domaines partiels. Ces abondances sont stockées dans la mé-

moire de caractéristiques 51 qui présente, pour chaque ca- ractéristique et chaque domaine partiel, un emplacement de

mémoire destiné à un nombre binaire à plusieurs chiffres.

Le choix de l'emplacement de mémoire pour chaque caractéris-

tique est effectué par adressage à partir du compteur 53 qui adresse également la mémoire intermédiaire 29. Le choix des emplacements de mémoire pour les domaines partiels dans une même caractéristique est réalisé par l'intermédiaire de la

ligne 22 partant de la mémoire intermédiaire 29. Cet adres-

sage peut être considéré, comme dans le cas de l'adressage -15 de la mémoire de limites de domaines 23 dans la figure 4,

comme un adressage séparé de rangées et de colonnes d'une mé-

moire à répartition matricielle correspondante, l'ensemble des lignes d'entrée d'adresse de la mémoire étant divisé en lignes de basse valeur et de haute valeur et étant connecté

à la ligne 22 ou à la sortie du compteur 53. En ce qui con-

cerne le fonctionnement, on admet à nouveau tout d'abord que la mémoire de caractéristiques 51 contient, avant le premier signal, partout la valeur "1", ce qui peut être réalisé au moyen d'un signal sur une ligne de retour à l'état initial,

non représentée. Le compteur 53 se trouve alors dans sa po-

sition initiale, de sorte que, dans la mémoire de caractéris-

tiques 51, les domaines partiels de la première caractéristi-

que sont adressés et le numéro du domaine partiel de la pre-

mière caractéristique est extrait par lecture de la mémoire

intermédiaire 29 pour être amené, par la ligne 22, à la pre-

mière entrée d'adresse de la mémoire de caractéristiques 51, à la suite de quoi l'emplacement de la mémoire destiné au domaine partiel en question de la première caractéristique est adressé. Le contenu de cet emplacement de mémoire est extrait; par lecture et est amené à un additionneur 55 dont l'autre entrée contient de manière fixe la valeur "1". A la sortie de l'additionneur 55 apparait ainsi le contenu de l'emplacement de mémoire adressé, augmenté d'une unité, qui y est enregistré en effaçant l'ancien contenu. La valeur

d'abondance de ce domaine a ainsi été augmentée d'une unité.

Par un signal d'horloge sur la ligne 12, le compteur 53 est

avancé d'une position, de sorte que, dans la mémoire inter-

médiaire 29 et dans la mémoire de caractéristiques 51, les emplacements de mémoire pour la caractéristique suivante sont

adressés et que, par l'intermédiaire de la ligne 22, le do-

maine partiel de cette caractéristique est à nouveau choisi et augmenté d'une unité par l'intermédiaire de l'additionneur

jusqu'à ce que toutes les caractéristiques aient été trai-

tées. On considère ainsi les valeurs de caractéristiques d'un

signal admis pour les abondances stockées des domaines par-

tiels et on peut amener le signal suivant. Les éléments 56 à

59 seront expliqués à la fin de la description. Un montage

d'un autre type permettant de déterminer les abondances des divers domaines partiels des valeurs de caractéristiques de signaux est représenté à la figure 7 et, dans ce cas, il n'est pas prévu de mémoire intermédiaire. Le montage selon

la figure 7 correspond, dans une certaine mesure, à une com-

binaison des montages représentés sur les figures 4 et 6 et les éléments identiques sont affectés des mêmes chiffres de référence. Dans le montage de la figure 7, on part à nouveau

de l'hypothèse que la mémoire 21 contient toutes les carac-

téristiques d'un signal amené. Ces valeurs de caractéris-

tiques peuvent,par exemple, dans le cas de signaux de parole, être obtenues au moyen du montage partiel représenté à la moitié supérieure de la figure 3. Tant pour cette mémoire 21

que pour la mémoire de limites de domaines 23 et pour la mé-

moire de caractéristiques 51, il est prévu un compteur 53 pour l'adressage commun. Ce compteur adresse, tant dans la mémoire de limites de domaines 23 que dans la mémoire de caractéristiques 51, à nouveau les emplacements de mémoire pour tous les domaines partiels appartenant chaque fois à

une caractéristique. D'autres entrées d'adresse de cette mé-

moire destinées à l'adressage des domaines partiels -apparte-

nant à une même caractéristique sont connectées à la sortie du compteur 41 qui reçoit, par la ligne 12, une impulsion

d'horloge pour la cadence de comptage.

