FR3102925A1 - AUDIOMETRIC TEST DEVICE - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un système de test des possibilités de localisation spatiale d’un patient (5), du type comportant au moins deux haut-parleurs (3) au moins disposés devant le patient. Ce système est caractérisé en ce qu’il comporte : - des moyens (7) aptes à générer au moyen des haut-parleurs (3) la production d’une image sonore, - des moyens de positionnement (9) de cette image sonore en une zone quelconque située devant le patient (5), - des moyens de détection (15) de l’orientation de la tête du patient (5) au moins dans le plan horizontal. Figure pour l’abrégé : Fig 1The present invention relates to a system for testing the possibilities of spatial localization of a patient (5), of the type comprising at least two loudspeakers (3) at least arranged in front of the patient. This system is characterized in that it comprises: - means (7) capable of generating by means of the loudspeakers (3) the production of a sound image, - positioning means (9) of this sound image in any zone situated in front of the patient (5), - means (15) for detecting the orientation of the patient's head (5) at least in the horizontal plane. Figure for the abstract: Fig 1
Description
La présente invention concerne un dispositif de test audiométrique et plus particulièrement un dispositif permettant d’établir de façon à la fois rapide et précise les capacités d’une personne à localiser un son dans l’espace. Le résultat des mesures ainsi effectuées permettant notamment à un audioprothésiste de régler avec précision les prothèses qu’il souhaite implanter à ses patients.The present invention relates to an audiometric test device and more particularly to a device making it possible to establish both quickly and precisely the ability of a person to locate a sound in space. The result of the measurements thus carried out allows an audioprosthetist to precisely adjust the prostheses he wishes to implant in his patients.
On sait qu’à l’heure actuelle les moyens dont disposent les professionnels de l’audition, c’est-à-dire les ORL et les audioprothésistes, pour tester la capacité de localisation spatiale d’un patient consistent, la plupart du temps, à se placer derrière ce dernier et à claquer des doigts en diverses positions à droite et à gauche de celui-ci et à lui demander de localiser le son qu’il perçoit.We know that at the present time the means available to hearing professionals, that is to say ENTs and audioprosthetists, for testing a patient's spatial localization capacity consist, most of the time , to stand behind him and snap his fingers in various positions to the right and left of him and ask him to locate the sound he perceives.
Pour rapide et facile à mettre en œuvre que soit cette méthode, on comprend que, d’une part, elle manque fondamentalement de précision que, de seconde part, les résultats qu’elle fournit sont difficilement quantifiables dans la mesure où elle dépend pour une grande part des qualités propres du testeur, et qu’enfin ces résultats sont difficilement enregistrables et transmissibles d’un praticien à un autre.However quick and easy to implement this method is, we understand that, on the one hand, it fundamentally lacks precision and, on the other hand, the results it provides are difficult to quantify insofar as it depends for a much of the tester's own qualities, and finally that these results are difficult to record and transmit from one practitioner to another.
On a également proposé de faire appel à des dispositifs de mesure pilotés soit manuellement soit par des logiciels de commande et qui sont essentiellement constitués d’un ensemble de haut-parleurs qui sont répartis suivant un hémicycle face au patient. Suivant ces méthodes on diffuse un son sur l’un de ces haut-parleurs, notamment un son pur, un son « wobulé » ou un son complexe tel qu’une voix, et on demande au patient de localiser le haut-parleur émetteur. Cette méthode présente également des inconvénients notables et notamment celui de grande imprécision.It has also been proposed to use measurement devices controlled either manually or by control software and which essentially consist of a set of loudspeakers which are distributed in a hemicycle facing the patient. These methods play a sound on one of these speakers, including pure sound, a "wobbled" sound or a complex sound such as a voice, and the patient is asked to locate the transmitting speaker. This method also has significant drawbacks and in particular that of great inaccuracy.
On comprend en effet que la précision de la mesure dépend du nombre de haut-parleurs utilisés et que cette précision ne peut guère être supérieure à la moitié du décalage angulaire existant entre deux haut-parleurs adjacents, soit par exemple dans le cas d’une installation comprenant six haut-parleurs qui sont donc décalés entre eux de 30°, à une précision de l’ordre de 15°.It is in fact understood that the precision of the measurement depends on the number of loudspeakers used and that this precision can hardly be greater than half of the angular offset existing between two adjacent loudspeakers, i.e. for example in the case of a installation comprising six loudspeakers which are therefore offset from each other by 30°, with an accuracy of the order of 15°.
