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Le braille numérisé

Quatre cannes blanches.

Samedi 24 octobre 2020 à 11:09:36 HaE

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Photographie d'une Index Basic.
L'Index Basic est une imprimante braille ou embosseuse, feuille à feuille, de type personnel. Elle imprime environ 2 pages à la minute.





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Typhlophile écrit en braille.
Une vitrine virtuelle à l'attention des AMIS DES AVEUGLES

Le Typhlophile / Le braille numérisé

RÉJEAN PLAMONDON, directeur général de l'École polytechnique, professeur titulaire et directeur du laboratoire Scribens. Courriel: rejean.plamondon@polymtl.ca
JEAN-CLAUDE GUÉDON, professeur de littérature comparée, Université de Montréal. Courriel: guedon@ere.umontreal.ca
JEAN-JULES BRAULT, professeur de génie électrique et de génie informatique, chercheur au laboratoire Scribens de l'École polytechnique. Courriel: jean-jules.brault@mail.polymtl.ca

Du point de vue des ordinateurs, l'écriture braille peut sembler plus accessible que l'écriture conçue pour les yeux. Il devrait donc coûter moins cher de numériser toute l'oeuvre de Proust, par exemple, à partir de sa version en braille. Mais la numérisation du braille est un défi scientifique en soi, défi que des chercheurs du laboratoire Scribens de l'École polytechnique ont relevé.

Environ 1 p. 100 de la population est aveugle ou voit très mal, et pourtant, ces personnes se servent aussi de l'écriture. Pour ce faire, elles ont dû l'adapter à un appareil sensoriel beaucoup moins discriminant que l'oeil, en l'occurrence les doigts. De là est née l'écriture braille. Pour l'ordinateur, cette écriture peut paraître beaucoup plus civilisée que la typographie classique, et aussi moins étrange. Fondée sur la présence ou non de petites bosses situées à l'intérieur de cellules rectangulaires, l'écriture braille est fondamentalement un système binaire à six bits.

Toute proportion gardée, l'ordinateur pourrait voir le braille comme nous voyons un texte écrit dans une langue inconnue en alphabet latin. Nous ne le comprenons pas, ce texte, mais nous pouvons reconnaître les lettres. En revanche, l'ordinateur réagit à l'image d'une page de revue comme un Occidental devant du chinois ou un alphabet exotique du type du Han'gul coréen. Il s'agit bien d'écriture, mais par quel bout l'aborder?

Alors, pourquoi ne pas exploiter cette "aptitude" potentielle de l'ordinateur à déchiffrer le braille?

Cette question a mené à la mise au point d'un système de numérisation du braille. Le prototype comporte trois modules principaux intégrés dans un ordinateur de type bloc-notes électronique: un logiciel de saisie et de reconnaissance de textes en braille, un logiciel de reconnaissance dynamique de caractères manuscrits et un logiciel d'édition par commandes gestuelles. Le système est muni de deux entrées: un lecteur optique et un crayon correcteur. L'usager utilise le lecteur optique pour la saisie de textes en braille, un logiciel reconnaît la très grande majorité des caractères captés, et le crayon correcteur permet à l'utilisateur de rectifier les erreurs de lecture, d'ajouter des informations et de gérer l'ensemble des procédures de mise en format à partir de commandes gestuelles, c'est-à-dire de mouvements de la main.

Pour réaliser un prototype fonctionnel, on a dû surmonter plusieurs difficultés. Tout d'abord, il a fallu apprivoiser le braille, ou à tout le moins en comprendre les règles. Par ailleurs, l'impression braille étant en relief, il a fallu contrer le problème des bosses, qui se trouvent avec le temps progressivement écrasées, érodées, tout comme des montagnes victimes de l'érosion. Pour simplifier la conception d'un premier prototype, d'autres problèmes ont été mis de côté: le système actuel, par exemple, ne traite que les documents imprimés d'un seul côté pour éviter que les bosses d'un côté qui apparaissent en creux de l'autre ne parasitent le message transmis. Ce parasitage n'est guère gênant pour les doigts, qui savent bien distinguer les creux des bosses; en revanche, pour un rayon de lumière, le creux peut engendrer une ombre qui ressemble diablement... à l'ombre d'une bosse.

NUMÉRISER LE BRAILLE

Pour numériser le braille, il faut comprendre la nature, les avantages et les limites de cette écriture. La méthode que nous avons utilisée pour reconnaître le braille s'inspire de différents travaux effectués principalement en France et en Belgique.

(Figure 1)

L'approche repose sur le fait que le balayage d'une page braille par un scanner fait ressortir trois niveaux de luminance représentant, pour chaque point braille, deux zones en forme de croissant, l'une claire, l'autre sombre, séparées par une zone ayant la même luminance que le fond de l'image (figure 1).

(Figure 2)

Par un seuillage et un filtrage appropriés, il devient possible d'exploiter une deuxième propriété des documents braille: leur régularité dans l'espace, que l'on retrouve même dans les documents produits manuellement. À l'aide de projections horizontales et verticales (figure 2), on peut déterminer une grille de localisation des points.

