Audition et logiciel libre
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Objectif
Il s'agit d'étudier les apports des logiciels et des matériels libres dans la réalisation de prothèses auditives et d'outils d'audition assistée par ordinateur. Le but est de permettre le choix de la solution auditive, et d'effectuer soi-même les réglages en fonction de l'environnement sonore et des besoins auditifs.
Le contexte
Les appareils actuels de correction auditive présentent des caractéristiques très contraignantes pour l'utilisateur :
- l'impossibilité ou les possibilités très restreintes de réaliser ses propres réglages;(à part le volume et le choix de quelques profils d'écoute, le réglage se fait obligatoirement chez l'audioprothésiste). En effet, un appareil auditif est un dispositif médical au sens de l'article L5211-1 du Code de Santé Publique, et le choix, l'adaptation, le contrôle d'efficacité immédiate et permanente est confié à l'audioprothésiste (article L4361-1 du CSP).L'utilisateur n'a donc pas la possibilité d'accéder de façon autonome à tous les réglages de l'appareil s'il le souhaite.
- le coût : Le coût d'une prothèse auditive est de 750 à 2000 € par oreille (le coût comprend l'appareil lui-même et les services d'adaptation et de réglages de la prothèse) et le tarif de prise en charge par l'Assurance maladie est de 199,71 € par oreille (source : - Appareils électroniques correcteurs de surdité – révision des descriptions génériques de la LPPR – rapport de la Haute Autorité de Santé - avril 2008). Le coût d'une prothèse reste un frein important et retarde bien souvent la décision d'appareillage.
- la miniaturisation : La miniaturisation recherchée pour rendre l'appareillage le plus discret possible, rend difficile le maniement pour certains utilisateurs, dont la vue ou les capacités de manipulation fine sont réduites. D'autres part, on peut se demander si la discrétion recherchée par l'ensemble des constructeurs de prothèses auditives reste un argument de vente prioritaire si on considère la banalisation du port d'écouteurs, d'oreillettes ou de casques liée à la diffusion massive de lecteurs audios nomades ou de téléphones mobiles.
- l'utilisation de piles qui doivent être changées très régulièrement. Les prothèses équipées d'une batterie rechargeable sont maintenant proposées.
Devant ce décalage entre les besoins des utilisateurs et les aides techniques proposées, il apparaît intéressant de chercher d'autres possibilités de correction auditive, et les logiciels libres ainsi que le matériel libre permettent d'en étudier les différents aspects et de favoriser leur mise au point.
L'intérêt de cette démarche repose sur la possibilité :
- de découvrir facilement les types d'améliorations proposées par les aides auditives,
- de réaliser plus facilement des essais d'adaptation et de réglage d'aide auditive,
- d'appréhender avant l'appareillage, à quels types de son numérique la personne va être confrontée et faciliter l'habituation à ces nouveaux sons,
- de s'approprier l'aide auditive par l'action directe et immédiate sur son environnement sonore.
Le contexte clinique de l'étude est décrit sur l'ancienne page.
Principe
Trois systèmes composent une prothèse auditive :
- le système de prise de son
- le système de traitement et de réglage du son
- le système d'écoute
La prise en compte séparée de chaque élément permet de définir, de personnaliser et de modifier la configuration finale en fonction de ses besoins.
Revue des sites
Portail sur l'audition :
Les associations :
Les constructeurs de prothèses auditives :
- http://www.audition-infos.org/mat_appareils.php
- http://annuaire-audition.com/list_fournisseur_aides_aud.php?cat=A
Les audioprothésistes :
Les algorithmes numériques des appareils auditifs :
Quelques spécifications techniques :
Les aspects matériels
Le système de prise de son :
Microphones : ==> à voir les différents types de microphones, étudier effet directionnel du microphone, étudier un ou plusieurs micros pour localisation spatiale du son, et réduction bruit de fond +++ si interlocuteur en milieu bruyant. Pour chaque oreille, il pourrait y avoir un micro d'ambiance et un micro directionnel, pour traiter chaque piste différemment, diminuer ou inverser la piste d'ambiance pour mettre en relief la piste directionnelle (afin de privilégier la voix d'un interlocuteur par rapport au bruit ambiant ?). Intérêt de positionner au moins les micros d'ambiance le plus près possible de l'oreille pour bénéficier des propriétés acoustiques du pavillon de l'oreille. Un microphone nomade pourrait aussi être utilisé.
Le système de traitement et de réglage du son :
- pour le moment Pc : Eeepc S101d'Asus.==> à voir du côté des tablettes pc ou des smartphones ?
==> à voir du côté des téléphones open source Neo FreeRuner aussi appelé openMoko,présentation générale du projet, la présentation en français.
- Carte son intégrée ==> à voir les différents types de carte son : il serait utile de pouvoir bénéficier de plusieurs entrées.
- Commande de réglage : ==> à voir « Midibox » surface de commande Midi adaptée (source liste de discussion : [Midibox]et explications Midibox])
Les aspects logiciels
Les effets audios :
L'égaliseur
Le premier effet notable sur la correction auditive a été mis en évidence lors de l'utilisation de VLC, avec l'égaliseur graphique. Il permet de faire varier le gain de 10 bandes de fréquences, lors de l'écoute de flux audio. Le réglage en direct lors de l'écoute est très appréciable pour constater l'amélioration auditive.
La correction est immédiate et permet :
- de faire apparaître des sons non perçus sans l'égaliseur,
- de rendre les sons plus "purs", moins étouffés,
- d'améliorer l'intelligibilité des dialogues.