Au départ, les deux compteurs 41 et 53 se trouvent en position initiale, de sorte que, dans toutes les mémoires, les emplacements de mémoire pour la première caractéristique

ou pour le premier domaine partiel y sont adressés. Le com-

parateur 25 reçoit alors, à partir de la mémoire 21, la va-

leur de la première caractéristique et à partir de la mémoi-

re de limites de domaines 23, la première limite de domaine et avec les signaux d'horloge suivants sur la ligne 12, les limites de domaines suivantes. Dès que se présente une limite de domaine qui excède la valeur de caractéristique provenant de la mémoire 21, le contenu de la cellule de mémoire de la mémoire de caractéristiques 51 adressée à ce moment par les compteurs 41 et 53 est extrait par lecture et est amené-à l'additionneur 55 qui fournit à nouveau, à sa sortie, cette

valeur augmentée d'une unité et l'amène à l'entrée de don-

nées de la mémoire de caractéristiques 51 o cette valeur augmentée est à nouveau enregistrée dans son emplacement de

mémoire original. De plus, le signal de sortie du compara-

teur 25, qui est retardé dans le dispositif de retard 57A,

d'une durée suffisante pour l'opération de lecture/enregis-

trement dans la mémoire de caractéristiques 51 a pour effet de ramener le compteur 41 par l'intermédiaire de l'entrée de retour à l'état initial RES dans sa position initiale et d'avancer le compteur 53 d'une position. De cette façon, toutes les caractéristiques sont traitées successivement Après traitement d'un certain nombre de signaux d'une

classe déterminée, par exemple d'un certain nombre d'échan-

tillons de parole d'une personne qui parle, au cours de la phase d'acquisition, il faut déterminer finalement la valeur

de seuil de similitude destinée à l'opération de vérifica-

tion ultérieure. A cet effet, on peut utiliser le montage représenté à la figure 8. Ce montage comporte à nouveau Ja 21- mémoire de caractéristiques 51 de même que le compteur 53

qui adresse l'emplacement de mémoire pour les domaines par-

tiels de chaque fois une caractéristique. Les domaines par-

tiels des caractéristiques sont adressés par le compteur 81 pour autant qu'il ne soit pas possible d'utiliser à cette fin le compteur 41 représenté à la figure 7. Dans ce cas

également, il est admis que les compteurs 53 et 81 se trou-

vent au départ dans leur position initiale. Des impulsions-

d'horloge sur la ligne 12 font passer le compteur 81 succes-

sivement par toutes les positions et, de cette façon, les

abondances de tous les domaines partiels de la première ca-

ractéristique qui sont stockés dans la mémoire de caracté-

ristiques 51 sont fournies les unes à la suite des autres à la sortie et sont amenées à un comparateur 83 de même qu'à un registre 85. L'autre entrée du comparateur 83 est connectée

à la sortie du registre 85. La sortie du comparateur 83 com-

mande la reprise d'une valeur dans le registre chaque fois que la valeur fournie par la mémoire de caractéristiques 51 est supérieure à la valeur contenue dans le registre 85. De

cette façon, le registre 85 contient, après un passage com-

plet du compteur 81, c'est-à-dire lorsque les abondances de

tous les domaines partiels d'une caractéristique sont appa-

rues à la sortie de la mémoire de caractéristiques 51, l'a-

bondance la plus élevée qui s'est présentée. Cette valeur est amenée à la première entrée d'un multiplicateur 87 dont l'autre entrée est connectée à la sortie d'une mémoire 89 et dont la sortie est connectée à l'entrée de données de la

mémoire 89. La mémoire 89 est construite comme un accumuila-

teur de produit, par exemple comme un registre, et contient

au début de la détermination de la valeur de seuil, la va-

leur 1.

Lorsque le compteur 81 a parcouru toutes ses positions, il fournit à la sortie U un signal qui enregistre le signal de sortie du multiplicateur 87 dans la mémoire 89, remet le

registre 85 à 0 et fait avancer le compteur 53 d'une posi-

tion. Les emplacements de mémoire pour le domaine partiel de

la deuxième caractéristique sont alors adressés successive-

ment par le compteur 81 et, à la fin de ces opérations, le

registre 85 contient l'abondance maximale qui s'est présen-

tée pour cette deuxième caractéristique, laquelle est mul-

tipliée par la première abondance stockée dans la mémoire 89 pour être stockée finalement dans la mémoire 89. Cette

opération est effectuée successivement pour toutes les carac-

téristiques, de sorte que finalement la mémoire 89 contient

le produit des abondances de toutes les caractéristiques.

