Composants et traitement du signal des aides auditives

Une aide auditive moderne est un petit système numérique de traitement du son : un ou plusieurs microphones convertissent le son en un signal électrique, un processeur de signal numérique le façonne et l'amplifie en fonction de la perte auditive de l'utilisateur, et un récepteur (haut-parleur) le délivre à l'oreille. La chaîne de traitement du signal détermine le gain appliqué à chaque fréquence et niveau, la manière dont les sons forts sont maintenus à un niveau confortable, et la gestion du bruit de fond.

Definition

Les composants et le traitement du signal des aides auditives désignent les transducteurs (microphones et récepteur) et les algorithmes numériques qui captent, amplifient, compressent et nettoient un signal acoustique afin qu'il soit audible et confortable pour une personne malentendante.

Scope

Ce sujet aborde les éléments constitutifs d'une aide auditive et les traitements fondamentaux qu'elle effectue : les microphones et les récepteurs, le chemin analogique-numérique, le gain dépendant de la fréquence, la compression à large plage dynamique et la réduction numérique du bruit. Il les traite comme des concepts d'ingénierie et perceptifs ; il ne spécifie pas de réglages pour un individu donné et ne constitue pas un guide d'appareillage.

Core questions

• Quels sont les composants matériels d'une aide auditive et quel est le rôle de chacun ?
• Comment la compression adapte-t-elle les niveaux sonores du monde réel à la plage dynamique réduite d'une oreille endommagée ?
• Comment fonctionne la réduction numérique du bruit, et qu'apporte-t-elle réellement à l'auditeur ?

Key concepts

• Transducteurs microphone et récepteur
• Conversion analogique-numérique et numérique-analogique
• Façonnage du gain spécifique à la fréquence
• Compression à large plage dynamique (WDRC)
• Rapport de compression, seuil et constantes de temps
• Réduction numérique du bruit
• Annulation de l'effet Larsen

Mechanisms

Le son entre par un microphone et est numérisé ; un processeur de signal numérique le divise en bandes de fréquences et applique un gain qui dépend à la fois de la fréquence et du niveau d'entrée. Étant donné qu'une cochlée endommagée présente une plage dynamique réduite — les sons faibles deviennent inaudibles tandis que les sons forts restent inconfortables — la compression à large plage dynamique applique plus de gain aux entrées faibles et moins aux entrées fortes, restaurant l'audibilité sans sur-amplifier les sons forts ; ce comportement est régi par le rapport de compression, le seuil et les constantes de temps d'attaque/relâchement (Jenstad, 2000; Dillon, 2012). La réduction numérique du bruit estime quelles régions temps-fréquence sont dominées par le bruit et y réduit le gain ; les preuves montrent que cela diminue de manière fiable la gêne sonore perçue et l'effort d'écoute, mais n'améliore pas, à elle seule, de manière constante l'intelligibilité de la parole (Brons, 2014; Alexander, 2021). L'annulation de l'effet Larsen supprime le sifflement causé par le retour du son amplifié vers le microphone.

Clinical relevance

La compréhension de la chaîne de traitement explique pourquoi deux aides auditives peuvent sonner différemment, pourquoi les réglages de compression et de réduction du bruit sont importants, et ce que l'on peut ou ne peut pas attendre des différentes fonctionnalités. Cela soutient une évaluation critique des allégations des fabricants et des études de résultats ; cela décrit le fonctionnement de la technologie et ne constitue pas une base pour la programmation d'un appareil pour un individu donné.

History

Les premières aides auditives utilisaient une amplification linéaire fixe, ce qui imposait un compromis entre rendre les sons faibles audibles et maintenir les sons forts tolérables. Le passage aux instruments programmables, puis entièrement numériques dans les années 1990, a rendu pratique la compression à large plage dynamique multibande et a permis la réduction du bruit et l'annulation de l'effet Larsen, faisant évoluer le domaine d'une simple amplification vers un traitement adaptatif du signal.

Debates

La réduction numérique du bruit améliore-t-elle la compréhension de la parole ?

Les études montrent de manière constante que les algorithmes de réduction du bruit diminuent la gêne et l'effort d'écoute et sont souvent préférés, mais ils n'augmentent pas de manière fiable l'intelligibilité de la parole à eux seuls. Le bénéfice est donc plutôt défini en termes de confort et d'effort plutôt que de scores bruts de reconnaissance.

Key figures

• Harvey Dillon
• Joshua Alexander
• Lorienne Jenstad

Seminal works

• dillon-2012
• jenstad-2000

Frequently asked questions

Qu'est-ce que la compression à large plage dynamique ?

C'est une approche de traitement qui applique plus d'amplification aux sons faibles et moins aux sons forts, de sorte que la large gamme de niveaux sonores quotidiens est compressée dans la plage plus étroite qu'une oreille endommagée peut entendre confortablement.

La réduction du bruit dans une aide auditive me permettra-t-elle de mieux entendre la parole dans un restaurant bruyant ?

La réduction du bruit rend généralement l'écoute plus confortable et moins exigeante, et diminue la gêne du bruit de fond, mais les preuves indiquent qu'elle n'améliore pas à elle seule de manière fiable le nombre de mots compris ; les microphones directionnels ont tendance à être plus efficaces à cette fin.