FR2775407A1 - Poste telephonique avec reconnaissance de parole, et systeme de commande vocale comportant un tel poste - Google Patents

Abstract

Le poste téléphonique (5) comporte un module de reconnaissance vocale (15) pour comparer des segments de parole captés par un microphone (7) du poste à des modèles préenregistrés, et des moyens de mémorisation (16, 18) pour stocker les modèles préenregistrés en relation avec des données respectivement associées à ces modèles. En particulier, la composition de numéros d'appel de correspondants, formant des données associées à certains des modèles, est effectuée automatiquement en réponse à la reconnaissance de ces modèles. Les données associées à d'autres modèles sont relatives à des commandes destinées à au moins un appareil externe. En réponse à la reconnaissance d'un de ces autres modèles, un signal de commande est émis à destination de l'appareil externe, directement depuis le poste ou par l'intermédiaire d'une unité relais.

Description

POSTE TÉLÉPHONIQUE AVEC RECONNAISSANCE DE PAROLE,
ET SYSTÈME DE COMMANDE VOCALE COMPORTANT UN TEL POSTE
La présente invention concerne le domaine de la commande vocale d'appareils.

Les progrès réalisés dans le traitement numérique des signaux de parole, en particulier dans la reconnaissance automatique de parole (voir par exemple
L.R. Rabiner : "A Tutorial on Hidden Markov Models and
Selected Applications in Speech Recognition", Proceedings of the IEEE, Vol. 77, No. 2, février 1989, pages 257-285), ont permis le développement d'appareils à commande vocale.

Dans un tel appareil, un microphone est utilisé pour capter les segments de parole prononcés par l'utilisateur et les fournir à un module de reconnaissance, lequel les compare à des modèles stockés dans un dictionnaire en relation avec des paramètres utilisables pour commander diverses fonctions de l'appareil. La reconnaissance d'un modèle donné déclenche alors la commande correspondante.

Une catégorie d'appareils pour lesquels ce type de commande vocale est aujourd'hui répandu est constituée par les postes téléphoniques, et plus particulièrement par les terminaux mobiles de type mains libres. Dans ces terminaux, le module de reconnaissance de parole est utilisé pour commander des fonctions téléphoniques en réponse à des mots de commande prononcés par l'utilisateur, ou encore pour composer automatiquement des numéros d'appel en réponse à des noms de correspondants prononcés par l'utilisateur.

L'utilisateur d'un appareil à commande vocale, s'il en est satisfait, a tendance à souhaiter que d'autres appareils qu'il utilise fonctionnent avec ce type de commande. Or, la commande vocale requiert que l'appareil dispose d'une interface homme-machine relativement élaborée, comportant notamment une chaîne de traitement de signaux acoustiques et un module de reconnaissance. Si plusieurs appareils sont à équiper d'un système de commande vocale, le coût supporté par l'utilisateur peut devenir élevé. D'autre part, les systèmes de reconnaissance dont sont équipés des appareils indépendants n'ont pas a priori les mêmes caractéristiques ou les mêmes performances, ce qui pose un problème d'ergonomie, l'utilisateur pouvant être amené à adapter son élocution à l'appareil particulier qu'il est en train de commander.

Un but de la présente invention est de proposer une solution commode et économique pour permettre la commande vocale de plusieurs catégories d'appareils.

L'invention propose ainsi un poste téléphonique comportant des moyens d'interface homme-machine pour commander des fonctions téléphoniques du poste en réponse à des commandes d'utilisateur, les moyens d'interface homme-machine comprenant un module de reconnaissance vocale pour comparer des segments de parole captés par un microphone du poste à des modèles préenregistrés et des moyens de mémorisation pour stocker les modèles préenregistrés en relation avec des données respectivement associées à ces modèles, les moyens d'interface hommemachine étant notamment agencés pour commander la composition de numéros d'appel de correspondants, formant des données associées à certains des modèles, en réponse à la reconnaissance de ces modèles. Selon l'invention, les données associées à d'autres modèles sont relatives à des commandes externes destinées à au moins un appareil externe indépendant des fonctions téléphoniques du poste, et le poste comprend en outre une interface de commande externe commandée par les moyens d'interface homme-machine pour émettre des signaux de commande en réponse à la reconnaissance desdits autres modèles.