Un tel système, compte tenu d’une part du nombre de haut-parleurs, ce qui le rend onéreux, et d’autre part de la nécessité de les distribuer suivant une disposition rigoureuse qui est difficile à réaliser dans un cabinet d’audioprothésiste, présente ainsi de nombreuses contraintes, et ceci pour un résultat peu satisfaisant.Such a system, taking into account on the one hand the number of loudspeakers, which makes it expensive, and on the other hand the need to distribute them according to a rigorous arrangement which is difficult to achieve in an audioprosthetist's office, thus presents many constraints, and this for an unsatisfactory result.
Enfin, tous les dispositifs de mesure jusqu’à présent utilisés présentent la particularité de travailler dans des conditions qui sont très loin de la situation réelle dans laquelle est plongé le patient dans la vie réelle, ce qui constitue également un facteur d’imprécision des mesures effectuées.Finally, all the measuring devices used so far have the particularity of working in conditions that are very far from the real situation in which the patient is immersed in real life, which also constitutes a factor of inaccuracy of the measurements. carried out.
Le système suivant l’invention se propose d’effectuer des mesures précises, dans des conditions telles qu’elles rapprochent le patient d’une situation réelle, au moyen d’un matériel peu encombrant, peu onéreux, qui ne nécessite pas de dispositions particulières spécifiques dans un cabinet d’audioprothésiste, et ceci tout en conservant une grande rapidité de mesure, les résultats de cette dernière étant par ailleurs parfaitement quantifiés ce qui les rend ainsi facilement enregistrables reproductibles et transmissibles.The system according to the invention proposes to carry out precise measurements, under conditions such that they bring the patient closer to a real situation, by means of a compact, inexpensive material, which does not require particular provisions. specific in an audioprosthetist's office, and this while maintaining a high speed of measurement, the results of the latter being moreover perfectly quantified which makes them easily recordable, reproducible and transmissible.
La présente invention a ainsi pour objet un système de test des possibilités de localisation spatiale d’un patient, du type comportant au moins deux haut-parleurs au moins disposés devant le patient, caractérisé en ce qu’il comporte :The subject of the present invention is thus a system for testing the possibilities of spatial localization of a patient, of the type comprising at least two loudspeakers at least arranged in front of the patient, characterized in that it comprises:
- des moyens aptes à générer au moyen des haut-parleurs la production d’une image sonore,- means capable of generating, by means of the loudspeakers, the production of a sound image,
- des moyens de positionnement de cette image sonore en une zone quelconque située devant le patient,- means for positioning this sound image in any zone located in front of the patient,
- des moyens de détection de l’orientation de la tête du patient au moins dans le plan horizontal.- Means for detecting the orientation of the patient's head at least in the horizontal plane.
Ce système pourra comporter des moyens aptes à déplacer, pendant une opération de mesure, le positionnement de l’image sonore ainsi que des moyens aptes à déterminer simultanément l’orientation de la tête du patient ainsi que celui de l’image sonore. Le système pourra comporter des moyens aptes à conserver en mémoire l’orientation de la tête du patient et la position de l’image sonore.This system may include means capable of moving, during a measurement operation, the positioning of the sound image as well as means capable of simultaneously determining the orientation of the patient's head as well as that of the sound image. The system may include means capable of storing in memory the orientation of the patient's head and the position of the sound image.
Les moyens aptes à déterminer l’orientation de la tête du patient pourront comprendre au moins deux accéléromètres ou au moins deux ensembles caméra et diode infrarouge.The means capable of determining the orientation of the patient's head may comprise at least two accelerometers or at least two camera and infrared diode assemblies.
Les moyens aptes à déterminer l’orientation de la tête du patient pourront comprendre des moyens aptes à les solidariser de la tête de ce dernier, ces moyens pouvant être constitués par un casque et/ou par des lunettes.The means capable of determining the orientation of the patient's head may comprise means capable of securing them to the head of the latter, these means possibly being constituted by a helmet and/or by glasses.
Dans une variante particulièrement intéressante de l’invention le casque pourra être un casque de réalité virtuelle.In a particularly interesting variant of the invention, the headset may be a virtual reality headset.
