Brevet FR2132853A1 — publié le 19721124

La présente invention se rapporte aux techniques d'amplification des sons et elle concerne, plus particulière- c ment, un procédé et un appareil de correction des sons perçus par des personnes handicapées de l'ouïe. 5 On a réalisé typiquement des appareils de correc tion auditive ou amplificateurs pour sourds assurant une amplification sur un spectre de fréquences d'environ 200 Hz à 3 kHz. L'utilisation de ce spectre particulier se base sur certains tests effectués après la seconde guerre mondiale, qui 10 ont abouti à la publication d'informations permettant de conclure qu'un tel spectre est en général optimal pour la compensation des pertes auditives par les dispositifs d'amplification électroniques. Cependant, des tests plus poussés ont indiqué récemment que ce spectre limité n'est pas optimal pour 15 la discrimination des paroles, le naturel des sons, le confort et d'autres facteurs. Néanmoins, les dispositifs de correction auditive assurant simplement un plus large spectre d'amplification n'apportent pas d'amélioration radicale pour plusieurs raisons : 20 1. La sensibilité naturelle de l'oreille (ou sa sensibilité physiquement amoindrie) peut varier considérablement sur un large spectre de fréquences, et l'on peut observer une variation radicale de la sensibilité au son à des fréquences très proches, séparées par un intervalle nettement inférieur à 25 l'octave ; 2. Une réponse à large bande relativement plate amplifie le bruit et les signaux indéfinis sans discrimination, ce qui diminue l'aptitude de l'usager à écouter sélectivement des signaux désirés, par exemple la parole ; 30 3. La réponse de sensibilité de seuil auditif et de niveau de confort est différente pour chaque personne, et la caractéristique de réponse en fréquence doit donc être modelée sur la réponse particulière de chaque personne (et souvent de chaque oreille) ; 35 4. On ne peut effectuer d'ajustements d'amplifi cation électronique pour des variations dfamplitude importantes à l'intérieur de la réponse en fréquence de gain à large bande; par suite, on ne peut effectuer de discrimination acoustique sur des segments à bande étroite. 72 12620 2 2132853 On a envisagé, dans l'art antérieur, la notion la**ge d'ajustement de la réponse en fréquence de l'appareil d'amplification sur la courbe de réponse de fréquence de seuil d'un individu. On pextt se référer, à titre d'exemple, aux brevets 5 des Etats-Unis d'Amérique N5 1 611 130, 1 659 9ô5.> 2 003 875 et 2 112 569. On a établi, cependant^ qu'il y a lieu de considérer plusieurs facteurs ignorés ou envisagés incomplètement par l'art antérieur pour améliorer notablement l'aptitude du patient à comprendre et distinguer des sons, et l'invention 10 a pour objet un procédé perfectionné de sélection d'une courbe de réponse en fréquence d'un amplificateur, ainsi qurun amplificateur tenant compte de ces facteurs additionnels. L'invention a également pour objet un appareil d'essai ajustable et un appareil de reproduction ajustable 15 qui peuvent être modifiés selon les résultats des tests pour obtenir une courbe de réponse modelée spécialement dans l'appareil de reproduction, permettant à l'usager de bien distinguer ou d'entendre clairement les sons. Selon l'invention, un procédé pour sélectionner 20 une courbe de réponse en fréquence pour appareil d'amplification auditive devant etre utilisé par une personne handicapée de l'ouïe, comprend les stades suivants : on détermine la réponse en fréquence de seuil de la personne, on détermine la réponse en fréquence de niveau de confort de la personne, on mesure 25 la différence d'intensité sonore entre ladite réponse de seuil et ladite réponse de niveau de confort, et l'on ajuste la courbe de réponse en fréquence de façon qu'elle soit conforme à l'allure de la courbe d'intensité de confort de la personne elle-même, et ainsi de façon à obtenir moins d'amplification 30 à des fréquences auxquelles cette différence devient inférieure à une différence minimale prédéterminée par rapport à l'amplification obtenue à des fréquences auxquelles ladite différence minimale prédéterminée est dépassée. Un appareil permettant d'effectuer la sélection 35 de la courbe de réponse en fréquence selon l'invention comprend des moyens sélectifs d'amplification acoustique pour recevoir un signal acoustique .complexe, lesdits moyens d'amplification comprenant plusieurs filtres ajustables indépendamment présentant des bandes passantes adjacentes pour faire varier sélecti-40 vement le signal acoustique dans chaque bande passante et 72 12620 3 2132853 fournir un signal de sortie combiné, et des moyens transducteurs pour recevoir ledit signal de sortie et le transmettre