Traitements numériques du signal

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1 Traitements numériques du signal
Principe de fonctionnement Parole Bruit MIC DSP AGC HP 8 paramètres d'analyse Détection des Environnements TPB 1 2 3 4 5 6 7 8 Détection des Environ- nements MIC AGC

2 Canaux pré câblés vs canaux FFT
sirène ; klaxon Puce mono fonction Filtres pré câblés : Peu de canaux (16), juxtaposés => hyper sélectifs (42 dB/octave) Pas de calcul => 100% des ressources de la puce pour le traitement de signal Rapide, quel que soit le nombre de canaux (délai = 2 ms) Fréquences Puce multi fonctions Filtres calculés FFT : Beaucoup de canaux (64), fortement chevauchants => faible sélectivité Calcul des filtres => grosse utilisation des ressources de la puce Lents, dépendant du nombre de canaux (délai >15 ms) Fréquences

3 Détection des environnements
8 paramètres d'analyse des signaux microphoniques 5: Changement de polarité (détection du Larsen) 4: Valeur moyenne longue (détection de la parole : Intégrale) Enveloppe 6: Déphasage microphonique (détection de l’angle d’arrivée du bruit) Temps 7: Corrélation microphonique (détection du vent) Signal 8: Stabilité de la fréquence du courant de la puce (détection de la musique) Dérivée : dv dt 3: Vitesse d'accroissement (détection de la parole) 2: Amplitude de modulation (détection de la parole) Temps T 1: Fréquence de modulation (détection de la parole : 1/T)

4 Plus de paramètres d'analyse Plus de finesse dans l'analyse
Détection des environnements Reconnaissance des environnements Appréciation du rapport signal/bruit Numérique  paramètres = "0" ou "1" "1" : parole seule  gain maintenu "0" : bruit seul  gain réduit Plus de paramètres d'analyse = Plus de finesse dans l'analyse Parole seule Baisse de gain (dB) - 2 - 4 - 6 - 8 - 10 - 12 - 14 - 16 - 18 - 20 Échelle sonore multi paramètres Valeur 1 Un paramètre d'analyse : tout ou rien => échelle sonore = un seul barreau manque de finesse. Baisse de gain : 0 dB Baisse de gain : -9 dB Réduction de gain sans nuances Plusieurs paramètres d'analyse : combinaisons (5x "0" & 3x "1" ou 1x "0" & 7x "1") l'Intelligence Artificielle (Fuzzy Logic) : reconnaît l'environnement sonore évalue le rapport signal/bruit => échelle sonore = tous les barreaux Valeur 0 Bruit seul Réduction de gain progressive fonction du rapport signal/bruit fonction du type de bruit Échelle sonore un paramètre Dans chacun des 16 canaux

5 Nouvelles caractéristiques techniques
Détection des environnements Parole dans le calme Parole dans le bruit Bruit Calme Musique Vent

6 Nouvelles caractéristiques techniques
Traitement de la Parole et du Bruit Débruiteur (TVP) si bruit seul Emergence phonétique (ERP) si parole + bruit TPB => Réglages : efficacité progressive

7 Traitement de signal (TVP)
Analyse multi axes de la modulation de l'enveloppe pour permettre la distinction entre parole et bruit environnant perturbateur. Parole Bruit amplitude de modulation (signal enveloppe) fréquence de modulation

8 Traitement de signal (ERP)
Principe de fonctionnement de l'ERP Parole Bruit Niveau Temps Gain du canal Temps

9 Traitement de signal (ERP)
Émergence Rapide de Parole => Débruiteur Inter Syllabique Basé sur la théorie du filtre de Wiener F : facteur d'amplification St : signal total B : bruit St – B St F = Signal total Niveau Bruit Temps Temps d'Attaque : 1 ms

10 Traitements de signal (TVP + ERP) efficacité sur mélange parole / bruit

11 Traitements de signal (TVP + ERP) efficacité sur mélange parole / bruit
Signal traité par TVP : Signal original Signal traité par TVP + ERP : Signal traité par ERP :