Le système pourra comporter des moyens aptes à mesurer la différence existant entre l’orientation de la tête du patient et la position de l’image sonore.The system may include means capable of measuring the difference between the orientation of the patient's head and the position of the sound image.
Le système pourra également comporter des moyens aptes à afficher dans le casque de réalité virtuelle l’image d’un objet en déplacement, par exemple un personnage, cet objet étant positionné au même endroit que l’image sonore.The system may also include means capable of displaying in the virtual reality helmet the image of a moving object, for example a character, this object being positioned at the same place as the sound image.
Le système pourra comporter des moyens d’enregistrement de l’orientation, dans une pièce, de chacun des haut-parleurs et des moyens de correction en fréquence de ces derniers, pour cette position.The system may include means for recording the orientation, in a room, of each of the loudspeakers and means for frequency correction of the latter, for this position.
Le système pourra comporter des moyens de correction de l’intensité de l’image sonore en fonction de la distance séparant la tête du patient de l’image de l’objet en déplacement dans le casque de réalité virtuelle ainsi que des moyens de correction de l’angle apparent de l’image sonore en fonction de la distance séparant la tête du patient de l’image de l’objet en déplacement dans le casque de réalité virtuelle.The system may include means for correcting the intensity of the sound image as a function of the distance separating the patient's head from the image of the moving object in the virtual reality helmet as well as means for correcting the apparent angle of the sound image as a function of the distance separating the patient's head from the image of the moving object in the virtual reality headset.
Le système pourra enfin comporter des moyens de correction de l’intensité de l’image sonore en fonction de l’angle d’orientation de la tête du personnage.Finally, the system may include means for correcting the intensity of the sound image as a function of the orientation angle of the character's head.
On décrira ci-après, à titre d’exemple non limitatif, des formes d’exécution de la présente invention, en référence au dessin annexé sur lequel :There will be described below, by way of non-limiting example, embodiments of the present invention, with reference to the attached drawing in which:
On a représenté sur la figure 1 un premier exemple de réalisation d’un système de test audiométrique 1 suivant la présente invention.There is shown in Figure 1 a first embodiment of an audiometric test system 1 according to the present invention.
Ce système comprend essentiellement deux enceintes acoustiques 3 qui sont disposées à égale distance d’un siège destiné à recevoir un patient que l’on souhaite soumettre au test audiométrique. Préférentiellement les enceintes 3 ont été préalablement calibrées en réponse en fréquence, en délai inter-enceintes, et en niveau, de façon à permettre une arrivée en phase d’un signal au point d’écoute et limiter les différences de spectre de ces enceintes.This system essentially comprises two acoustic enclosures 3 which are arranged at equal distance from a seat intended to receive a patient who is to be subjected to the audiometric test. Preferentially the speakers 3 have been calibrated beforehand in frequency response, in inter-speaker delay, and in level, so as to allow a phase arrival of a signal at the listening point and to limit the differences in spectrum of these speakers.
Ce système comprend une source son 7, par exemple constituée d’un enregistrement d’une voix humaine, notamment une voix d’homme, contant une histoire à voix haute et intelligible.This system comprises a sound source 7, for example consisting of a recording of a human voice, in particular a male voice, telling a story aloud and intelligible.
Cette source son 7 est adressée à une installation audio 8 comprenant une balance 9 qui permet, sous la commande d’un microcontrôleur 11, ainsi qu’expliqué ci-après, de positionner l’image sonore générée par les enceintes 3 en un point quelconque d’un demi-cercleCayant le siège recevant la tête 5 du patient comme centre.This sound source 7 is sent to an audio installation 8 comprising a balance 9 which allows, under the control of a microcontroller 11, as explained below, to position the sound image generated by the speakers 3 at any point of a semi-circle C having the seat receiving the patient's head 5 as the center.
Ce signal est ensuite adressé à un amplificateur bi-canal 12 qui alimente en puissance les deux enceintes 3.This signal is then sent to a two-channel amplifier 12 which supplies power to the two loudspeakers 3.
