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Georges Planté-Longchamp Etienne Caldichoury Guillaume Auzias.

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1 Georges Planté-Longchamp Etienne Caldichoury Guillaume Auzias

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3 La propagation du son se fait normalement par une onde transportant lénergie, sans déplacement de matière, dans le milieu ambiant. (Air et eau) Cest avec linvention du téléphone quest née la possibilité de le porter par une fréquence radioélectrique modulée. On a utilisé pour cela le fil, le câble, la fibre optique puis les ondes hertziennes Le code morse est considéré comme le précurseur des communications numériques. … SOS

4 Une onde sonore est un signal analogique, c'est à dire continu dans le temps. Le signal analogique, peut être stocké sur du vinyle ou une bande magnétique mais il peut être très facilement altéré. Pour numériser un signal, on le récupère fragment par fragment à une cadence donnée, dite fréquence d'échantillonnage. Les valeurs numériques sont donc stockées sous forme binaire ce sont alors des données multimédia. La numérisation d'un signal en fait une succession déléments parcellaires il nest donc plus continu mais cela permet de le stocker sur un disque il n'est pas dégradé comme dans le cas de techniques analogiques, mais codage et décodage sont plus complexes.

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6 La fréquence à laquelle le signal est échantillonné doit être supérieure à 2 fois la fréquence maximale du signal. Ainsi, pour l'audio, étant donné que les fréquences audibles par lhomme courent de 20Hz à 20kHz, on utilise couramment deux fréquences d'échantillonnage: le 44.1 kHz et le 48 kHz,

7 Elles sont rendue nécessaires par me poids considérable des fichiers numérique portant le son Nous connaissons plusieurs types de ces fichiers Celui qua adopté Windows est le format.Wav. il s'agit d'un conteneur capable de recevoir des formats aussi variés que le MP3, le WMA, lATRAC, lADPCM, le PCM. Il est considéré à tort comme un format sans perte. Un son compressé sans perte (par exemple FLAC) sera de meilleure qualité quà un son compressé avec perte (MP3, AAC) mais dans le cas d'une compression avec faible perte, seule une oreille très avertie pourra faire la différence

8 Compression sans perte Elles doivent réduire la taille du fichier et garder la possibilité de retrouver exactement le message d'origine. Cest léquivalent du fichier RAW en photo. Les compressions avec perte les méthodes les plus efficaces et les plus utilisées. Sont l'ensemble des normes MPEG JPEG, en Photo MP3 ou AAC, en audio Elles sont adaptées comme en image à la capacité de synthèse de loreille humaine

9 Il existe différents niveaux de "perte" pour une compression. Ils sont reliés à ce qu'on appelle le "bit rate", c'est à dire la quantité de donnée par seconde de musique. On voit donc que pour une musique de temps donnée, plus on veut de qualité, plus la taille du fichier va augmenter ce qui est logique vu qu'on stocke plus d'information : qualité "courante"-> encodage en 128Kbps Kilobits par seconde de musique) bonne qualité -> encodage en 192Kbps excellente qualité -> encodage en 320Kbps le format MP3 est conçu pour être de même qualité à 128 kbit/s que le MP2 à 192 kbit/s. C'est une qualité ressentie, profitant des lacunes de l'audition humaine, car le format est destructif.

10 La technique de compression du MP3 passe par une élimination d'informations sonores censément peu ou pas audibles (fréquences élevées, son couvert par un autre...).

11 Le convertisseur

12 Ce convertisseur sert à transformer le signal analogique issu de lamplificateur et du filtre anti-repliement en un signal qui peut être traité par le microprocesseur et en fait un signal numérique. Les différentes actions sont organisées par lhorloge. Les principaux périphériques comportant des convertisseurs analogique numérique sont: les cartes d'acquisition vidéo ; les scanners ; les cartes de capture sonore (la quasi-totalité des cartes-sons) ; la souris, l'écran et tout mécanisme de pointage ; les lecteurs (optiques le lecteur cd CD-ROM, magnétiques comme le disque-dur) ; les modems (à la réception). Et les générateurs de son à partir du signal numérique agissent en sens inverse Les convertisseurs analogiques numériques

13 Les avantages du numérique sur lanalogique sont avant tout le stockage mais derrière lui le travail du son Au fur et à mesure de lévolution technologique un réalisme extraordinaire a été reproduit avec lélimination des parasites et création dun relief sonore La simple reproduction du son a été suivie de la reproduction des perceptions naturelles telles la localisation de la source et son déplacement. Cest lorigine des Dolby et Sur round qui en pratique son reproduit dans le Home Cinéma. Cela implique au niveau de lémission la multiplication dans lespace des hauts parleurs

14 L' audition est un mécanisme complexe assuré par les deux oreilles et les voies centrales avec notamment un rétrocontrôle permanent du cerveau. L'oreille humaine perçoit les différents sons allant, dans les meilleurs cas, de 20 Hz (son grave) à environ Hz (son aigu). Il semblerait que la limite haute de la fréquence soit plus élevée chez lenfant et ladolescent

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17 Oreille externe Oreille moyenne Oreille interne Onde sonore Vibration des osselets Stimulus électrique

18 Laudiogramme et les surdités

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21 Elle nest pas indépendante des autres sens Audition et vision, Audition et concentration intellectuelle Audition et reflexe (conduite au téléphone) La génération du stimulus et ses conséquences Lintensité La hauteur (le timbre) Le relief Le capteur (loreille interne) génère une activité électrique le courant microphonique et les potentiels évoqués La voie auditive et le Cortex de Broca Comment fonctionne loreille ?