12 Nouveau bénéfice de l'amélioration constante du traitement du signal
Traitements de signal (TVP + ERP) efficacité sur les réverbérations, l'écho TVP + AEP TVP + ERP Nouveau bénéfice de l'amélioration constante du traitement du signal

13 Traitement du signal : SoundSmoothing
SoundSmoothing off SoundSmoothing on Les bruits impulsionnels sont agressifs Les bruits impulsionnels sont fortement réduits SoundSmoothing est totalement transparent sur la voix

14 Traitement du signal : SoundSmoothing
Vocal Analyse Extraction Détection Réduction Synthèse Temps de traitement ultra court : << 1 ms

15 Traitement du signal : SoundSmoothing
Exemples sonores de SoundSmoothing SoundSmoothing off SoundSmoothing on

16 Traitement du signal : SoundSmoothing
fois par seconde Analyse fréquentielle + temporelle => détection des bruits impulsionnels Son impulsionnel : montée brutale d'énergie pic de forte intensité durée très brève fois par seconde, une réduction de gain est appliquée en fonction de : la pente l'intensité la durée niveau temps 2 ms

17 SoundSmoothing est adaptatif en intensité
Traitement du signal : SoundSmoothing entrée Analyse fréquentielle + temporelle => détection des bruits impulsionnels Son impulsionnel : montée brutale d'énergie pic de forte intensité durée très brève fois par seconde, une réduction de gain est appliquée en fonction de : la pente l'intensité la durée SoundSmoothing est adaptatif en intensité niveau sortie temps 2 ms

18 SoundSmoothing est adaptatif en temporel
Traitement du signal : SoundSmoothing Claquement sec Martèlement sourd réverbérant SoundSmoothing est adaptatif en temporel t Analyse des pentes du bruit : montante & descendante Temps de retour adaptatif Durée adaptative de la réduction de gain évite les risques de : undershoot (1) overshoot (2) SoundSmoothing TR = 40 ms TR = 90 ms 2 1 t L'autre système TR = 60 ms TR = 60 ms

19 Traitement du signal : SoundSmoothing
Position du réglage Min Med Max Réduction maximale 0  20 dB 0  30 dB 0  40 dB Seuil de détection 60 dB 50 dB 40 dB Réduction de la 1ère onde sonore non réduite oui SoundSmoothing est finement réglable Désactivable renouvellements Efficacité réglable préférence patient Seuil réglable uniquement les sons gênants, pas les utiles 1ère onde réglable localisation spatiale

20 Traitement du signal : SoundSmoothing
SoundSmoothing n'est pas et ne réagit pas comme une compression SoundSmoothing ne réagit pas sur un signal composite ou un bruit blanc Input 85 dB SoundSmoothing off Input 85 dB SoundSmoothing on Input 65 dB SoundSmoothing off Input 65 dB SoundSmoothing on Signal composite à 65 puis 85dB Tous traitement des signaux Off AGC- I & AGC-O Off SoundSmoothing Max / Off

21 Traitement du signal : SoundSmoothing
Réductions de gain : Off : 0 Min : 0  20 dB Med : 0  30 dB Max : 0  40 dB Préréglage : medium

22 Traitement du signal : SoundSmoothing
Éliminer la gêne due aux bruits impulsionnels permet : Plus de gain et donc de niveau de sortie,sans crainte des bruits impulsionnels + d’audibilité surtout dans les aigus, donc d’intelligibilité Moins de compression AGC-I sur les dynamiques pincées (pertes sévères) + de clarté et + de présence de la voix Travailler en Duale sur tous les AGC-I, juste après le préréglage + de clarté et + de brillance de la voix Pas besoin d’AGC-O & de PC pour gérer l’intolérance due à ces bruits amélioration sensible du rapport signal/bruit

23 Traitement du signal : SoundSmoothing
La possibilité de passer plus de gain sans craindre les bruits impulsionnels => + d'audibilité des consonnes faibles aigues => + d'intelligibilité, dans le confort SoundSmoothing est idéal aussi sur les dynamiques pincées