Le système comporte par ailleurs des moyens d’acquisition 15 de l’orientation de la tête 5 du patient qui comprennent un casque 13, destiné à être positionné sur la tête de ce dernier, qui est pourvu d’un dispositif détecteur constitué par exemple de deux accéléromètres en x,y c’est-à-dire qui sont orthogonaux, et qui sont en mesure de détecter tout mouvement de la tête 5 du patient dans le plan horizontal. On pourrait également faire appel suivant l’invention à tout autre dispositif de détection de la position de la tête 5, tel que notamment des diodes infrarouges associées, de façon connue, à des caméras infrarouges.The system also comprises means 15 for acquiring the orientation of the patient's head 5 which comprise a helmet 13, intended to be positioned on the head of the latter, which is provided with a detector device consisting for example of two x,y accelerometers, that is to say which are orthogonal, and which are able to detect any movement of the patient's head 5 in the horizontal plane. One could also use according to the invention any other device for detecting the position of the head 5, such as in particular infrared diodes associated, in a known manner, with infrared cameras.
Les informations recueillies par les moyens d’acquisition 15 et qui sont dites ci-après « Vecteurs acquisition Va » sont communiquées à des moyens récepteurs 16 d’un dispositif de gestion constitué en l’espèce par le microcontrôleur 11 qui comporte un registre, dit ci-après « Registre acquisition Ra » dans lequel sont stockées ces informations.The information collected by the acquisition means 15 and which are called “acquisition vectors V a ” below are communicated to receiver means 16 of a management device consisting in this case of the microcontroller 11 which comprises a register, hereinafter referred to as "Acquisition register R a " in which this information is stored.
La balance 9 est contrôlée par le système de gestion, à savoir en l’espèce le microcontrôleur 11, qui comporte des moyens 17 aptes à créer sur le demi-cercleC, au cours de l’opération de test, diverses positions successives où le son se trouve reproduit et qui sont désignées ci-après « Images sonores » et qui constituent autant de vecteurs dits « Vecteurs créationV c ».The balance 9 is controlled by the management system, namely in this case the microcontroller 11, which comprises means 17 able to create on the semi-circle C , during the test operation, various successive positions where the sound is reproduced and which are referred to below as “Sound Images” and which constitute so many vectors called “Creation Vectors V c ”.
Ces vecteurs créationV c sont adressés par le microcontrôleur 11 à la balance 9. Ils peuvent être constitués par des valeurs qui sont stockées d’origine dans une mémoire du microcontrôleur 11 ou peuvent être générés, par exemple de façon aléatoire, par ce dernier en temps réel au cours de l’opération de test. Les valeurs de ces vecteurs sont conservées dans un registre dit « Registre création Rc ».These creation vectors V c are sent by the microcontroller 11 to the balance 9. They can consist of values which are originally stored in a memory of the microcontroller 11 or can be generated, for example randomly, by the latter in real time during test operation. The values of these vectors are kept in a register called “Creation register R c ”.
Dans ces conditions le fonctionnement du système suivant l’invention s’effectue ainsi que décrit ci-après.Under these conditions, the operation of the system according to the invention takes place as described below.
Une fois le patient en position sur le siège et sa tête 5 étant coiffée du casque 13, l’opérateur du système lui demande d’orienter sa tête dans la direction d’où il perçoit le son, autrement dit l’image sonore.Once the patient is in position on the seat and his head 5 is wearing the helmet 13, the system operator asks him to direct his head in the direction from which he perceives the sound, in other words the sound image.
Le microcontrôleur 11 commande alors l’activation de la source son 7 et génère successivement diverses valeurs de vecteurs créationV c , si bien que l’image sonore se trouve émise en diverses positions connues sur la courbeCet se déplace ainsi devant le patient.The microcontroller 11 then controls the activation of the sound source 7 and successively generates various values of creation vectors V c , so that the sound image is emitted at various known positions on the curve C and thus moves in front of the patient.
Ce dernier, au cours de l’opération de test, tourne successivement sa tête 5 dans les diverses directions d’où il pense percevoir l’image sonore, si bien que les moyens d’acquisition 15 de la position de sa tête génèrent différentes valeurs successives de vecteurs acquisitionV a qui sont adressées au microcontrôleur 11 qui les stocke dans son registre acquisitionR a .The latter, during the test operation, successively turns his head 5 in the various directions from which he thinks he perceives the sound image, so that the means 15 for acquiring the position of his head generate different values sequences of acquisition vectors V a which are addressed to the microcontroller 11 which stores them in its acquisition register R a .
Le microcontrôleur 11 dispose donc ainsi, pour chacune des positions successivesiqu’il a générées, d’un vecteur créationV ci et d’un vecteur acquisitionV ai .The microcontroller 11 therefore thus has, for each of the successive positions i that it has generated, a creation vector V ci and an acquisition vector V ai .