Grâce à ces dispositions, la même interface hommemachine comprenant le module de reconnaissance vocale permet à l'utilisateur de commander d'une part la partie téléphonie du poste, par exemple pour la composition automatique de numéros d'appel, et d'autre part un ou plusieurs appareils externes indépendants du poste.

Il en résulte une économie substantielle pour l'utilisateur souhaitant que plusieurs appareils a priori indépendants bénéficient de la fonction de commande vocale. En outre, l'unicité du module de reconnaissance lui procure une bonne ergonomie générale, les performances et les caractéristiques de ce module ne variant pas selon l'appareil commandé.

Le poste téléphonique selon l'invention, sera généralement constitué par un radiotéléphone mobile, ce qui permet de bénéficier des effets de masse du marché de ces radiotéléphones, qui en diminuent fortement le coût de revient. D'autre part, ceci facilite l'utilisation de la commande vocale dans plusieurs environnements. En particulier, le poste est alors utilisable dans l'habitacle d'une automobile, où les fonctions de commande vocale sont très utiles en termes de sécurité puisqu'elles permettent au conducteur de garder les yeux sur la route et de conduire à deux mains. Les appareils externes commandables par l'intermédiaire du module de reconnaissance vocale peuvent alors comprendre divers accessoires de l'automobile, comme par exemple le système audio, les feux de détresse, l'éclairage de l'habitacle...

Les signaux de commande émis par le poste peuvent être transmis directement à l'appareil concerné. Ceci nécessite toutefois que le poste soit équipé de moyens d'émission permettant de commander directement chacun des appareils en question. On préfère plutôt que le signal émis par le poste en réponse à la reconnaissance d'un modèle relatif à une commande externe transporte les données associées à ce modèle vers une interface de transfert de données incluse dans l'interface de commande externe du poste.

Dans ce dernier cas, le poste téléphonique fait partie d'un système de commande vocale comprenant en outre au moins une unité relais comportant une interface de transfert de données pour recevoir des données transférées depuis l'interface de transfert de données du poste téléphonique, des moyens de mémorisation pour mémoriser des signaux de commande en relation avec des données respectivement associées à ces signaux de commande, et des moyens d'émission commandés pour émettre un signal de commande mémorisé en réponse à la réception des données qui lui sont associées sur l'interface de transfert de données de l'unité relais.

D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaîtront dans la description ciaprès d'exemples de réalisation non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels
- la figure 1 est un schéma synoptique d'un radiotéléphone mobile conforme à l'invention ; et
- la figure 2 est un schéma synoptique d'une unité relais qui, avec un poste téléphonique tel que celui représenté sur la figure 1, forme un système de commande vocale conforme à l'invention.

Le poste téléphonique 5 représenté sur la figure 1 est un radiotéléphone mobile avec une antenne radio 6, un microphone 7 et un écouteur 8. La référence 9 désigne le contrôleur général du poste qui, relié à l'antenne 6, au microphone 7 et à l'écouteur 8, assure toutes les fonctions téléphoniques de manière classique. Par exemple, si le poste 5 est prévu pour fonctionner dans des réseaux cellulaires de type GSM, le contrôleur 9 peut être réalisé conformément aux spécifications et recommandations publiées par l'ETSI (European Telecommunications Standard
Institute). Le fonctionnement de ce contrôleur 9 n'est pas influencé par la mise en oeuvre de la présente invention.

Sur la figure 1, la référence 10 désigne l'interface homme-machine du poste 5. Cette interface peut comprendre, de façon habituelle, un clavier 11 permettant à l'utilisateur d'entrer diverses commandes et de composer des numéros d'appel, un écran d'affichage 12 permettant de délivrer divers messages à l'utilisateur, et un dispositif de sonnerie 13 permettant d'avertir l'utilisateur lorsque se produit un appel extérieur ou un autre événement.