Il a également été possible d'utiliser cet effet avec Ardour (TAP Equalizer/BW (2151/tap_equalizer_bw) sur différents échantillons sonores. Avec Ardour il est possible de paramétrer les variations de gains, de fréquence, et d'octave. Les corrections auditives sont immédiates. Cependant, vu le nombre et la finesse des variations possibles, il est difficile de trouver le réglage le plus juste entre l'amélioration auditive et la dégradation du signal sonore qui survient quand l'augmentation de gain est trop importante.
Le compresseur
C'est le deuxième effet (SC4 mono (1916/sc4m) qui permet une amélioration notable. L'utilisation d'un compresseur entraîne la diminution des bruits forts sans perdre l'information auditive ni atténuer les bruits les plus faibles. Il est utile dans les situations où le bruit est élevé, ou quand la puissance sonore varie beaucoup, ou lors de l'écoute de vidéos quand il existe un décalage important de puissance sonore entre passages musicaux et dialogues. Les paramètres qui ont permis de mettre en évidence les améliorations sont le seuil et le ratio. Les autres paramètres sont plus difficiles à évaluer.
Le "noise gate"
L'intérêt du noise gate (gate, 1410) est de diminuer le souffle des microphones lors du traitement des flux audios provenant des microphones. Le réglage moyen utilisé est le suivant :
- LF key filter (Hz) : 500
- HF key filter (Hz) : 12000
- Threshold (dB) : -20
- Attack (ms) : au minimum
- Hold (ms) : au minimum
- Decay (ms) : 700 (au pifomètre)
- Range (dB) : -18
- Output select : gate
Les générateurs de bruits
Il existe de nombreux générateurs de bruits, simples à utiliser afin de masquer un acouphène.
Autres pistes d'études
Il existe de nombreux autres effets.
==> à voir : les différents types de greffons (écrêtage, filtrage, gain, compression multi-bande,...); la différenciation bruit-parole; les paramètres de réglages de chacun des greffons; les distorsions; la transposition de fréquence; les techniques utilisées dans prothèses auditives "Réduction adaptative du bruit, Directivité adaptative Gestionnaire adaptatif de l'effet Larsen, Détection de l'environnement...(sources : technologies sophistiquées)...
==> à voir noyau temps réel Compiler un noyau 2.6 Temps Réel (source liste de discussion : [Noyau temps réel])
==> à voir Ecasound : source liste de discussion : [script audiotest]; Man Ecasound, les différentes options, [Ecasound user's guide], [Ecasound-iam]
régler le son de l'environnement :
le logiciel Ardour permet de capturer, traiter, écouter le son en temps réel et régler les effets en direct. Les effets sur le son se font à l'aide de greffons disponibles dans les packages : tap-plugins swh-plugins ladspa-sdk cmt
Pour utiliser Ardour en temps réel : L'accès temps-réel pour les applications - P.A.M.
Pour avoir une piste monitoring et pouvoir intégrer des effets sur cette piste :Glossaire Monitoring
Le serveur de son Jack utilisé avec Jack-rack permet également d'intégrer des effets et d'effectuer les réglages à la volée.
Le logiciel Jaaa permet de visualiser les modifications effectuées sur les pistes.
En ce qui concerne le son de l'environnement, une piste à étudier est la possibilité d'identifier la localisation d'une source sonore. Les tests avec deux micros de sont pas concluants, (l'entrée micro est elle stéréo ? ou ajouter deuxième carte son pour séparer les deux voies droite et gauche en entrée ?...à noter que le branchement d'un micro externe n'apparaît pas sur la fenêtre de connexion de Jack ...).
régler les flux audios du pc :
L'égaliseur graphique du logiciel VLC (Menus : Outils, Liste des effets et filtres)
PulseAudio Equalizer
Il permet de régler le gain de 15 bandes de fréquence, et qui agit au niveau du serveur de son permettant une correction quelque soit l'application audio ou vidéo utilisée. (PulseAudio Equalizer Script). PulseAudio Equalizer est aussi disponible dans les dépots d'Ubuntu 10.04.
module pulseaudio module-ladspa-sink
Permet de faire passer le flux audio pulseaudio dans un plugin LADSPA (package swh-plugins) [1] [2]
module ALSA LADSPA
Le serveur de son Jack et Jack-rack
Il peut aussi être utilisé pour les flux audios du pc mais il existe des problèmes de compatibilité avec certains lecteurs.
Pour résoudre les problèmes de compatibilité avec les lecteurs:
Par exemple pour VLC avec Ubuntu version Maverick :
- on installe 'vlc-plugin-jack'
- dans les préférences audio de VLC on choisit Jack output
- on édite le fichier ~/.config/vlc/vlcrc
- on cherche les lignes : # Automatically connect to writable clients (boolean) et #jack-auto-connect=0
- et on met Jack-auto-connect=1
Il faut vérifier les connexions dans Jack Control, car elles ne sont pas liées automatiquement.
VLC + JACK Control + JACK Rack : permet d'avoir tous les effets à disposition et pas seulement l'égaliseur de VLC.
VLC + JACK Control + Ardour permet également de régler les flux audios avec tous les effets disponibles.
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Dans ces deux situations, il est possible d'écouter en même temps le flux audio du pc et le son de l'environnement en connectant également les captures micros sur les logiciels de réglages des effets si il est nécessaire d'être attentif également aux sons de l'environnement.
Cela permet de garder une oreille sur le son extérieur et une autre sur le flux audio, ou de couper le son extérieur s'il perturbe trop l'écoute du flux du pc.
Les réglages de correction auditives sont identiques sur les deux flux mais des réglages différents peuvent être mis en oeuvre (à étudier).