à l'oreille d'une personne. Un amplificateur d'amplification compensatrice 5 pour personnes à l'ouïe handicapée selon l'invention comprend des moyens sélectifs d'amplification acoustique comprenant plusieurs filtres ajustables indépendamment présentant des bandes passantes adjacentes permettant un ajustement indépendant de l'amplification dans chaque bande passante d'un 10 ensenflDle de bandes passantes acoustiques adjacentes pour obtenir l'amplification compensatrice et engendrer des signaux de sortie,et des moyens transducteurs de sortie couplés aux moyens sélectifs d'amplification acoustique pour recevoir les signaux de sortie et transmettre lesdits signaux de sortie à 15 l'oreille d'une personne. Il est préférable de déterminer la réponse en fréquence par intervalles inférieurs à l'octave, par exemple par intervalles d'un tiers d'octave. Les figures du dessin annexé, donné a titre 20 d'exemple non limitatif3 feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est un diagramme fonctionnel de l'appareil d'essai permettant d'obtenir des Informations acoustiques selon la réponse d'audition d'un individu. 25 La figure 2 est un diagramme fonctionnel d'un appareil de reproduction utilisé pour tester l'amélioration obtenue de l'audition d'un individu. La figure 3 est un graphique montrant les courbes de réponse d'un individu particulier. 30 La figure 4 est un graphique représentant la courbe de réponse ajustée, incorporée dans l'appareil de reproduction de la figure 2, résultant des observations reportées sur la figure 3. Dans le mode de réalisation décrit et représenté, 35 la figure 1 représente, sous forme de diagramme fonctionnel simplifié, l'organisation d'un appareillage d'essai utilisé pour obtenir des informations concernant la réponse auditive d'une personne testée, dans la mesure trouvée nécessaire pour mettre en oeuvre un procédé selon l'invention. Un générateur 1 40 de bruit rose ou de bruit blanc est couplé à un ensemble 2 de 72 12620 4 2132853 filtres à 1/3 d'octave comprenant plusieurs filtres 3 à bande passante de 1/3 d'octave montés en parallèle, et embrassant une gamme de fréquences normale d'au moins 1ÔO Hz à 10 kHz. On peut ajuster de façon continue l'amplitude du signal 5 traversant chacun des filtres à 1/5 d'octave, sur l'intervalle +20 dB. La sortie de l'ensemble 2 de filtres à 1/3 d'octave est appliquée aux bornes d'entrée d'un amplificateur 4 d'audiofréquences à large bande qui attaque un haut-parleur 5 de haute qualité à une intensité déterminée par un régleur de gain 9> 10 Une personne testée, représentée par l'oreille 6, est assise dans une salle d'audition pour recevoir la sortie acoustique provenant du haut-parleur 5. En outre, un microphone 7 à large bande est couplé à un appareil de mesure de niveau auditif ou sonomètre 8 contrôlant l'intensité sonore sortant du haut-15 parleur 5 et interceptée par l'oreille 6. Uniquement à titre d'exemple, le générateur 1 peut être un générateur "General Radio Type 1382 Random Noise Generator" l'ensemble 2 de filtre peut être un "Alteo-Lansing 9602A Graphie Equalizer" "Hewlett-Packard 8056A Filter Set", 20 le microphone 7 peut être un "AKG Model D22'4e", et le sonomètre, peut être un "General Radio Type I565A". L'amplificateur 4 et le haut-parleur 5 de haute qualité peuvent être des appareils de fréquence à large bande classiques, du type bien connu dans le domaine acoustique. 25 En se référant simultanément aux figures 1 et 3* la eourbe de sensibilité de seuil SC ou la courbe de niveau de confort CC peut être établie en premier. On peut déterminer la courbe de sensibilité SC en testant la personne par intervalles de 1/3 d'octave, en commençant à 125 Hz et en continuant 30 jusqu'à 8.000 Hz. On effectue ces essais selon des principes bien connus et, en fait, on peut utiliser, des sons purs dans chaque cas, bien qu'il soit établi, de façon générale, que le bruit à bande étroite, qui est un signal complexe, est plus proche de la parole qu'un son pur et est donc plus valable. 