L'interface homme-machine 10 comporte en outre un module de reconnaissance de parole 15 associé à un dictionnaire de modèles 16. Le module de reconnaissance 15 traite le signal audio capté par le microphone 7 du poste afin de comparer les segments de parole captés aux modèles stockés dans le dictionnaire 16.

Chaque fois qu'il est déterminé qu'un segment de parole capté est conforme à l'un des modèles stockés, le module 15 identifie ce modèle dans un message adressé au contrôleur 17 de l'interface homme-machine.

Ce contrôleur 17 est associé à une autre mémoire 18, ci-après appelée "agenda", qui peut être incluse en totalité ou en partie dans un support de données externe (une carte SIM dans le cas d'un poste de type GSM), introduit dans un lecteur approprié prévu dans le poste.

L'agenda 18 est prévu pour contenir notamment des numéros d'appel de correspondants en relation avec des pointeurs que le contrôleur 17 est susceptible de lui fournir en réponse à une sélection opérée par l'utilisateur au moyen du clavier 11, ou en réponse à l'identification de l'un des modèles dans un message reçu du module de reconnaissance 15. Le module 18 délivre un numéro d'appel lorsque le pointeur correspondant lui est fourni, après quoi le contrôleur 17 commande le contrôleur général 9 du poste pour provoquer la numérotation requise.

Bien entendu, cette numérotation peut également être provoquée directement par composition du numéro sur le clavier 11.

La mémoire-agenda 18 peut également contenir des paramètres de commande de fonctions téléphoniques, que le contrôleur 17 fournit au contrôleur général 9 pour commander des fonctions téléphoniques autres que la numérotation, en réponse à la reconnaissance de certains segments de parole tels que par exemple "décrocher", "raccrocher"..

Les modèles de parole stockés dans le dictionnaire 16 peuvent être établis et enregistrés pendant une phase d'apprentissage. Dans cette phase d'apprentissage, le contrôleur 17 invite l'utilisateur à prononcer plusieurs fois le segment de parole à apprendre. Ces prononciations successives sont analysées par le module 15 qui calcule les modèles statistiques représentant le segment en question, et les stocke dans le dictionnaire 16 en relation avec une identification appropriée, telle que l'adresse d'écriture dans la mémoire constituant le dictionnaire 16. C'est cette identification qui est fournie au contrôleur 17 dans les phases ultérieures de reconnaissance. Lors de l'apprentissage, le contrôleur 17 obtient en outre les données (numéro d'appel ou commande) à mémoriser dans l'agenda 18, que l'utilisateur saisit ou sélectionne à l'aide du clavier 11. Ces données sont alors enregistrées dans l'agenda 18 en relation avec l'identification fournie par le module 15, afin d'être récupérées ultérieurement en réponse à chaque reconnaissance du segment de parole appris.

Pour la mise en oeuvre de l'invention, le poste 5 comprend en outre une interface de commande externe consistant, dans l'exemple représenté, en une interface de transfert de données 20 associée à un connecteur d'entrée/sortie en série 21. L'interface de transfert de données 20 peut consister en une unité universelle de réception et d'émission asynchrones (UART), reliée d'une part au contrôleur 17 de l'interface homme-machine, et d'autre part au connecteur série 21 du poste.

Certaines des données de commande stockées dans l'agenda 18 se rapportent non pas à des commandes destinées au contrôleur 9 et relatives à des fonctions téléphoniques, mais à des commandes destinées à un appareil externe. Lors de la reconnaissance du segment de parole associé à de telles données, le contrôleur 17 délivre les données en question à l'interface de transfert 20, afin qu'un signal de commande transportant ces données soit émis par l'intermédiaire du connecteur 21.

