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Séminaire ASTRE : Lofti Bendaouia

Titre

Aide aux Malentendants par Application des Outils de Traitement du Signal - De la Simulation à la Conception Architecturale.

Digital Signal Processing Applications For Impaired People - From Simulation to Architectural Conception.

Date et lieu

mardi 18 octobre 2011, 15h
ENSEA, salle 384

Résumé

Un traumatisme, une otite, l'exposition fréquent aux nuisances sonores ou à une musique très forte, le vieillissement des organes auditifs et plusieurs autres phénomènes peuvent être la cause d'une surdité légère, moyenne, profonde ou totale. La surdité est une maladie qui touche environ 4 % de la population mondiale, selon le rapport de l'OMS de 2009.

Le malentendant est mis sous test d'audiométrie afin de mesurer son degré d'audibilité (SPL) et de dépister la nature de sa surdité ce qui permettra de lui souscrire un traitement de réhabilitation. Dans certains cas, le traitement médical et la chirurgie ne suffisent pas comme intervention pour remédier au problème. On aura alors, recours à
l'appareillage auditif.

Les appareils auditifs ont été conçu dans un premier temps pour amplifier le signal sonore. Mais il s'est avéré qu'ils étaient loin de satisfaire le besoin des malentendants car les études faites sur la structure et le fonctionnement de l'appareil auditif ont montré que la réhabilitation auditive ne réside pas dans une simple amplification du signal.

Au courant de ces trente dernières années, plusieurs études et travaux sont menés pour contribuer à une amélioration du confort d'écoute chez les malentendants. Ces travaux se sont essentiellement concentré sur le traitement du signal
sonore pour essayer de le rapprocher au plus du signal original. Néanmoins, il faut savoir qu'il est difficile voir impossible de rendre à un malentendant une audition à l'état normal. Les travaux se sont basés sur des outils et algorithmes de traitement du signal tels que la TFCT, le filtrage (Wiener et Kalman), le filtrage adaptatif, les ondelettes et d'autres techniques utilisant des antennes de microphones.

Généralement, le malentendant perd de son intelligibilité à reconnaître et comprendre ce qui se dit et par conséquent, il est plus gêné par la présence de plusieurs locuteurs parlant en même temps que par la présence
d'une simple source de bruit se trouvant à proximité.

L'objectif de notre travail consiste à une contribution pour la mise au point d'algorithmes de traitement et de simulation du signal pour la réduction du bruit, l'annulation d'écho, reconnaissance et localisation de la source sonore. Ceci, afin d'améliorer l'intelligibilité chez les malentendants. Cependant, et vu que l'appareillage doit être portable, notre étude s'est étalée pour une conception sur un support hardware de type FPGA afin de mettre en place une plateforme d'étude sur le volume, la puissance de consommation et le principe de la notion de temps réel.

Mots clés

Malentendant, Surdité, Appareillage auditive, Bruit, Écho, Localisation, FPGA, Consommation, temps réel.

Abstract

An infectious disease of the ear, a long time exposition to noise, listening to high volume music sound, oldness of the auditing organs and other reasons can be responsible to produce a light to a total deafness. Deafness is a disease which touches about 4% of world people based on the International Hearing Organization (IHO) report of 2009.

The deaf people is first subjected to an audio metric test in order to measure his sound hearing level and to characterize the nature of his deafness which permits for treatment rehabilitation. But in many cases the medical and surgical treatments are not sufficient, thus an auditive device is sometimes subscribed as to be necessary.

For many years, the prosthesis were designed to just amplify the sound and seems to not satisfy most of the impaired people because the studies made on the structure and the functioning of the auditing system have shown that the auditing enhancement is not just a problem of signal amplification.

During this last three decades, many studies and laboratory experiments were held to contribute in the amelioration of the auditing comfort for deaf people. These researches were essentially concentrated on the signal treatment in
the purpose to get a sound signal closer to the original one. Nevertheless, it is mainly stated that it is difficult say impossible to reproduce a normal hearing for a deaf people. These researches have used digital signal processing tools such as STFT, filtering (Wiener and Kalman), adaptive filtering, wavelets and others techniques using microphone arrays.

In general, the deaf people looses the intelligibility in understanding speech sound mainly speech with which he can communicate. The situation is more delicate in the presence on many speakers than in the nearby disturbances caused by a noisy sources.

Our objective, is to contribute in the development of algorithms for sound signal treatment and simulation in order to reduce the noise and for echo cancellation. Knowing that the apparatus must be portable, we have extended our
studies to hardware conception and implementation using FPGA and types to make a testbed which allows the study of power consumption and the real time processing concepts.

Keywords

Impaired people, Deafness, Auditing prosthesis, Noise, Echo, FPGA, Power, real time.

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