L'invention est relative aux dispositifs de prothèse auditive destinés aux sourds et dans lesquels les sons émis dans une portion au moins du spectre aigu, sons normalement inaudibles auxdits sourds, sont transposés en d'autres sons de "compensation" situés dans la zone grave audible du spectre acoustique.
Certains dispositifs de ce genre ont été proposés par les brevets France no 1 382 916 et n0 2 494 988.
L'invention a pour but, surtout, de rendre les dispositifs du genre en question tels que les sons transposés par eux dans la zone grave du spectre comprennent des informations relatives non seulement à la hauteur et à l'intensité des signaux sonores à percevoir, mais aussi aux timbres ou composantes laryngées de ces signaux.
A cet effet, les dispositifs de prothèse auditive du genre ci-dessus comprennent encore, d'une façon en soi connue, des moyens transducteurs pour transformer les signaux acoustiques à traiter en des signaux électriques, des moyens pour prélever au moins une tranche particulière xi d'ordre i, de chacun de ces signaux électriques, comprise dans une gamme prédéterminée de fréquences élevées, c'est-à-dire correspondant à des sons aigus, fréquences comprises entre entre fi min et fi max, i étant un entier compris entre 1 et 3 et croissant dans le même sens que les fréquences des tranches considérées, des moyens pour élaborer à partir de chacune de ces tranches xi un signal de compensation Si compris dans une gamme de fréquences basses, c'est-à-dire correspondant à des sons graves, fréquences comprises entre Fi min et Fi max, les gammes basses correspondant aux différents sons de compensation Si étant distinctes les unes des autres, des moyens pour additionner les différents signaux de compensation Si ainsi élaborés et des moyens de transduction pour transformer le signal-somme ainsi obtenu en un signal applicable au sourd à traiter de façon à être perceptible par lui.
Selon l'invention, les dispositifs de prothèse auditive ainsi définis sont caractérisés en ce que les moyens pour élaborer chaque signal de compensation Si comprennent des moyens pour multiplier la tranche de signal xi correspondante par un signal x' i qui est ou bien identique à cette tranche de signal x; ou bien déduit de cette dernière par égalisation d'amplitude, de façon à former un signal-produit Xi, et des moyens pour prélever, dans ce signal-produit Xi, à l'aide d'un filtre passe-bande, la portion dudit signal-produit dont la fréquence basse est comprise dans la gamme de fréquences Fi min à Fi max, portion qui constitue le signal de compensation Si désiré.
Les demandeurs ont en effet découvert que les signaux-produits Xi considérés comportent de telles portions à fréquence basse en raison des propriétés afférentes aux produits des lignes trigonométriques.
Il se trouve en effet que chacun des signaux x; peut être décomposé en une série de Fourier, c'est-à-dire en une multitude de composants sinusoïdaux du type a cos 2πft + b sin 2πft (1 formule dans laquelle et b désignent des constantes et f, la fréquence d'oscillation du composant considéré, fréquence comprise entre les deux limites fi min et fi max.
Si l'on considère, en plus du composant qui vient d'être défini, un second composant compris par le même signal xi et défini par la formule a' cos 2πf't + b' sin 2πf't (2), dans laquelle a' et b' désignent encore deux constantes et f, la fréquence de ce second composant, comprise comme f entre les deux limites fi min et fi max, et si l'on multiplie ces deux composants l'un par l'autre, le produit fait apparaître non seulement des termes en cos 2 π (f+f')t et sin 2π (f+f)t mais également des termes en cos 2π (f+f')t et sin 2π (f-f)t.
Plus généralement, si l'on multiple le signal xi par lui-même, le signal-produit Xi fait apparaitre des composants sinusoïdaux oscillant à quasiment toutes les fréquences du type f-f correspondant à des différences de deux fréquences quelconques comprises dans la gamme de fi min à fi max.
Parmi les innombrables différences de fréquences ainsi définies, un certain nombre se trouvent nécessairement dans les gammes de basses fréquences désirées pour les sons graves de compensation, et c'est ce qui permit d'obtenir de tels sons graves, sons respectant intégralement les formes temporelles des sons aigus à représenter.
Ce respect des formes temporelles permet de transposer vers les graves non seulement les hauteurs et intensités des tranches aiguës prélevées, mais aussi leurs timbres, ce qui accroit considérablement l'intelligibilité des sons traités.
Dans des modes de réalisation avantageux, on a recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes :
L'invention comprend, mises à part ces dispositions principales, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en même temps et dont il sera plus explicitement question ci-après.
Dans ce qui suit, l'on va décrire des modes de réalisation préférés de l'invention en se référant au dessin ci-annexé d'une manière bien entendu non limitative.
La figure 1, de ce dessin, est un schéma d'un dispositif de prothèse auditive établi selon l'invention.
La figure 2 est un triple sonagramme permettant de comprendre l'intérêt de l'invention.
