rapport de synthèse - accessibilité des documents scientifiques aux non voyants
rapport de synthèse - accessibilité des documents scientifiques aux non voyants
rapport de synthèse
accessibilité des documents scientifiques aux non voyants
fernando chesa, nicolas mutel
mission handicap
universite claude bernard lyon i
bâtiment 702
43, boulevard du 11 novembre 1918
69622 villeurbanne cedex
enseignants responsables : jean beney, jean-marie pinon
resume
pour les non voyants, l'informatique offre de nouveaux outils
d'accès à l'information, lesquels tendent à remplacer les
moyens " traditionnels " en ce domaine,
fastidieux et nécessitant l'intervention constante
d'intermédiaires humains. les principaux modes de présentation
de l'information existant sous forme électronique sont la
synthèse sonore et le texte braille, consulté à l'aide d'une
imprimante particulière ou d'une plage tactile.
le world wide web s'impose aujourd'hui comme un standard pour la
diffusion d'information mais ne résout pas tous les problèmes
d'accessibilité, notamment du fait de la représentation de
formules sous une forme graphique non traduisible.
l'objectif de notre projet est une solution d'accessibilité à
l'information scientifique par une personne aveugle. cette
dernière peut décider de consulter des données disponibles sur
son ordinateur ou via un réseau (au sein d'une base de données
et/ou sur l'internet). l'objet de notre travail est la mise à
disposition de celles-ci sous une forme navigable pour un non
voyant. a cet effet, un état de l'art des formats porteurs
d'informations scientifiques a été nécessaire, à la
suite duquel nous avons décidé d'étendre les capacités des
navigateurs standards à l'aide d'un prototype composé d'un
traducteur de fichiers latex en braille et français parlé,
associé à un système de navigation tenant compte du profil de
chaque utilisateur.
mots clefs
non voyant, braille, synthèse sonore, tex, traduction,
formalismes mathématiques, profils utilisateur, accessibilité.
abstract
computer sciences offer new tools which allow blind people to
access information. these tools have tended to replace the
"traditional" means, which are tiresome and require the
intervention of a third party. the main modes of presenting this
electronic information are through sound synthesis and braille
text, which is read by way of either a special printer or a
tactile range.
the world wide web is, at this moment, the accepted standard for
the diffusion of information but does not solve all the
accessibility problems, particularly because of the
representation of formulae in a non translatable graphic form.
our objective in this project is to provide a solution to this
problem by providing access to scientific information by any
blind person. the user can then decide either to consult data
available on his computer, or via a network (within a database
and/or on the internet). the goal of our project is to make this
data available through a navigable interface which can be used by
any blind user. firstly we did an in depth study about existing
mark-up standards carrying scientific information. we then
decided to extend the capacities of the standard navigators using
a prototype made up of a translator of latex files in braille and
spoken french, linked with a system of navigation which takes
into account the profile of each user.
key words
blind, braille, sound synthesis, latex, translation, mathematical
formalisms, user profiles, accessibility.i introduction
l'objectif du présent projet consiste en des propositions de
solutions d'accessibilité aux documents scientifiques par une
personne non voyante.
cette dernière peut désirer consulter un document contenant des
informations scientifiques disponibles via le réseau (dans une
base de documents scientifiques et/ou sur l'internet). notre
travail consiste à rendre accessible ledit document et en
permettre une consultation navigable par toute personne aveugle.
notre problématique concerne donc l'accès à l'information
scientifique (formalismes utilisés, outils d'accès
existants...) et la conception de nouveaux outils informatiques
qui permettront cette accessibilité (traducteurs, afficheurs...)
ce projet est réalisé au sein de la mission handicap de
l'université lyon i, sous la responsabilité de m. décoret.
faisant suite à un état de l'art et une étude stratégique, le
prototype d'un traducteur du langage latex vers braille et
français parlé, comportant un système d'affichage et de
navigation, sont réalisés et testés jusqu'à la fin du mois de
juin 1998, avec pour objectif de démontrer la faisabilité d'un
produit logiciel complet, à réaliser pendant les années qui
suivent.