(Figure 3)

En superposant cette grille à l'image de luminance filtrée (figure 3), il devient possible de localiser avec une précision suffisante les points braille sur une page numérisée (figure 4).

(Figure 4)

La traduction du texte se fait par conversion du code binaire d'un caractère braille en code décimal ASCII braille, à savoir un code typiquement adapté aux six bits du braille. De plus, le système, qui utilise le logiciel Data Braille Translator (DBT), vérifie s'il s'agit du braille abrégé, c'est-à-dire si l'écriture a subi une abréviation. En effet, les aveugles ont mis au point des techniques d'abréviation pour accélérer aussi bien la lecture que l'écriture Par exemple, l'abréviation du mot personne est pn, du mot personnel est pnl et du mot personnalité est pnlt Donc, si le texte est en braille abrégé, il est ensuite traité par un logiciel de traduction commercial - oui, on trouve des logiciels de traduction du braille à l'écriture ordinaire sur le marché! - afin d'être converti en texte lisible. Ce texte est enfin affiché à l'écran d'un bloc-notes électronique pour la phase d'édition et de correction.

CORRIGER LES TEXTES

Une fois le texte braille scanné et traduit en texte ordinaire, on se retrouve avec un texte contenant encore des erreurs. C'est ici qu'interviennent les recherches traditionnelles du laboratoire Scribens. Pendant qu'une partie des chercheurs s'escrimaient sur le braille à proprement parler, une autre partie continuaient d'étudier la reconnaissance des mouvements appliquée à la correction des textes. Quiconque a jamais examiné les épreuves d'un texte sait qu'un correcteur ou une correctrice utilisent des symboles particuliers. Ils les utilisent même fréquemment, à tel point que, d'une certaine façon, ils les traitent comme une forme d'écriture. Et la régularité de leurs gestes, sans doute, en rend la reconnaissance plus facile. Cette hypothèse a conduit à la mise au point d'un logiciel intégré à un petit bloc-notes électronique, doté d'un crayon, qui permet de lire le texte récupéré à partir d'une source en braille et de le corriger en utilisant les notations nécessaires. C'est ce logiciel qui permet d'interpréter les gestes de correction et de les appliquer au texte. Les erreurs engendrées par la procédure de reconnaissance optique peuvent donc être corrigées par une série de commandes gestuelles.

(Figure 5)

Dans la version actuelle du système, elles sont limitées à un ensemble de gestes simples (figure 5) qui permettent d'effacer, d'insérer une portion de texte, de joindre ou de séparer deux parties, etc. Grâce à un autre logiciel, qui reconnaît les caractères alphanumériques tracés sur l'écran du bloc-notes, on peut ajouter, remplacer, effacer des portions de texte.

En d'autres mots, un éditeur humain, sans changer ses habitudes, peut analyser un texte, le marquer de ses corrections et, instantanément, obtenir le texte corrigé. L'ensemble des composantes de ce système ont été choisies à partir de critères précis: adaptabilité, rapidité de l'apprentissage, compacité et fiabilité.

Les différents modules du système ont ensuite été intégrés dans l'environnement MS-Word, la page d'édition servant à afficher le texte braille reconnu ainsi que le tracé des commandes gestuelles ou des caractères alphanumériques. Cela permet d'utiliser toutes les fonctions de traitement de texte, le correcteur d'orthographe et l'analyseur grammatical de MS-Word de même que la mise en format html pour mettre les documents reconnus sur le Web.

UN PROTOTYPE COMPLET

Le laboratoire Scribens a ainsi réalisé un prototype complet. Dans sa forme actuelle, le système est entièrement fonctionnel. Les taux de reconnaissance du braille varient de 99 à 88 p. 100 pour des pages de bonne qualité, à 93 à 17 p. 100 pour des pages de qualité moyenne. Toutefois, certains livres de piètre qualité conduisent encore à des résultats nettement insuffisants. La reconnaissance de gestes fonctionne avec des taux moyens de plus de 99 p. 100 et le prototype reconnaît les caractères alphanumériques dans 91 p. 100 des cas.

Au-delà de leur objectif premier, qui est de transformer du braille en texte, les chercheurs visent d'autres fonctions. Ainsi, la maîtrise de la récupération optique du braille permettra de multiplier des exemplaires uniques de textes rédigés dans ce format et de les rafraîchir lorsque, trop écrasés par le temps et l'usage, ils deviendront d'une lecture difficile.

Par ailleurs, comme la production du braille a toujours été lourde, coûteuse et difficile, les aveugles ont dû faire des choix, parfois douloureux. Collectivement, ils ont appris à distiller, dans le brouhaha constant de notre civilisation, la quintessence culturelle, celle qui va à l'essentiel. Or, partout, et particulièrement au Québec avec le projet de Grande Bibliothèque, on se préoccupe beaucoup de numérisation et les aveugles détiennent une expérience susceptible de guider nos pas.