Au cours de la phase d'essai, ce produit des abondances

maximales n'est en pratique jamais atteint parce que le si-

gnal à vérifier présente presque toujours des valeurs dif-

férant de celles qui se sont présentées le plus souvent pen-

dant la phase d'acquisition. La valeur de seuil de similitu-

de doit donc être obtenue par multiplication du produit des

1.5 abondances maximales obtenu par un nombre inférieur à "1".

A cette fin, l'entrée du multiplicateur 87 connectée à la

sortie du registre 85 peut être déconnectée et peut être com-

mutée sur une valeur inférieure à 1 fixe ou dépendant des si-

gnaux pendant la phase d'acquisition. Ensuite, la mémoire 89 reçoit une nouvelle fois une impulsion d'horloge de reprise, de sorte qu'elle contient finalement la valeur de seuil de similitude en vigueur qui est utilisée pour la vérification suivante.

Lorsque la sortie du registre 85 est connectée non seu-

lement au comparateur 83 mais aussi à l'entrée d'un disposi-

tif logarithmique, le multiplicateur 87 peut être remplacé par un additionneur dont la première entrée est connectée à

la sortie du dispositif logarithmique. Ceci peut être avan-

tageux parce qu'un additionneur est sensiblement plus simple

et fonctionne plus rapidement qu'un multiplicateur. Le dis-

positif logarithmique peut dans ce cas, par exemple, être conçu simplement comme une mémoire de valeurs fixes qui est

adressée par le registre 85. La mémoire 89 qui, dansce der-

nier cas contient la valeur initiale 0 ou, mieux encore, une valeur initiale qui correspond au logarithme du nombre par lequel le produit des abondances maximales doit être multiplié pour la détermination du seuil de similitude, contient alors,

à la fin de la détermination de la valeur de seuil, directe-

ment le logarithme de la valeur de seuil de similitude0 Cet-

te valeur de seuil ou son logarithme disponible à la sortie

de la mémoire 89 est amené par la ligne 88 au montage ser-

vant à vérifier un signal.

Un montage servant à la vérification est représenté à la figure 9, Cet agencement comprend à nouveau la méenoire de

* caractéristiques 51 et le compteur 53 qui adresse dans la mé-

moire 51 chaque fois les enplacements de mémoire de tous les domaines partiels d'une caractéristique. Les emplacements de mémoire d'un domaine partiel déterminé sont choisis par

le contenu de l'emplacement. de mémoire de la mémoire inter-

médiaire 29, qui est également adressée par le compteur 53.

Cette mémoire 29 contient à nouveau les numéros des domaines

partiels dans lesquels sont tombées les valeurs de caracté-

ristiques du signal à vérifier. Grâce au compteur 53, qui progresse au rythme des impulsions d'horloge sur la ligne 12,

les abondances de chaque domaine partiel de toutes les ca-

rectéristiques qui sont stockées dans la mémoire de caracté-

ristiques 51 sont extraites successivement par lecture et sont amenées à un dispositif logarithmique 9-1. La sortie de

ce dispositif est connectée à la première entrée d'un addi-

tionneur 93 dont l'autre entrée est connectée à la sortie d'une mémoire 95 et dont la sortie est connectée à leentrée

de données de cette mémoire 95, De plus, la mémoire 95 con-

tient les impulsions d'horloge de la ligne 12 fixant la ca-

dence de reprise. De cette façon, les logarithmes de toutes

les abondances extraites par lecture de la mémoire de carac-

téristiques 51 sont additionnés dans la mémoire 95 de sorte que, lorsque le compteur 53 a parcouru toutes ses positions

et que toutes les caractéristiques ont été traitées, la mé-

moire 95 contient finalement le logarithme du produit des abondances extraites par lecture. Dans ce cas, on réalise la multiplication des abondances par sommation des logarithmes,

comme mentionné lors de la description de la figure 8. On

peut aussi omettre le dispositif logarithmique 91 et rem-

placer l'additionneur 93 par un multiplicateur.