ii encadrement du projet
le présent projet de fin d'etudes constitue le lot n°2 d'un
ensemble plus complexe : le projet applicatif n°4
(" système d'accès à l'information pédagogique
adapté aux non voyants : utilisation de la parole et du
son "), sous partie du projet nte-spi-santé commandé
en 1997 par la région rhône-alpes. la description du pa4 sus
cité est la suivante :
le projet applicatif concerné est composé de quatre lots :
1. le premier a pour objet la conception d'un moteur intelligent
de recherche et de filtrage d'informations dans les bases de
données spi et santé pour une consultation par les personnes
déficientes de la vue (via l'interface dont nous avons la
charge) ;
2. notre pfe constitue le lot numéro deux ;
3. le troisième lot consiste en des spécifications d'une
interface multimédia mettant en œuvre l'ensemble des
compétences sensorielles de l'aveugle (conception dont nous
profitons) ;
4. le quatrième lot concerne la gestion des interactions avec
l'utilisateur non voyant sous forme vocale, à partir d'outils
existants (état de l'art dont nous bénéficions également)
([jeribi 97]).
iii etude de l'existant : etat de l'art
trois types de données principaux composent l'information
scientifique : des données purement textuelles (déjà
accessibles aux non voyants grâce aux systèmes
commercialisés), graphiques ou composées de formules. c'est ce
dernier type en particulier que nous nous proposons de traiter
puisque notre projet n'a pas pour objet ou moyen la description
sémantique des images. a travers les langages de marquage, les
données scientifiques ne sont pas composées de texte pur mais
décrites de façon textuelle.
les modes de présentation actuels d'un document électronique à
un non voyant sont le braille et la synthèse vocale. les outils
correspondants ne transcrivent malheureusement que des chaînes
de texte pur, ce qui a exclu jusqu'ici le non voyant de
l'accessibilité aux formules mathématiques et chimiques. notre
état de l'art consiste donc en une étude des formats existants
ainsi qu'une analyse des solutions déjà mises en œuvre
pour résoudre les problèmes d'accès a ces formats.
langages de marquage et formalismes scientifiques
sur les réseaux étendus, trois langages de marquage principaux
portent l'information scientifique :
html
mathml (xml)
latex
le premier est un format d'échange de fichiers sur le web, issu
du métalangage de description sgml. il ne contient une
définition mathématique que dans ses versions les plus
récentes, lesquelles sont peu utilisées dans cet objectif.
par ailleurs le métalangage xml, amené à remplacer sgml,
possède une définition de type de données (dtd) mathématique
appelée mathml. il existe encore peu de documents écrits dans
ce format émergeant.
enfin, latex est un format ancien (associé au traitement de
textes du même nom) dans lequel on dispose de grandes quantités
de documents : c'est une norme de fait pour les documents
mathématiques. latex est un support immuable, au contraire
d'html et mathml, lesquels sont dédiés à un support réseau en
constante évolution.
outre l'intégration du format latex dans les versions nouvelles
de l'éditeur d'équations de microsoft wordÓ (mathtypeÓ), des
traducteurs vers latex à partir des deux autres formats sus
cités existent ou sont à l'œuvre.
ainsi, latex est un format de documents pertinent et non
réducteur pouvant servir de base à un processus de traduction
dans un objectif d'accessibilité des documents scientifiques, à
condition qu'une possibilité de consultation des autres
formalismes sus cités soit également offerte.
un cas particulier : les formules chimiques
la chimie présente des difficultés particulières de mise à
disposition au non voyant, dues notamment à la représentation
graphique répandue des formules associées. bien qu'il ne soit
pas impossible de rendre accessible un dessin, la tâche est
particulièrement ardue puisqu'elle nécessite une analyse du
formalisme vectoriel éventuellement employé pour une
transcription de la structure chimique représentée.