24 Automatisme des différents algorithmes de réduction du bruit
Traitement de la parole et du bruit Automatisme des différents algorithmes de réduction du bruit Selon les signaux, différents algorithmes sont utilisés Les algorithmes se complètent

25 Réduction du bruit microphonique
Knopf zurück kommt erst dann wenn er gedrückt werden soll

26 Anti Larsen par opposition de phase
Boucle externe du Larsen Amplificateur Anti Larsen Réinjection instantanée des pics en opposition de phase Stabilisation en continu de la courbe de réponse Annulation du Larsen sans réduction de gain

27 Anti Larsen par opposition de phase
dB 120 Pic de Larsen 110 100 90 Instabilité 80 70 60 50 100Hz 1kHz 10kHz Larsen disparu Courbe stabilisée Anti Larsen Off Anti Larsen On

28 Directivité microphonique
La directivité : automatique adaptative multi canal TriMic (Centra Power) Avantages : Meilleurs confort et intelligibilité, même avec plusieurs sources simultanées de bruit en mouvement Omnidirectionnel 90 80 TwinMic +4 dB S/B 70 TriMic + 6dB S/B

29 Priorité à l'intelligibilité de la parole
e2e : fonctionnement binaural automatique Priorité à l'intelligibilité de la parole Parole dans le calme Parole dans le bruit Bruit stationnaire Bruit fluctuant Musique Parole dans le calme Parole dans le bruit Bruit stationnaire Bruit fluctuant Musique Parole dans le Calme Parole dans le Bruit Parole dans le Bruit Parole dans le Bruit Parole dans le Bruit Parole dans le Bruit Parole dans le Bruit Parole dans le Bruit Parole dans le Bruit Parole dans le Bruit Parole dans le Bruit Parole dans le Bruit Bruit Stationnaire Parole dans le Bruit Parole dans le Bruit Bruit Stationnaire Bruit Stationnaire Parole dans le Bruit Parole dans le Bruit Classification Oreille droite Classification Oreille gauche Bruit Stationnaire Bruit Stationnaire Bruit Fluctuant Bruit Fluctuant Bruit Fluctuant Musique

30 Classification bilatérale (sans e2e)
Exemple : conversation côte à côte au restaurant, avec source musicale musique parole A) Class. G : parole dans le bruit  Mic Dir on, TPB on Class. D. : musique  Mic Dir off, TPB off B) Class. G. : parole dans le calme  Mic Dir off, TPB off Class. D. : musique  Mic Dir off, TPB off Avec un classificateur bilateral dans cette situation deux cas se présenteront pour l'oreille gauche (fonction des niveaux de parole et de bruit) : Parole dans le bruit (si la musique est au même niveau que le bruit) ou Parole dans le calme (si la musique est bien plus faible que la parole) Les deux cas conduisent à un mauvais réglage ! Le bon réglage serait directionnel et TPB "on" des deux cotés. Ce qui ne peut être obtenu que par un classificateur binaural (les deux appareils couplés) Quand la fonction "Détection des environnements" est cochée sous Connexx, les TPB & Dir Mics sont automatiquement désactivés dans les environnements "Musique" & "Parole dans le calme". Cas A) : DIT & DIN incohérents  localisation impossible => baisse du % S/B Cas B) : Mic Dir off & TPB off  intelligibilité & confort d'écoute réduits Situation idéale : Mic Dir on & TPB on, sur les deux oreilles

31 Classification Binaurale (avec e2e)
Les décisions monaurales indépendantes sont combinées en une décision binaurale, grâce à une matrice binaurale Les classifications locales sont échangées par e2e wireless 5 fois par seconde transmission inductive, fréquence de codage 120 kHz Synchronisation par Transmission/Réception Si la classification locale D change, elle est immédiatement transmise à G L'appareil G calcule la classification globale et envoie sa classification locale L'appareil D calcule la classification globale Les deux appareils activent simultanément la nouvelle classification globale It is rather a Transmitter/Receiver principle than a master/slave principle, because both hearing aids essentially do the same and there is no master and slave. Toujours la même classification aux deux oreilles Toujours la même action (Mic Dir, TPB) aux deux oreilles Premier véritable algorithme binaural dans des aides auditives