Le résultat finalement obtenu dans la mémoire 95 est amené à la première entrée d'un comparateur 97 dont l'autre

entrée reçoit par la ligne 88 la valeur de seuil de simili-

tude ou son logarithme provenant du montage représenté à la figure 8. Le signal de la ligne de sortie 8 du comparateur 97 (voir figure 2) indique alors si la valeur obtenue dans

la mémoire est supérieure à la valeur de seuil de similitu-

de sur la ligne 88, ce qui indique une vérification réali-

sée avec succès ou un échec de cette vérification. Le signal sur la ligne 8 peut, si on le souhaite, être validé par un

signal de transfert du compteur 53 qui indique que la véri-

fication est achevée.

Jusqu'ici, seule la vérification de signaux d'une cer-

taine classe ou des signaux de parole d'une seule personne

qui parle a été décrite. La vérification, par exemple de l'i-

dentité de plusieurs personnes qui parlent, est possible

également de la même façon. A cet effet, la mémoire de carac-

téristiques 51 doit alors être agrandie de manière correspon-

dante de telle sorte qu'elle stocke séparément les valeurs

d'abondance de tous les domaines partiels de toutes les carac-

téristiques de diverses personnes qui parlent et, de plus,

la mémoire de caractéristiques 51 doit présenter d'autres en-

trées d'adresse par lesquelles le domaine associé à cette personne est choisi dans la mémoire, par exemple au moyen d'un numéro de personne prédéterminé et ce tant pendant la

phase d'acquisition que pendant la phase d'essai.

La valeur de seuil de similitude qui peut être obtenue, par exemple au moyen du montage représenté à la figure 8, est avantageusement produite séparément pour chaque personne qui parle ou pour chaque classe parce que les répartitions

d'abondances peuvent être très différentes rians les diver-

ses classes. Pour éviter de devoir déterminer à nouveau la

valeur de seuil de similitude avant chaque processus de ve-

rification, les valeurs de seuil de similitude sont déter-

minées pour toutes les classes à la fin de la phase d'ac-

quisition et sont alors stockées dans une mémoire intermé-

diaire. Cette mémorisation intermédiaire peut également se faire par adressage au moyen de numéro de classe ou de per- sonne qui parle. En tant que mémoire de ce type, on peut aussi utiliser la mémoire de caractéristiques 51 de telle sorte que la valeur de seuil de similitude soit stockée à la suite des valeurs d'abondance des domaines partiels de la dernière caractéristique de la classe en question ou de la

personne qui parle.

Lorsque le montage doit permettre la vérification de l'identité de nombreuses personnes qui parlent, comme cela

peut être le cas, par exemple, pour une vérification d'iden-

tité dans le domaine bancaire, la capacité de la mémoire de caractéristiques 51 doit être très grande. Il peut dès lors être avantageux que les valeurs d'abondance obtenues pendant

la phase d'acquisition contenue dans la mémoire 51 du monta-

ge de la figure 6 ou 7 soient extraites de cette mémoire avec les valeurs de seuil de similitude et soient enregistrées

sur un milieu de stockage, par exemple, sur la bande magné-

tique d'une carte d'identité personnelle correspondante.

Dans ce cas, pour une capacité de mémoire limitée, les va-

leurs d'abondance sont stockées de manière codée sur les ban-

des magnétiques, par exemple au moyen d'un codage différen-

tiel. Cette carte d'identité est alors analysée avant ou pendant l'émission d'un échantillon de parole et son contenu est décodé et enregistré dans la mémoire 51, de sorte qu'à la fin de l'émission de l'échantillon de parole, les valeurs d'abondance correspondantes de domaines partiels correspon-

dant à cet échantillon de parole peuvent être traitées. De ce fait, le nombre de personnes dont l'identité peut être vérifiée de cette façon est pratiquement illimité. On peut aussi utiliser une carte d'identité à laquelle est incorporée

une mémoire à semi-conducteurs sur une pastille de semi-

conducteur. Une telle mémoire présente une capacité de mémo-

risation plus élevée de:sorte qu'il n'est alors pas nécessaire de recourir au codage des valeurs d'abondance. Dans ce cas,

non seulement la mémoire destinée à la mémorisation intermé-

diaire des valeurs d'abondance, mais tout le montage, au moins à partir du convertisseur analogique-numérique 17 de

la figure 3, peut être intégré sur une pastille de semi-con-

ducteur et être incorporé à la carte d'identité. Dans ce cas,

une falsification des données sur la carte d'identité, c'est-

à-dire l'apport de valeurs d'abondance d'une personne à imi-

ter, mais non présente, n'est pas possible. Lors, de l'uti-

lisation d'une mémoire intermédiaire telle que la carte d'i-

dentité, la phase d'acquisition peut être étendue sur une durée plus longue pour permettre la détection de divers états corporels et de diverses dispositions lors de l'émission de l'échantillon de parole. Avant chaque émission d'un nouvel