l'accessibilité de la chimie est donc soumise à l'usage
(souvent " alternatif " au dessin) de la
notation chimique linéaire standard par exemple, laquelle met en
œuvre de simples formules décrites de façon textuelle
[panico 94].
certains objets ne posent pas de problème d'accessibilité,
notamment les descriptions (naturellement linéaires) de
réactions chimiques, lesquelles sont couramment décrites sous
forme textuelle en langage latex (ou équivalent).
travaux en cours
des études et réalisations sont à porter à l'actif de divers
groupes de travail concernant les deux modes d'accessibilité au
document latex (braille et synthèse vocale).
trois projets de transcription en braille ont abouti ou sont en
cours :
tci software research (nouveau mexique, etats unis) : nemeth
filterÓ
université de franche comté : tex2braÓ et abrotexÓ
université de linz (autriche) : labradoorÓ
les deux premiers produits présentent des inconvénients qui les
rendent non utilisables dans le contexte de notre projet : le
premier, non intégrable, est dédié au code braille américain
nemeth ; le deuxième, encore peu documenté, nécessite une
intervention humaine.
le troisième produit (labradoorÓ), bien que dédié au braille
germanique, offre par contre des perspectives d'ouverture. un
processus de collaboration entre ses auteurs et nous est en cours
de mise en place.
dans le cas de la synthèse vocale, un produit réalisé aux
etats unis par t.v. raman, appelé asterÓ (audio system for
technical readings), est particulièrement notable : il
réalise la synthèse vocale complète d'un document latex en
langue anglaise. son intégration au sein d'un système plus
complexe n'est pas envisageable mais il est issu d'un
travail de conception particulièrement bien réalisé et
documenté, comprenant une étude des méthodes de résolution
des ambiguïtés des mathématiques orales et du mode de
navigation dans une formule [raman 94].
iv présentation du prototype
objectifs du prototype
l'objectif technique du pfe consiste en la réalisation d'un
prototype dont l'intérêt stratégique est la preuve de
faisabilité d'un produit complet (conforme à l'étude
effectuée) ainsi que la validation du système proposé. de
plus, l'étude du degré d'automaticité et de rapidité
effectives de la traduction au sein du prototype cible doit
permettre d'évaluer les besoins en stockage de l'information
finale dans le cas d'une traduction jugée trop lente par
l'utilisateur testeur.
cycle de développement
notre méthode de conception systémique repose sur le cycle en
spirale de l'assurance qualité, notre projet étant une
première étape d'étude dans le cadre de la réalisation d'un
produit final. l'objet du pfe est l'accomplissement des tâches
" etude préalable – conception –
développement – validation " après lesquelles on
disposera d'un produit logiciel intermédiaire.
fonctionnalités du prototype
on propose de réaliser un prototype disposant de quelques
fonctionnalités simples et représentatives démontrant la
faisabilité du produit final. ce produit intermédiaire doit
permettre de consulter la partie mathématique éventuelle de
tout fichier html ainsi que tout document latex associé à ce
dernier, à l'aide d'un navigateur commun tel que internet
explorerÓ ou netscape communicatorÓ. la navigation
" multimodale " au sein du document (entre
braille et synthèse vocale) est requise.
l'analyse du marquage initial du document est absolument
nécessaire pour une navigation efficace. dans cette optique, on
différencie deux types de marquage : le marquage
" de structure " (qui permet de naviguer dans
la structure même du document initial (titre, chapitres,
paragraphes, notes de bas de page…) et le marquage
" syntaxique " qui permettra la navigation au
sein d'un bloc de texte ou à l'intérieur d'une formule
mathématique sous forme vocale ou en braille.
v traducteur tex vers braille et synthèse sonore
format de départ : dvi ou tex
le langage latex comprend deux types de fichier de
données : tex et dvi. les fichiers d'extension tex
présentent quelques problèmes d'analyse et de
traduction puisqu'on peut y trouver des macrocommandes dont
l'usage rend ardue l'analyse syntaxique du document, ainsi que
l'analyse lexicale (du fait d'extensions possibles du langage
natif).