Le microcontrôleur dispose par ailleurs d’un comparateur 19 qui, pour chacune des mesuresieffectuées, compare le vecteur acquisitionV ai , au vecteur création correspondantV ci et fournit la différence ծVide ces deux valeurs. On notera que cette différence ծVireprésente l’erreur de localisation angulaire commise par le patient au cours l’opération de test et est donc une caractéristique de sa capacité de localisation spatiale d’une source sonore.The microcontroller also has a comparator 19 which, for each of the measurements i carried out, compares the acquisition vector V ai , with the corresponding creation vector V ci and provides the difference ծV i of these two values. It will be noted that this difference ծV i represents the angular localization error committed by the patient during the test operation and is therefore a characteristic of his capacity for spatial localization of a sound source.
De façon intéressante le microcontrôleur 11 est ainsi en mesure de tracer une courbe représentant, en fonction du temps, la valeur de ծViet de commander son affichage sur un écran 21 ainsi que son enregistrement en mémoire.Interestingly, the microcontroller 11 is thus able to trace a curve representing, as a function of time, the value of ծV i and to control its display on a screen 21 as well as its recording in memory.
On a représenté sur la figure 2 une telle courbeDcaractéristique et l’on notera que la partie de celle-ci située au-dessus de l’axe des temps indique un positionnement erroné du patient d’un côté, par exemple trop à gauche de l’image sonore, alors que la partie de celle-ci située sous cet axe indique alors un positionnement trop à droite.There is shown in Figure 2 such a characteristic curve D and it will be noted that the part thereof located above the time axis indicates an erroneous positioning of the patient on one side, for example too much to the left of the sound image, whereas the part of the latter located under this axis then indicates a positioning too far to the right.
Le microcontrôleur 11 est en mesure de calculer les aires de la courbeDqui sont respectivement situées au-dessus et au-dessous de l’axe des temps et est donc en mesure de générer une courbe moyenne de localisation spatialeE, ainsi que représenté sur la figure 3.The microcontroller 11 is able to calculate the areas of the curve D which are respectively located above and below the time axis and is therefore able to generate an average curve of spatial location E , as shown in Figure 3.
On comprend dans ces conditions que de tels résultats sont particulièrement précieux pour un audioprothésiste, dans la mesure où ils vont notamment permettre à celui-ci de quantifier les mesures effectuées, de garder en mémoire ces dernières et d’intervenir sur les prothèses à implanter à un patient afin de corriger le défaut de localisation spatiale de celui-ci qui a été mis en évidence lors de l’opération de test.It is understood under these conditions that such results are particularly valuable for an audioprosthetist, insofar as they will in particular allow him to quantify the measurements taken, to keep them in memory and to intervene on the prostheses to be implanted at a patient in order to correct the lack of spatial localization of the latter which was highlighted during the test operation.
On notera que le simple examen de la courbe obtenue permet de façon directe de constater si les capacités de localisation spatiale d’un patient sont ou non normales. Ainsi la courbeDde la figure 2 représente une situation quasi normale, dans la mesure où elle montre autant d’erreurs d’un côté que de l’autre, alors que la courbeD’de la figure 3 qui est représentative d’un patient qui relève d’une perte asymétrique puisque les erreurs de localisation spatiale qu’il a commises se situent toutes d’un même côté de l’axe des temps. Un tel résultat a été obtenu pour les besoins de l’expérience en obturant l’un des conduits auditifs de ce patient.It will be noted that the simple examination of the curve obtained makes it possible directly to ascertain whether or not the spatial localization capacities of a patient are normal. Thus curve D in figure 2 represents a quasi-normal situation, insofar as it shows as many errors on one side as on the other, whereas curve D' in figure 3 which is representative of a patient who comes from an asymmetrical loss since the errors of spatial localization that he has committed are all located on the same side of the time axis. Such a result was obtained for the purposes of the experiment by closing off one of the auditory canals of this patient.
La présente invention est particulièrement intéressante en ce que, tout d’abord, elle est très rapide à mettre en oeuvre puisqu’elle peut être réalisée en quelques minutes.The present invention is particularly interesting in that, first of all, it is very quick to implement since it can be produced in a few minutes.