35 De ce fait, on envoie des signaux du générateur 1 à travers les filtres 3 à bande passante étroite, le filtre passe-bande centré sur la fréquence normale étant ajusté pour obtenir l'atténuation minimale, et tous les autres étant ajustés de façon à obtenir l'atténuation maximale. Brièvement, à chaque 40 réglage de fréquence nominale, on augmente graduellement le 72 12620 2132853 régleur de gain 9 d'une valeur nominale à une valeur à laquelle l'individu testé discerne le son en premier lieu. On détermine la courbe de niveau de confort CC d'une façon un peu différente, bien que l'on utilise le même 5 type d'appareillage. On effectue l'essai de niveau de confort à des intervalles de fréquence d'environ 1/3 d'octave, en commençant dès 100 Hz au moins et en continuant en montant jusqu'à 8 ou 10 kHz. Pendant chaque essai de fréquence nominale, on avance le filtre à 1/3 d'octave 3 correspondant jusqu'à 10 la position dé passage de signal maximal, tandis que l'on ajuste tous les autres filtres à 1/3 d'octave pour obtenir l'atténuation maximale. On augmente alors le régleur de gain 9 jusqu'à ce que la personne indique qu'elle est nettement gênée, puis on diminue progressivement le régleur de gain 9 15 jusqu'à ce que la personne indique que l'intensité du son n'est plus intolérable et qu'elle peut la recevoir commodément. Pendant les deux tests de sensibilité de seuil et de niveau de confort, on observe l'indication du sonomètre 8 pour chaque intervalle successif, et on"l'enregistre pour 20 obtenir les courbes représentées sur la figure 3. Une fois que l'on a établi la courbe de confort CC, on règle l'appareil de reproduction de la figure 2, en ajustant chaque filtre 13 à. 1/3 d'octave de l'ensemble 12 de filtres à 1/3 d'octave et le gain de l'amplificateur 14 à large bande 25 pour amplifier le son intercepté par le microphone 17, de façon que le niveau de sortie d'un haut-parleur 15 de haute qualité attaqué par l'amplificateur 14 soit de la forme représentée sur la figure 3 par la forme d'onde "courbe de réponse égalisée" CRE. Un sonomètre 18 contrôle le niveau sonore 30 intercepté par le microphone 17 pendant les tests de reproduction. En utilisant la courbe de réponse égalisée CRE répréstntée sur la figure 3* les tests indiquent une amélioration assez faible de l'aptitude de la personne à distinguer les 35 mots monosyllabiques dans les listes de mots phonétiquement équilibrées que comprend le test auditif "C.I .D ¥-22" bien connu. L'amélioration observée n'est cependant pas considérée comme entièrement satisfaisante, et on a trouvé que la raison en est la faible différence ou l'intervalle dynamique étroit, 40 tel que celui qui n'atteint qu'environ 5 observé à 3-150 Hz 72 12620 6 2132853 et au-dessus, entre la courbe de sensibilité SC et la courbe de niveau de confort CC de la personne dont les courbes sont représentées sur la figure 3. La figure 4 représente une courbe de confort 5 réglée CCR tenant compte des caractéristiques d'intervalle dynamique de la personne. On obtient la courbe de niveau de confort réglée en amplifiant la réponse du système de reproduction d'environ 5 dB pour les fréquences inférieures au point de résonance PRI de lrindividu auxquelles l'intervalle 10 dynamique était précédemment trop réduit. On ne fait pas d'amplification au-dessus du point de résonance de l'individu du fait que, comme il ressort de la figure 3, l'intervalle-dynamique reste réduit aux fréquences supérieures. Un effet net de la courbe amplifiée consiste en l'atténuation d'autres 15 fréquences au voisinage du point de résonance de l'individu et ainsi la suppression de la saturation sonore à ces fréquences et, par suite, une discrimination dégradée dés paroles. L'homme de l'art notera que l'on peut obtenir tout aussi facilement, et plus facilement avec certains appareils, la courbe présentée 20 sur la figure 4 en atténuant la réponse de -1'appareil de reproduction au point de résonance de l'individu. En utilisant la courbe de réponse égalisée réglée CRER, l'individu dont les courbes sont présentées sur les figures 3 et 4 obtient de bien meilleurs résultats dans 25 le test W-22 précité. Spécifiquement, l'aptitude de l'individu à distinguer les paroles augmente de 60 à 84 %, et les mots manques le sont beaucoup moins que dans les tests de réponse effectués avec l'appareil de reproduction réglé pour une réponse plate. 30 . Il y a lieu de noter .que les cour-bes présentées sur les figures 3 et 4 sont des résultats de tests réels effectués sur un individu, et que les courbes correspondant à chaque individu sont presque uniques, ce qui nécessite une attention particulière. On a jugé que d'autres individus observés 35 présentent plusieurs points de réponse auxquels l'intervalle dynamique est trop étroit et qui doivent être ajustés pour obtenir une courbe de réponse égalisée réglée dans l'appareil de reproduction spécial qui permet à l'individu de distinguer et d'entendre clairement des sons. Il est fondamentalement 40 nécessaire de comprendre que l'on doit effectuer les tests 72 12620 7 2132853 de niveau de confort par intervalles de moins d'un octave, de préférence de l'ordre d'un tiers d'octave, pour détecter tous les points le long du spectre au niveau desquels apparaît un intervalle dynamique anormalement étroit. En outre, il est 5 nécessaire d'effectuer ces tests sur un spectre acoustique large, et l'appareil de reproduction doit être capable d'obtenir une courbe de réponse égalisée réglée très proche de la courbe de niveau de confort réglée sur une grande partie du spectre acoustique. 