échantillon de parole, les anciennes valeurs sont introdui-

tes par lecture dans la mémoire de caractéristiques 51 et sont améliorées de manière correspondante. Un tel processus peut aussi être adjoint à chaque vérification d'identité réalisée avec succès-, de sorte que le signal à vérifier est alors traité à nouveau comme signal d'acquisition et augmente,

comme dans le cas des signaux d'acquisition précédents, la-

valeur d'abondance correspondante dans la mémoire de carac-

téristiques 51. Lors de l'utilisation de la mémoire intermé-

diaire 29 comme dans le montage représenté à la figure 6, les

valeurs qui y sont contenues peuvent être utilisées immédia-

tement pour la post-acquisition.

Une difficulté qui se présente pour cette post-acquisi-

tion peut être due au fait que la capacité des emplacements de mémoire individuels de la mémoire de caractéristiques 51, c'est-à-dire la longueur des nombres binaires qui peuvent y

être stockés, est limitée. Au cours de la phase d'acquisi-

tion, le nombre d'échantillons d'acquisition peut être choisi égal à la valeur maximale du nombre binaire pouvant être stocké ou légèrement supérieur à celle-ci, de sorte que

l'abondance maximale qui se présente dans une caractéristi-

que partielle n'excède pas la valeur maximale du nombre bi-

naire pouvant être stocké. Il est cependant possible que cette abondance soit malgré tout excédée dans le cas de la post-acquisition décrite cidessus par des signaux ou des échantillons de parole dont la vérification a été réalisée avec succès0 Pour éviter cet inconvénient9 sur la figure 69 la sortie de l'additionneur 55 est connectée à la première entrée d'un comparateur 57 qui reçoit à l'autre entrée la valeur maximale M du nombre binaire pouvant être stocké

comme valeur fixe. Dès que cette valeur maximale se pré-

sente à la sortie de l'additionneur 55, elle est réenregis-

trée dans la mémoire de caracterlstiques 51, mais le compa-

rateur 57 produit9 en outre,9 un signal de sortie sur la li-

gne 599 ce signal étant amené au dispositif de déroulement

associé, par exemple au dispositif de commande 9 de la fi-

gure 2. Ce dispositif commute alors à la fin du traitement de 1 'ensemble du signal le commutateur 58 dans la position opposée, de sorte que l'entrée de données de la mémoire 51 est connectée a la sortie d' un dispositif diviseur 56 dont

l'entrée est connectée à la sortie de la mémoire 510 Ce dis-

positif diviseur 56 a9 dans le cas le plus simple9 pour effet un décalage d'une seule position et dès lors une division par le nombre 2t En même temps, sous l'effet de la commande du compteur 53, de même que d'un autre compteur connecté à 'autre entrée d'adresse, par exemple le compteur a41 à la figure 79 les abondances de tous les domaines partiels de toutes les caractéristiques sont extraites par lecture, sont

divisées dans le dispositif diviseur 56 par un nombre prédé-

terminé, par exemple comme mentionné ci-dessus par le nombre 2, et sont à nouveau enregistrées à. l'emplacement de mémoire initial0 De cette façon, toutes les valeurs d'abondance sont diminuées proportionnellement d'un même facteur. De plus9 la valeur de seuil de similitude doit ensuite être déterminée à nouveau. On peut maintenant traiter à nouveau des signaux 3 ou des échantillons de parole en vue de la post-acquisition

jusqu'au moment o on atteint à nouveau dans une caractéris-

tique la valeur d'abondance maximale. De cette façon, les

signaux d'acquisition utilisés en dernier lieu ont une pon-

dération plus grande ou, en d'autres termes, les signaux

d'acquisition utilisés en premier lieu perdent de ''influen-

ce à chaque opération de division, mais ceci a, en particu-

lier dans le cas des échantillons de parole, un effet géné-

ralement souhaitable parce que les modifications dues au

vieillissement de la voix sont particulièrement bien compen-

sées. Les montages décrits ne représentent que des formes de réalisation citées à titre d'exemple pour le procédé conforme à l'invention. En particulier, quelques éléments

ou l'ensemble des éléments constitués par les mémoires, comp-

teurs, comparateurs et additionneurs, peuvent être combinés chaque fois sous forme d'un seul élément dont les entrées sont commutées de manière correspondante. Une réalisation du procédé dans le cadre des exemples de réalisation décrits peut en particulier être mise en oeuvre avantageusement au