dvi (device independent) est le format de sortie de latex. ce
type de document (généré par une simple ligne de commande et
conçu pour l'impression) ne comprenant pas de macros, il fut
l'objet des premiers essais de traduction de latex vers braille
[arr 88]. cette idée n'est pas totalement applicable car le
fichier dvi ne contient pas la structure logique de la formule
mathématique, ne comprenant qu'une information destinée à
l'impression.
l'analyse doit donc s'orienter vers une traduction à partir du
format tex. une phase de pré traitement du document (située
au-delà des objectifs de réalisation de notre prototype) peut
apporter une solution au premier problème (les macros)
permettant de les traiter et de les supprimer. le traitement des
extensions possibles du langage latex est beaucoup plus
problématique, aucun traducteur existant à partir de latex ne
tenant compte de cette possibilité.
développement du traducteur
le traducteur est développé en langage c ansi grâce à
l'apport des outils lex et yacc, respectivement pour les phases
d'analyse lexicale et d'analyse syntaxique du document latex. ce
mode de conception est commun au sein de ce type de
traducteurs/interprètes : le fichier à traduire étant
transmis via l'entrée standard, on réalise l'analyse lexicale,
consistant à interpréter l'entrée en séparant les unités
lexicales (mots et séparateurs du langage à traduire). ces
dernières sont évaluées à partir de notre grammaire du
langage latex mathématique lors de la phase d'analyse
syntaxique, laquelle nous donne le résultat de la traduction,
soit en braille, soit en français écrit selon les options qui
sont indiquées à la ligne de commande.
pour le premier mode, la traduction est réalisée en deux
phases : la première permet la représentation du code
braille sous une forme numérique correspondant à la somme des
valeurs associées à chacun des six points braille.
la deuxième phase consiste en une traduction directe de chaque
code numérique en un caractère ascii correspondant d'après une
table de correspondance. la chaîne ascii est destinée à la
sortie standard pour être transmise à la plage tactile ou
l'imprimante braille. cette dernière conversion est nécessaire
car les dispositifs braille commercialisés ne sont pas
standardisés : certains caractères ascii ont une
signification différente selon le fabriquant ou le pays
d'origine du dispositif [lamport 86] [beney 92].
le schéma du traducteur est le suivant :
exemple de traduction
le processus de traduction d'une formule mathématique est
effectué comme suit. soit la formule mathématique à rendre
accessible :
celle-ci est représentée ainsi en langage latex :
$$\lim_{y \to \infty} \int_{0}^{y} f(x)dx = 0$$
lors de la première phase de traitement, chaque élément
lexical est séparé, puis analysé et traduit par l'analyseur
syntaxique. si une synthèse sonore est requise, la traduction
est la suivante :
" la limite lorsque y tend vers l'infini de
l'intégrale de zéro à y de f de x d x est égale à
zéro "
si une sortie braille est requise, l'analyseur syntaxique
retourne en sortie le code numérique correspondant au
résultat de la traduction après conversion. une table
correspondant à une imprimante et un code braille américains
permet de réaliser la chaîne :
lim;y_ô~c2ç#"y"f8x0dx7#
cette chaîne ascii dirigée vers l'imprimante est l'équivalent
de la formule en braille français :
marquage syntaxique
il s'agit de la description des blocs de données séparés par
le marquage " de structure " : blocs de
textes, formules, tableaux, etc.
vi conception de l'interface
les différents modules de l'interface du prototype sont
développés en visual c++ 5Ó.