Le dispositif considéré comprend, d'une façon connue en soi :
D'une façon encore connue en soi, les voies Vi comprennent chacune :
C'est plus particulièrement à ces derniers moyens d'élaboration que se rapporte l'invention.
Lesdits moyens comprennent essentiellement, pour chaque voie Vi :
Chacune de ces fréquences basses est à la fois supérieure à Fo max et comprise dans la gamme des fréquences audibles par le sourd à traiter.
De plus, de préférence, on choisit chaque fois Fi max < F(i+1) min.
Ce sont les sorties des filtres 7i qui constituent les signaux de compensation Si désirés.
L'égalisation d'amplitude signalée ci-dessus consiste à rendre égaux à 1 les coefficients a, b, a' et b' des formules (1) et (2) ci-dessus.
Elle est obtenue en faisant traverser par les tranches de signal xi à épurer des amplificateurs à gain contrôlé (ACG) 8i.
Avant d'être additionnés au signal So dans l'additionneur 3, les signaux de compensation Si peuvent être amplifiés de façon à tenir compte du fait que la gamme de fréquences basses qui définit la bande du filtrage de chacun d'eux s'étend sur seulement une petite portion de l'ensemble du spectre acoustique : c'est ainsi que l'étendue de ladite gamme est par exemple de l'ordre de 200 à 500 Hz alors que le spectre acoustique considéré est de l'ordre de 8000 Hz.
Les signaux de compensation Si élaborés par la multiplication et le filtrage ci-dessus mentionnés ne peuvent être que des harmoniques des signaux x; qui leur ont donné naissance.
Ils sont donc synchronisés temporellement avec ces derniers et varient rigoureusement comme eux, et en même temps que ceux-ci.
On observe donc ici une transposition immédiate, en temps réel, des sons à rendre intelligibles, ce qui présente un avantage important sur les appareils de prothèse auditive pour lesquels le traitement des sons acoustiques reçus conduit à l'émission différée d'autres sons élaborés à partir d'au moins une composante desdits sons reçus.
Sur la figure 1 on a supposé que le nombre n des voies Vi était égal à deux.
Les fréquences élevées de prélèvement des deux tranches xi et x2 sont alors avantageusement comprises, respectivement, dans la gamme 1500 Hz (f1 min) à 3500 Hz (fi max) et dans la gamme 5000 Hz (f2 min) à 7000 Hz (f2 max).
Quant aux sons de compensation Si et S2, ils sont par exemple compris respectivement dans la gamme 800 Hz (Fi min) à 1000 Hz (Fi max) et dans la gamme 1050 Hz (F2 min) à 1200 Hz (F2 max), ce qui correspond à une surdité profonde pour laquelle le sourd n'est apte à percevoir que les sons dont la fréquence est inférieure à 1200 Hz.
Selon une variante, applicable à une surdité sévère, mais moins profonde que la précédente, les sons de compensation Si et S2 sons respectivement compris dans la gamme 800-1200 Hz et dans la gamme 1250-1900 Hz.
C'est à cette dernière variante que correspondent les trois sonagrammes comparés de la figure 2.
Pour chacun de ces graphiques, la fréquence est portée en ordonnées et on a porté en abcisses le temps correspondant à l'émission de la phrase "des unités des sons".
Le sonagramme du haut de la figure 2 correspond à une audition normale.
Le sonagramme b du milieu correspond à ce qui est entendu par un sourd profond non équipé de prothèse, c'est-à-dire à la portion, du message acoustique considéré, qui est filtrée supérieurement à 800 Hz.
Enfin le sonagramme c du bas correspond à ce qu'entend un patient affecté d'une surdité sévère équipé d'une prothèse conforme à l'invention.
Les rayures verticales représentent les transitoires des composantes laryngées des sons, ou "timbres" de ces sons.
On voit que l'invention permet d'incorporer aux sons graves reconstitués artificiellement et perceptibles par le sourd, non seulement les "sifflements" ou composantes aiguës de la parole (correspondant en particulier aux sons en "z" ou en "s"), mais aussi les timbres des voyelles.
En suite de quoi, et quel que soit le mode de réalisation envisagé, on obtient un dispositif de prothèse auditive dont la constitution, le fonctionnement et les avantages (en particulier celui de conférer automatiquement et instantanément aux sons artificiels graves reconstitués les caractéristiques temporelles ou "timbres" des sons naturels à percevoir) résultent suffisamment de ce qui précède.
Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà ce de qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application et de réalisation qui ont été plus spécialement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes, notamment celles où les dispositifs de prothèse auditive considérés seraient agencés de façon à faire correspondre à chaque son traité un signal encore perceptible par le sourd à assister, mais pas obligatoirement acoustique, en particulier un signal impul- sionnel applicable audit sourd de toute manière désirable perceptible par lui, cette application étant par exemple effectuée électriquement sur son nerf auditif, ou encore mécaniquement sur sa peau à l'aide d'un vibrateur approprié.