Le stockage de ces données de commande externe dans l'agenda 18, et leur mise en relation avec des segments de parole appris, peuvent être effectués de la même manière que dans le cas des commandes ou numéros d'appel destinés au contrôleur 9. il faut simplement prévoir que le contrôleur 17 puisse identifier certaines des données fournies par l'agenda 18 comme étant destinées à être transférées via l'interface 20.

Les données relatives à des commandes externes peuvent se présenter sous une forme statique, par exemple sous la forme d'un numéro N de commande externe (N=1,2, .. .) . Dans ce cas, lors de l'apprentissage d'un nouveau segment de parole relatif à une commande externe, le contrôleur 17 affecte à cette commande un numéro N disponible, qui est inclus dans le signal numérique émis en réponse à la reconnaissance ultérieure du segment de parole associé.

En variante, le paramétrage peut être dynamique, auquel cas le contrôleur 17 demande à l'utilisateur de saisir au moyen du clavier 11 une chaîne de caractères représentative de la commande externe concernée lors de l'apprentissage du segment de parole associé. Cette chaîne de caractères est stockée dans l'agenda 18, et incluse dans le signal numérique émis en réponse à la reconnaissance ultérieure du segment de parole associé.

L'unité relais 25 représentée sur la figure 2 comporte un connecteur d'entrée/sortie en série 26 permettant de la relier au poste 5 au moyen d'un câble branché sur les connecteurs 21 et 26. Le connecteur série 26 est associé à une interface de transfert de données 27 de type UART. Cette interface 27 est reliée à un microcontrôleur 28 qui commande le fonctionnement général de l'unité relais 25.

L'unité relais 25 comporte des moyens d'émission consistant en une diode infrarouge 30 dans l'exemple considéré.

Le microcontrôleur 28 a accès à une mémoire 31 qui contient des signaux de commande susceptibles d'être fournis à la diode d'émission 30 lorsque des données respectivement associées à ces signaux sont reçus par le microcontrôleur 28 via l'interface de transfert 27.

L'unité 25 comporte en outre une interface hommemachine relativement simple, gérée par le microcontrôleur 28. Cette interface homme-machine comprend par exemple un clavier 32 et un écran d'affichage 33. Elle permet à l'utilisateur de définir les associations entre les signaux de commande et les données susceptibles d'être reçues sur l'interface 27.

L'unité relais 25 représentée sur la figure 2 peut être utilisée avec le poste téléphonique 5 de la figure 1 pour commander diverses catégories d'appareils pour lesquels sont prévus des systèmes de télécommande infrarouge (autoradios, accessoires d'automobile, téléviseurs, appareils hi-fi...).

Une possibilité est que la mémoire 31 contienne une bibliothèque prédéterminée de signaux de commande infrarouge, utilisables pour commander de tels appareils.

Il peut s'agir de signaux normalisés ou définis dans des spécifications techniques des appareils en question.

Une autre possibilité est de munir l'unité relais 25 d'un capteur tel qu'une diode infrarouge 34 permettant d'acquérir les signaux de commande devant être mémorisés.

Dans ce cas, l'unité relais 25 peut "apprendre" les signaux de commande infrarouge de n'importe quel appareil commandable par de tels signaux. il suffit de présenter la télécommande manuelle de l'appareil devant le capteur 34 et de faire enregistrer le signal infrarouge considéré.

Grâce à l'interface homme-machine 32,33, l'utilisateur peut sélectionner l'un des signaux définis dans la mémoire 31, et lui associer les données correspondantes. Cette association peut être effectuée en saisissant les données pertinentes (statiques ou dynamiques) au moyen du clavier 32, ou encore, si le segment de parole associé a préalablement été appris et mémorisé dans le dictionnaire 16 du poste 5 comme expliqué précédemment, en prononçant ce segment de parole devant le microphone 7, ce qui déclenche le transfert des données pertinentes jusqu'à l'interface 27 de l'unité relais.

Ultérieurement, la réception des données depuis le poste 5 déclenchera l'émission par la diode 30 du signal de commande associé afin de délivrer la commande requise à l'appareil concerné.