10 II y a lieu de remarquer que le procédé décrit ci-dessus tient compte de facteurs ignorés dans les procédés de l'art antérieur, ou insuffisamment considérés. Ces facteurs sont les suivants. Premièrement, une courbe de réponse modelée pour l'appareil de reproduction associé à un individu doit 15 être, de façon générale, conforme à une courbe de niveau de confort, et non à la courbe de seuil. Deuxièmement, il faut traiter toute réduction notée d'intervalle dynamique (différence entre les courbes de niveau de seuil et de confort) en atténuant la réponse de l'appareil de reproduction dans 20 les bandes de fréquences auxquelles on observe cette réduction d'intervalle dynamique. Troisièmement, l'appareil d'essai et l'appareil de reproduction doivent avoir une bande nettement plus large qu'on ne le pense en général. Quatrièmement, il faut effectuer les tests et il faut ajuster l'appareil de 25 reproduction par intervalles nettement inférieurs à l'octave, de préférence de l'ordre d'un tiers d'octave. En outre, lorsqu'on effectue les tests de niveau de seuil et de confort, on a établi que l'on obtient des résultats beaucoup plus significatifs et reproductibles si le générateur sonore formant 30 source émet un bruit rose ou blanc d'une largeur de bande d'environ 1/3 d'octave, au lieu d'un son pur centré dans la bande considérée. 72 12620 8 2132853 REVENDICATIONS 1.- Procédé pour sélectionner une courbe de réponse en fréquence pour appareil d'amplification auditive devant être utilisé par une personne handicapée de l'oule, 5 caractérisé en ce que l'on détermine la réponse en fréquence de seuil de la personne, on détermine la réponse en fréquence de niveau de confort de la personne, on mesure la différence d*intensité sonore entre ladite réponse de seuil et ladite réponse de niveau de confort, et l'on ajuste la courbe de 10 réponse en fréquence de façon qu'elle soit conforme à l'allure de la courbe d'intensité de confort de la personne elle-même, et ainsi de façon à obtenir moins d'amplification à des fréquences auxquelles cette différence devient inférieure à une différence minimale prédéterminée par rapport à l'amplification 15 obtenue à des fréquences auxquelles ladite différence minimale prédéterminée est dépassée. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on détermine la réponse en fréquence de niveau de confort par intervalles de moins d'un octave. 20 3.- Procédé selon la revendication 2, xcaractérisé en ce que lesdits intervalles sont d'un tiers d'octave. .4.- Procédé selon la revendication 3.» caractérisé en ce que l'on peut ajuster de façon continue lesdites modifications d'amplitude. 25 5«- Appareil pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des. moyens sélectifs d'amplification acoustique pour recevoir un signal acoustique complexe, lesdits moyens d'amplification comprenant plusieurs filtres ajustables indépendamment pré-30 sentant des bandes passantes adjacentes pour faire varier sélectivement le signal acoustique dans chaque bande passante et fournir un signal de sortie combiné, et des moyens transducteurs pour recevoir ledit signal de sortie et le transmettre à lloreille d'une personne. 35 6.- Appareil selon la revendication 5* caractérisé en ce que la réponse en fréquence des moyens d'amplification embrasse au moins l'intervalle de 100 à 8.000 Hz. 7.- Dispositif d'amplification compensatrice pour personnes à l'ouîe handicapée, caractérisé en ce qu'il com-40 prend des moyens sélectifs d'amplification acoustique comprenant 72 12620 2132853 plusieurs filtres ajustables indépendamment présentant des bandes passantes adjacentes permettant un ajustement indépendant de l'amplification dans chaque bande passante d'un ensemble de bandes passantes acoustiques adjacentes pour obtenir l'am-5 plification compensatrice et engendrer des signaux de sortie, et des moyens transducteurs de sortie couplés aux moyens sélectifs d'amplification acoustique pour recevoir les signaux de sortie et transmettre lesdits signaux de sortie à l'oreille d'une personne. 10 8.- Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits filtres sont constitués par un ensemble de filtres passe-bande montés en parallèle, et en ce que les moyens d'amplification sont reliés à des moyens transducteurs d'entrée pour recevoir des signaux acoustiques complexes. 15 9«- Dispositif selon la revendication 7> carac térisé en ce qu'il comprend des moyens microphoniques présentant une réponse en fréquence embrassant au moins l'intervalle de 100 à 8.000 Hz, couplé en circuit aux filtres passe-bande.