Royen d'un microprocesseur programmé de manière fixe. Les di-

verses mémoires sont alors matérialisées dans diverses sec-

tions de mémoires du microprocesseur. Les diverses fonctions

de comparaison et d'addition sont alors assurées par l'élé-

ment processeur (ALU) du microprocesseur.

Claims

REVENDICATIONS

1.- Procédé pour la vérification d'un motif de signaux finis présentant diverses caractéristiques qui peuvent chacune avoir une variabilité quantitative, caractérisé en ce qu'il comporte les stades suivants: (a) dans une phase d'acquisition, on fournit un nombre

prédéterminé de motifs de signaux et on forme pour chaque carac-

téristique un histogramme indiquant le nombre de fois-que la caractéristique en question a eu une valeur tombant dans un domaine de valeurs d'un ensemble continu de domaines de valeurs en vigueur pour cette caractéristique; (b) dans une phase d'essai, il est prévu un générateur de vérification pour fournir le motif de signaux qui est reçu par un capteur, la valeur captée étant détectée chaque fois pour lesdites caractéristiques afin d'indiquer, pour chacune d'elles le domaine de valeurs associé à cette valeur dans les limites de l'ensemble associé.à cette caractéristique; (c) pour toutes lesdites caractéristiques du signal à vérifier, on multiplie les valeurs d'histogramme des domaines de valeurs ainsi indiqués pour former une valeur de produit final, chaque facteur de cette valeur de produit final étant différent de zéro; (d) enfin, on compare ladite valeur de produit final

à une valeur normalisée pour ne signaler une vérification du gé-

nérateur que lors d'un dépassement par excès de la valeur normalisée.

2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'avant la normalisation d'un motif de signaux fourni, la valeur détectée pour chaque caractéristique est multipliée par un facteur (1+e) o e " 1 pour obtenir une valeur corrigée, ce qui est répété chaque fois pour toutes les valeurs corrigées ainsi obtenues, jusqu'au moment o une valeur agrégée dérivée des valeurs corrigées en vigueur excède une valeur de seuil de similitude. 3.- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la valeur du signal d'ensemble est dérivée par sommation

des valeurs des caractéristiques.

4.- Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, ca-

ractérisé en ce qu'après la phase d'acquisition, la valeur de seuil de similitude est formée par multiplication des valeurs

d'abondance maximales des caractéristiques individuelles.

- 5.- Procédé suivant l'une des revendications I à 4, pré-

cédentes, caractérisé en ce qu'une vérification réalisée avec succès est suivie d'une nouvelle phase d'acquisition dans laquelle les valeurs d'abondance des domaines partiels dans lesquels sont tombées les valeurs des caractéristiques

du signal à vérifier sont augmentées d'une unité.

6.- Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que, lorsqu'une valeur d'abondance est dépassée par excès

au-delà d'une valeur prédéterminée, toutes-les valeurs d'a-

bondance sont divisées par un diviseur constant.

7.- Procédé suivant l'une des revendications i à 6,

caractérisé en ce que le signal est un signal de parole de

durée limitée et les caractéristiques sont des domaines spec-

traux de fréquence contigus, l'énergie du signal de parole de chaque domaine spectral étant intégrée séparément dans des Périodes successives égales et en ce que les intégrales individuelles sont additionnées séparément pour l'ensemble du signal de parole, les sommes spectrales représentant les

valeurs des caractéristiques.

8.- Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en

ce que pour la détermination des domaines partiels dans les-

quels tombent les sommes spectrales individuelles, on compare pendant la durée du signal de parole pour chaque domaine spectral, après chaque addition d'une nouvelle intégrale, la somme partielle formée ainsi à la limite supérieure d'un

domaine partiel, on augmente d'une unité le contenu d'un em-

placement de stockage intermédiaire associé à ce domaine spectral lorsque la somme partielle excède cette limite et on exécute ensuite la comparaison avec la limite supérieure

du domaine partiel plus élevé suivant.