on souhaite permettre à l'utilisateur non voyant de naviguer au
sein d'un document scientifique disponible à travers un
navigateur standard (netscape communicatorÓ, internet
explorerÓ, etc.). si on dispose d'un module transcrivant les
documents latex en texte équivalent à une sortie braille et en
français prononçable par une synthèse vocale, il est
nécessaire d'apporter au prototype les modules :
en amont de cette traduction :
l'adaptation de notre produit à un navigateur
un mécanisme de " convergence " des
différents formalismes vers latex
en aval de cette traduction :
la gestion du profil de chaque utilisateur pour un parcours
multimodal du document
la navigation à l'aide du marquage " de
structure " du document
la mise en œuvre d'un " afficheur " pour
la consultation en braille
la mise en œuvre d'un produit de synthèse vocale
en amont de la traduction du fichier latex
adaptation à un navigateur
l'objet de cette adaptation est l'association des extensions de
fichiers à consulter (.tex, .htm[l], .mml) à des exécutables
permettant de les rendre accessibles de façon transparente à un
utilisateur non voyant. notre prototype étant soumis à
d'importantes contraintes de rapidité et de simplicité de
conception, la technologie " plug-in " à
été préférée à une " applet " java
(pourtant plus facilement portable).
" convergence " des différents formalismes
bien qu'aucun traducteur de mathml vers latex n'existe pour le
moment, le w3c en a fait une de ses priorités stratégiques
visant à conquérir les milieux scientifiques.
il existe des traducteurs de documents html en latex dont la mise
en œuvre est aisée mais qui nécessitent une adaptation
puisqu'ils ne sont compatibles qu'à des systèmes unix. ladite
adaptation d'un traducteur permet l'accessibilité des parties
mathématiques des documents html [goosens 96] [miner 97].
en aval de la traduction du fichier latex
gestion du profil utilisateur
certains non voyants affichent de nettes préférences pour une
consultation en braille (aveugles " tardifs "
surtout), sous forme vocale (aveugle de naissance surtout) ou en
fonction du type de données. ainsi l'utilisateur doit pouvoir
décider dans quel mode lui seront présentées la structure du
document, les données purement textuelles et les formules,
matrices, tableaux…
bien qu'établi au départ pour chaque type de donnée, le mode
de présentation de tout bloc peut être changé en cours de
consultation par l'utilisateur, dont le profil sera mis à jour
de manière statistique.
navigation au sein de la structure de document
l'extraction du marquage " de structure " du
fichier permet de représenter l'organisation globale du document
sous forme d'un arbre qui fait office d'index lors de la
navigation. les feuilles de cet arbre sont des blocs du document
latex initial (divisé en sous fichiers équivalents à chaque
bloc) ne comportant qu'un marquage
" syntaxique " (formules, blocs de
textes ; tableaux…)
" affichage " braille
les blocs du documents initial destinés à une représentation
en braille sont simplement envoyés à un
" afficheur " à partir duquel les données
scientifiques, sous forme textuelles, sont transférées par le
système à la plage tactile de l'utilisateur.
synthèse vocale
une extension de l'état de l'art permet de constater l'existence
de deux types majeurs de synthèse vocale : les synthèse
" en ligne ", modulaires et purement
logicielles (mbrolaÓ par exemple) dont les caractéristiques
sont une grande facilité d'utilisation et une lenteur
relative ; les synthèses " système "
liées à un module d'aide au non voyant (jawsÓ par exemple),
dont le contrôle total est malaisé mais qui sont très rapides
de fonctionnement.
le prototype fonctionne avec une synthèse " en
ligne " mais le produit visé devrait pouvoir
bénéficier de produits de synthèse vocale sans cesse plus
simple d'usage et rapides.
vii conclusion
le développement du présent projet permet d'ouvrir de nouvelles
perspectives d'accessibilité de l'information scientifique aux
personnes non voyantes, ce qui permet notamment l'amélioration
de l'intégration de cette communauté. le prototype présenté
dans ces pages devrait voir le jour fin juin 1998, la poursuite
de l'étude pouvant s'effectuer dans le cadre de collaborations
mises en œuvre avec l'équipe de travail de l'université de
linz, laquelle dispose d'un produit particulièrement avancé de
traduction de latex vers braille.
l'étude menée au cours du pfe servira de base technique à un
futur système complet de traduction, affichage et navigation
multimodale, lequel devrait, à terme, permettre l'accès de
l'information scientifique par des non voyants dans les mêmes
conditions que des voyants.
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