Bien entendu, la diode infrarouge 30 est remplacée par une antenne radio si les signaux de commande pertinents pour les appareils concernés sont des signaux radio et non des signaux infrarouges. Plus généralement, le signal de commande pourrait être délivré à l'appareil par tout moyen approprié, y compris par une liaison filaire.

Le système de commande vocale décrit ci-dessus trouve une application intéressante pour commander divers accessoires dans un habitacle d'automobile. il est également utilisable dans d'autres contextes, par exemple dans des applications domotiques.

A titre d'exemple, pour la réalisation d'un module de reconnaissance de parole 15 à apprentissage, on pourra se reporter au document EP-A-0 621 582. On notera néanmoins que la présente invention peut être mise en oeuvre avec tout type de reconnaissance de parole, mono- ou multi-locuteur, mono- ou multilingue, avec ou sans apprentissage.

Claims (9)

1. REVENDICATIONS 1. Poste téléphonique comportant des moyens d'interface homme-machine (10) pour commander des fonctions téléphoniques du poste en réponse à des commandes d'utilisateur, les moyens d'interface hommemachine comprenant un module de reconnaissance vocale (15) pour comparer des segments de parole captés par un microphone (7) du poste à des modèles préenregistrés et des moyens de mémorisation (16,18) pour stocker les modèles préenregistrés en relation avec des données respectivement associées à ces modèles, les moyens d'interface homme-machine étant notamment agencés pour commander la composition de numéros d'appel de correspondants, formant des données associées à certains des modèles, en réponse à la reconnaissance de ces modèles, caractérisé en ce que les données associées à d'autres modèles sont relatives à des commandes externes destinées à au moins un appareil externe indépendant des fonctions téléphoniques du poste, et en ce qu'il comprend en outre une interface de commande externe (20) commandée par les moyens d'interface homme-machine pour émettre des signaux de commande en réponse à la reconnaissance desdits autres modèles.
2. 2. Poste téléphonique selon la revendication 1, formant un radiotéléphone mobile (5).
3. 3. Poste téléphonique selon la revendication 1 ou 2, dans lequel l'interface de commande externe comprend une interface de transfert de données (20), et dans lequel les signaux de commande émis par l'interface de commande externe en réponse à la reconnaissance desdits autres modèles transportent les données respectivement associées auxdits autres modèles.
4. 4. Poste téléphonique selon la revendication 3, dans lequel l'interface de transfert de données (20) est associée à un connecteur d'entrée/sortie en série (21) du poste.
5. 5. Système de commande vocale, comprenant un poste téléphonique (5) selon la revendication 3 ou 4, et au moins une unité relais (25) comportant une interface de transfert de données (27) pour recevoir des données transférées depuis l'interface de transfert de données (20) du poste téléphonique, des moyens de mémorisation (31) pour mémoriser des signaux de commande en relation avec des données respectivement associées à ces signaux de commande, et des moyens d'émission (30) commandés pour émettre un signal de commande mémorisé en réponse à la réception des données qui lui sont associées sur l'interface de transfert de données de l'unité relais.
6. 6. Système de commande vocale selon la revendication 5, dans lequel le poste téléphonique est un radiotéléphone mobile (5).
7. 7. Système de commande vocale selon la revendication 5 ou 6, dans lequel le poste téléphonique (5) et l'unité relais (25) comportent chacun un connecteur d'entrée/sortie en série (21,26) pour le transfert desdites données.
8. 8. Système de commande vocale selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel l'unité relais (25) comporte des moyens de réception de signaux (34) et des moyens d'interface homme-machine (32,33) agencés pour enregistrer, dans les moyens de mémorisation (31) de l'unité relais, des signaux captés par les moyens de réception en relation avec des données associées, de façon que ces signaux soient réémis en réponse à la réception ultérieure des données associées sur l'interface de transfert de données (27) de l'unité relais.
9. 9. Système de commande vocale selon l'une quelconque des revendications 5 à 8, dans lequel les moyens d'émission comprennent au moins un émetteur infrarouge (30) ou au moins une antenne radio.