Le braille est appliqué à plus de 70 langues dans le monde. La maîtrise de sa numérisation aura donc des incidences dans bien des régions de la planète. D'ailleurs, d'autres groupes poursuivent des objectifs parallèles. La petite compagnie tchèque Neovision annonçait récemment la mise en marché prochaine d'un logiciel de reconnaissance optique du braille que la compagnie suédoise Index prévoit commercialiser dès cette année. Dans ce contexte, la recherche québécoise se situe à la fine pointe de ce domaine, tout en présentant des dimensions originales: le projet de la reconnaissance optique du braille s'insère au coeur d'une chaîne de traitement susceptible de toucher tout document visé par une procédure de numérisation.

En effet, la numérisation des documents peut s'effectuer selon deux approches fondamentalement différentes: images numériques et fichiers-textes. Le premier format correspond en gros à la photocopie d'une page et le deuxième, au stockage des mots eux-mêmes. La production d'images numériques a l'avantage de ne pas coûter cher. En grandes quantités, la conversion de textes imprimés en pages images ou en pages pdf peut coûter entre 10 et 30 cents, selon les circonstances locales. En revanche, l'énorme quantité d'espace mémoire requis pour numériser un document constitue parfois un obstacle. Par contre, si les fichiers-textes nettoyés de leurs erreurs sont souvent plus intéressants pour la majorité des applications, leur production partiellement automatique peut coûter facilement dix fois plus. En prenant le braille comme source de textes à mettre en ligne, on pourrait peut-être réduire les coûts de la numérisation. Cela reste à vérifier au cours des étapes ultérieures du projet.

Références

R. PLAMONDON, J-C. GUÉDON, J.-J. BRAULT, S. DELISLE, F. NOUBOUD, R. SABOURIN, S. DJEZIRI, S. SABEVA, H.T. NGUYEN, X. LI, E. GOURRIER. - Reconnaissance du braille pour l'édition et la mise en ligne de textes sur réseau Internet, École polytechnique de Montréal, EPM/RT-99/01, janvier 1999, 104 p.

S. SABEVA, J.-J. BRAULT, R. PLAMONDON. "Codage isométrique de tracés manuscrits pour la classification de séquences à l'aide d'un réseau ART1", Actes du 1er Colloque international francophone sur l'écrit et le document, Québec, mai 1998, p. 121-130. (Conférence parrainée par le GRCE et ACTIRF/CIPPRS)

X. LI, M. PARIZEAU et R. PLAMONDON. Segmentation and reconstruction of on-line handwritten scripts", Pattern Recognition, vol. 31, no 6, 1998, p. 675-684.

S. SABEVA. Application d'un réseau de neurones ARTMAP à la reconnaissance des commandes gestuelles d'édition de documents braille, mémoire de maîtrise, École polytechnique de Montréal, Laboratoire Scribens, Dép. de génie électrique et de génie informatique, 12 mars 1999, 136 p.

R. PLAMONDON. "Blocs-notes électronique: trois variations sur un thème connu", Proc. Vision Interface '99, Trois-Rivières, 19-21 mai 1999, p. 559-568.

Partenaires

Ce projet a été subventionné dans le cadre du programme d'actions concertées FCAR-CEFRIO-CRIM grâce à l'appui financier de CEDROM-SNI, Les Ordinateurs Prosys-Tec Inc., la Bibliothèque Jeanne Cypihot, la Magnétothèque, et avec la collaboration de l'Institut Nazareth et Louis Braille(lNLB).

Source : Interface, vol 20, no 5 - sept-oct 1999.
Interface, revue bimestrielle de vulgarisation scientifique, publiée par l'Association Canadienne-Française pour l'Avancement des Sciences (ACFAS).



Dernière mise à jour de cette page :  13 mars 2000


Fac ut videam (Faites que je vois)
Le mot latin Fac écrit en braille. 
Le mot latin Ut écrit en braille. 
Le mot latin Videam écrit en braille.

Éphéméride du jour

En ce 24 octobre de l'an de grâce 1954. Naissance d'Amadou Bagayoko à Bamako Mali. Membre du célèbre duo MalienAmadou et Mariam. En 1975 il fréquante l'Institut des jeunes aveugles de Bamako, où il joue dans l’orchestre « Eclipse Orchestra » de l’institut. Il fait alors la rencontre de Mariam Doumbia qu'il épousera en 1980. Le duo connaîtra une carrière internationale fort intéressante. Source: Wikipedia.

Saviez-vous que :

Environ 5 millions de personnes souffrent de glaucome en Amérique du Nord, près de la moitié d'entre elles ignorent leur état parce qu'en général, elles ne ressentent aucun symptôme avant-coureur.

TyphloPensée

« Ce n'est pas l'amour qui est aveugle, mais bien la jalousie. »

Lawrence Durrell - Justine

Étymologie

Typhlophile tire sa racine de « typhlo » d'origine grecque et qui veut dire « cécité »; et « phile » veut dire ami, sympathisant, etc. Donc, Typhlophile veut dire l'ami des aveugles.

Un clin d'œil vers :

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