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Un diplômé invente un système d'analyse du son pour améliorer l'audition des malentendants

Mesurer ses paroles
11 June 2014 // by Joël Leblanc

João Felipe Santos nentend pas comme tout le monde. Ses oreilles fonctionnent très bien et son cerveau analyse parfaitement les sons, mais lorsquil arrive dans un endroit, il devine si un malentendant y percevrait facilement une conversation. Ou linverse. « Dans une grande pièce sans meuble, donc propice aux échos, donne-t-il en exemple, nous entendons bien parce que notre système auditif fait naturellement un tri et que nous navons pas conscience de percevoir les échos. Mais pour quelquun qui porte un appareil auditif, cest une autre histoire : la machine perçoit toutes les réverbérations des sons et les transmet sans distinction. Suivre une conversation dans une telle cacophonie devient impossible. » La maîtrise en télécommunications de João Felipe a porté sur la mesure de lintelligibilité du discours pour les porteurs dimplants cochléaires. Il a développé un système danalyse de la qualité des conversations qui permettra un jour aux appareils auditifs comme les implants cochléaires de sadapter en temps réel aux particularités dune discussion dans divers environnements.

 

On estime que le Canada compte environ 3,5 millions de personnes malentendantes ou sourdes, une statistique qui ne pourra qu’augmenter avec notre population qui vieillit. Avec l’accent portugais de son Brésil natal, João Felipe Santos explique un peu plus la réalité des gens souffrant de surdité sévère ou profonde. « Porter un implant cochléaire, c’est déjà mieux qu’être totalement sourd, mais c’est loin de fournir une audition pleine et entière. Notre oreille est sensible à tout un éventail de fréquences sonores allant de 20 Hz à 20 000 Hz. Un implant ne compte que 20 petites électrodes qui sont délicatement implantées à 20 endroits dans la cochlée. Cela veut dire que la personne ne perçoit qu’une vingtaine de fréquences parmi toutes celles possibles. Ce qu’elle entend s’apparente un peu à une voix de robot. »

 

À cette limitation technologique s’ajoute la qualité variable des conversations qui sont perçues. Dans une chambre feutrée ou une pièce en béton, dans un gymnase presque vide ou en plein air, l’environnement sonore n’est pas le même. Pour les résultats de ses recherches, qu’il a menées à terme en seulement 19 mois, l’INRS a décerné à João Felipe Santos, lors de sa collation des grades 2013-2014, le Prix du meilleur mémoire de maîtrise pour le Centre Énergie Matériaux Télécommunications et une des deux Bourses d’excellence du recteur.

 

« Je m’intéressais à ce sujet alors que je travaillais comme ingénieur électrique dans une compagnie d’appareils auditifs de Florianópolis, dans le sud du Brésil, indique l’étudiant-chercheur. Malheureusement, il n’y avait pas les ressources sur place pour développer mon idée. J’ai cherché sur le Web et j’ai trouvé le professeur Tiago H. Falk, un compatriote qui faisait de la recherche dans ce domaine à l’INRS et qui était en quête d’étudiants. Je l’ai contacté et il s’est montré très ouvert à m’accueillir. »

Joao Felipe Santos INRS diplôméaudition Joao Felipe Santos

Mesurer linsaisissable

João Felipe Santos est débarqué à Montréal accompagné de son épouse durant l’été 2012. Il s’est tout de suite attaqué au problème de la mesure de la qualité sonore. « C’est difficile, car c’est une mesure en partie subjective, explique-t-il. Des tests avec des humains nécessitent un échantillon de 20 à 30 volontaires malentendants auxquels on fait entendre un même son, puis on calcule l’intelligibilité moyenne des gens. J’ai plutôt voulu créer un dispositif plus objectif qui mesure automatiquement cette valeur. » Et il a réussi! Les algorithmes et les programmes, tout a été accompli surtout grâce à la multidisciplinarité. Il faut un modèle du fonctionnement du langage retenu, ce qui nécessite l’apport de linguistes; il faut comprendre le fonctionnement de l’oreille et du cerveau, ce qui implique des biologistes et des neurologues; il faut aussi des connaissances en informatique, en physique... Les travaux ont été réalisés en étroite collaboration avec des chercheurs de l’Université du Texas qui possédaient un bagage de connaissances impressionnant dans le domaine des implants cochléaires.

 

Au final, le jeune diplômé a réussi à développer un algorithme destiné aux implants cochléaires qui mesure la clarté du discours dans des environnements sonores complexes. La prochaine étape consistera à utiliser ces mesures pour ajuster en temps réel la sensibilité des appareils, défi qu’il relèvera pendant ses études doctorales cette fois, commencées l’automne dernier sous la direction du professeur Falk. « Il faudra développer un algorithme pour faire les calculs et obtenir les mesures en continu, annonce João Felipe. Tout cela pourrait très bien être simplement programmé dans un téléphone intelligent que le malentendant porterait sur lui, comme tout le monde! Le téléphone analyserait sans arrêt le son environnant et enverrait les instructions sans fil à l’implant pour qu’il s’ajuste aux changements. »

 

Lui-même grand amateur de musique, de discours éloquents et de langues étrangères, João Felipe Santos souhaite simplement que tout le monde puisse bénéficier des plaisirs que procure une audition normale. « Un problème d’audition n’est pas juste un problème d’oreille. Il entraîne plusieurs autres complications, comme des difficultés d’acquisition du langage chez les enfants, ou une baisse des interactions sociales chez les personnes âgées qui peuvent mener à l’isolement et à la dépression. J’essaie juste de leur enlever des obstacles. » ♦

 

Collation des grades 2013-2014 : l'INRS récompense ses diplômés

Multimedia/Modal Signal Analysis & Enhancement Laboratory (MuSAE Lab)

 

Suggestion de lecture complémentaire :

En route vers l'ère où la pensée contrôlera l'informatique

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