9.- Procédé suivant la revendication 7 ou 8, carac-

térisé en ce qu'on stocke les valeurs d'abondance obtenues pendant la phase d'acquisition sur un support de données, on les lit automatiquement et on les stocke à des fins de

vérification lors de l'amenée du signal de parole à vérifier.

O.- Dispositif pour l'exécution du procédé suivant

l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il com-

prend une mémoire de caractéristiques (59 présentant un em-

placement de mémoire pour chaque domaine partiel de chaque caractéristique, un premier dispositif d'adresse (53) qui adresse les emplacements de mémoire de tous les domaines

io partiels chaque fois pour une caractéristique et un deuxiè-

me dispositif d'adresse (29, 41) qui adresse chaque fois un domaine partiel, une mémoire de limites de domaines (23) qui est commandée au moins par le deuxième dispositif d'adresse, un dispositif comparateur (25) qui compare les valeurs des

-is caractéristiques à une limite de domaine correspondante ex-

traite par lecture de la mémoire de limites de domaines (23) et qui, pour une valeur inférieure à la limite de domaine comparée mais supérieure à la limite de domaine du domaine

partiel précédent, fournit un signal pour extraire par lec-

ture le contenu de l'emplacement de mémoire de la mémoire

de caractéristiques (51) adressé en même temps que la mémoi-

re de limites de domaines et pour augmenter ce contenu pen-

dant la phase d'acquisition d'une unité dans un additionneur d'abondances (55) afin de réenregistrer cette valeur dans le même emplacement de mémoire et l'amener, pendant la phase

d'essai, à une unité de traitement (91, 93, 95) qui multi-

plie ce contenu par les contenus des emplacements de mémoire extraits par lecture pour les autres caractéristiques et qui amène le résultat à un comparateur de similitude (97) dont l'autre entrée reçoit la valeur de seuil de similitude et

dont la sortie (98) fournit le résultat de la vérification.

11.- " 'pltif suivant la revendication 10, pour la vé-

rification d'un signal de parole de durée limitée, caracté-

risé en ce que les caractéristiques sont des domaines spec-

traux de fréquence contigus, l'énergie du signal de parole étant intégrée dans des sections de temps identiques pour

chaque domaine spectral, en ce que les intégrales indivi-

duelles sont additionnées pour l'ensemble du signal de paro-

le, les sommes spectrales représentant les valeurs des ca-

ractéristiques, en ce que le signal électrique de parole obtenu à partir d'un microphone passe à travers un banc de filtres qui divisent le signal de parole en un certain nombre de domaines spectraux de fréquence et quiintègrent

l'énergie des domaines spectraux individuels séparément pen-

dant des sections de temps successives-et égales en ce que les signaux intégrés sont amenés à un accumulateur formé d'un additionneur de valeurs spectrales et d'une mémoire de spectre de longue durée présentant un emplacement de mémoire prropre à chaque domaine spectral, cet accumulateur

additionnant les signaux intégrés pour chaque domaine spec-

tral, en ce que le dispositif comparateur (25) reçoit les sommes intermédiaires produites par l'additionneur de valeurs spectrales (19) pour chaque domaine spectral et le compare à la limite de domaine extraite par lecture de la mémoire de limites de domaines (23) et en ce que le deuxième dispositif d'adresse comprend une mémoire intermédiaire (29) présentant un emplacement de mémoire propre à chaque domaine partiel qui est adressé Dar le premier dispositif d'adresse (53) et dont le contenu extrait par lecture est augmenté d'une unité par un autre additionneur (27), lorsque le dispositif

comparateur (25) indique que la somme intermédiaire est supé-

rieure à la limite de domaine extraite par lecture et est ensuite réenregistré dans la mémoire intermédiaire (29), la sortie de la mémoire intermédiaire fournissant les adresses du

deuxième dispositif d'adresse.

12.- Dispositif suivant la revendication 11, caractéri--

sé en ce que la mémoire de limites de domaines (29) contient, pour chaque caractéristique et pour chaque domaine partiel,

une valeur limite de domaine propre, et le premier disposi-

tif d'adresse (53) adresse également la mémoire de limites

de domaine (29).

13.- Dispositif suivant la revendication 11 ou 12, ca-

ractérisé en ce que la mémoire de caractéristiques (51) contient, avant le début du premier signal d'acquisition,

la valeur "1" dans tous les emplacements de mémoire.