22 Le courant microphonique de base

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24 Ce nest cependant pas ce courant qui est interprété par le cortex cérébral mais une série de potentiels provoqués tout au long de la voie auditive par les différents relais

25 Les quatre premières ondes permettent de déceler un retard de transmission provoqué par certaine lésions

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27 L'oreille dispose de deux cent cinquante mille cellules de sensibilités différentes qui permettent une grande discrimination en fréquence ce qui permet danalyser un mélange de plusieurs fréquences. On est ainsi capable de distinguer un son "pur" (composé d'une seule fréquence) d'un son composé de nombreuses fréquences. C'est ainsi que nous reconnaissons des instruments différents, jouant la même note, à leur timbre et que nous savons distinguer un accord d'une note isolée Cest lopposé de lœil qui ne dissociera pas, dans une couleur, les différents éléments du spectre

28 Elle suppose lexistence dun intervalle de temps interaural Retenons la valeur du pouvoir séparateur angulaire maximal de l'œil : =1/3000 radian. Au mieux, l'œil sépare des détails de 0,33 mm à 1 m, ou de 3,3 mm à 10 m, ou de 3,3 cm à 100 m, etc.,

29 Il faut les nommer «aides auditives » Elles ne peuvent agir que sur lun des éléments du son : lintensité Loreille humaine analyse le son selon trois facteurs Lintensité La hauteur La durée doù résulte lintelligibilité Les prothèses nayant aucune possibilité dagir sur la fréquence se heurtent à deux difficultés: Les sons parasites Lhypersensibilité de loreille malade « le recruitement »

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31 Avant tout la possibilité de lélimination des sons parasites Il s'agit donc d'une représentation de la source éliminant les données jugées inutiles pour la bonne compréhension, en se focalisant sur les données significatives. En second lieu la possibilité de varier lamplification pratiquement fréquence par fréquence Enfin le traitement de cette amplification en fonction de la puissance de la source

32 Le principe de la prothèse numérique est le même que pour lordinateur

33 Le processeur numérique (DSP) traite le signal numérique. Il nest capable que de faire des opérations de base : additions et multiplications. Il assure le filtrage numérique : Le rôle du processeur

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35 Cest le terme anglais qui signifie le rattrapage de la sensibilité auditive. Alors que dans la normale le seuil de perception et celui de la douleur sont assez distants, loreille malade rattrape en quelque sorte son retard et devient hypersensible Ainsi le champ auditif se pince et lamplification entraine rapidement une sensation pénible sinon douloureuse. Le paradoxe est atteint lorsque le seuil douloureux se confond voire précède le seuil de sensibilité

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37 Avec les appareils numériques, le prothésiste: 1/peut programmer lamplification selon différentes fréquences. 2/ amortir laugmentation de puissance en fonction de lintensité de la source pour compenser le « recruitement » Il ya en plus deux possibilités particulières : 1/La captation directionnelle, qui privilégie le message venant de l'interlocuteur. 2/Lutilisation de la boucle magnétique qui évite un convertisseur Les appareils numériques

38 Au delà de 80% de perte les prothèses nont plus pour rôle que de sortir le malade du monde du silence ! Malgré la filtration lambiance sonore est un facteur dinefficacité et surtout la multiplication des sources rend difficile lanalyse du son utile. Mais là il sagit surtout dune difficulté venue la portion corticale de la voie auditive. (Cest-à-dire la capcité du cerveau a interprêter le signal qui lui parvient.) De la les difficultés de sources multiples Dolby Surround et du Home cinémaou lutilisation simultanée du casque et des prothèses ! Il faut concevoir que devant la modification du stimulus généré par loreille interne le cerveau doit faire un effort danalyse soutenu. (Comme la réception dune langue étrangère ou dun accent très marqué ) De plus avec le temps, en fonction de lévolution de la surdité, le cortex cérébral doit sadapter en permanence doù leffort dattention intense du patient.

39 Cest pour certains un aspect primordial de la vie !!! Cest pourquoi le côté discret et lesthétique furent recherchés au cours de ces dernières années et la miniaturisation de la prothèse permet aujourdhui de lintégrer totalement dans le conduit.


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