Elle permet, de plus, de réaliser des mesures qui sont d’une part beaucoup plus précises que celles de l’état antérieur de l’état de la technique et qui sont d’autre part quantifiables et comparables entre elles.It also makes it possible to carry out measurements which are on the one hand much more precise than those of the prior state of the state of the art and which are on the other hand quantifiable and comparable with each other.
On remarquera par ailleurs que les différents types de mesures qui sont effectuées suivant l’état antérieur de la technique ont pour effet de mettre le patient dans des conditions de mesure qui sont artificielles et sont bien loin des conditions réelles dans lesquelles celui-ci se trouve plongé dans la vie normale. Il en résulte que de telles mesures sont non seulement imprécises mais sont, de plus, faussées par leur caractère artificiel.It will also be noted that the different types of measurements which are carried out according to the prior state of the art have the effect of putting the patient under measurement conditions which are artificial and are far from the real conditions in which the latter finds himself. immersed in normal life. It follows that such measurements are not only imprecise but are, moreover, distorted by their artificial nature.
La présente invention se propose de pallier cet inconvénient en proposant un système dans lequel les mesures sont réalisées dans des conditions beaucoup plus proches de ce que le patient ressent dans la réalité, si bien qu’elles sont beaucoup plus représentatives de son état réel.The present invention proposes to overcome this drawback by proposing a system in which the measurements are carried out under conditions much closer to what the patient feels in reality, so that they are much more representative of his real state.
On décrira ci-après un second exemple de mise en œuvre de la présente invention dans lequel l’environnement de mesure se rapproche davantage des situations environnementales réelles.A second example of implementation of the present invention will be described below in which the measurement environment is closer to real environmental situations.
On a représenté sur la figure 5 un exemple d’un tel système de localisation spatiale suivant l’invention. On conservera pour la suite de sa description les mêmes références associées aux mêmes éléments.An example of such a spatial localization system according to the invention is shown in FIG. 5. The same references associated with the same elements will be retained for the remainder of its description.
Dans ce mode de mise en œuvre on fait appel à cinq enceintes 3 qui sont disposées suivant une configuration classique que l’on rencontre le plus souvent dans les cabines d’audioprothèse, à savoir une distribution dite 5,1, c’est-à-dire qui comprend trois enceintes qui sont distribuées devant le patient suivant un cercle dont ce dernier occupe le centre, à savoir une enceinte centrale et deux enceintes latérales qui sont écartées d’environ 30° de l’enceinte centrale, et deux enceintes arrières, plus un caisson de basses disposé en un point quelconque de la pièce.In this mode of implementation, use is made of five speakers 3 which are arranged in a classic configuration that is most often encountered in hearing aid cabins, namely a so-called 5.1 distribution, that is to say to say which comprises three speakers which are distributed in front of the patient in a circle of which the latter occupies the center, namely a central speaker and two side speakers which are separated by approximately 30° from the central speaker, and two rear speakers, plus a subwoofer placed anywhere in the room.
Une telle disposition présente l’avantage de créer un rendu sonore qui est plus proche de la réalité que dans une configuration à deux enceintes.Such an arrangement has the advantage of creating a sound reproduction that is closer to reality than in a two-speaker configuration.
Le dispositif comprend pour chaque enceinte un filtre 23 qui se compose d’un équaliseur 23a et d’un correcteur de volume 23b. L’équaliseur 23a permet de corriger la réponse en fréquence de chacune de ces enceintes 3 pour la position qu’elle occupe dans la distribution, ce qui permet de compenser les différences de leurs réponses en fréquence respectives qui sont notamment dues aux perturbations causées par leur environnement et par leur constitution propre. Le correcteur de volume 23b permet quant à lui de corriger les différences de rendement entre les différentes enceintes.The device comprises for each enclosure a filter 23 which consists of an equalizer 23a and a volume corrector 23b. The equalizer 23a makes it possible to correct the frequency response of each of these loudspeakers 3 for the position it occupies in the distribution, which makes it possible to compensate for the differences in their respective frequency responses which are in particular due to the disturbances caused by their environment and by their own constitution. The volume corrector 23b makes it possible to correct the differences in performance between the different speakers.
Chacun des équaliseurs 23a peut être constitué par un dispositif électronique classique approprié ou par des moyens logiciels gérés par un microprocesseur.Each of the equalizers 23a can be constituted by an appropriate conventional electronic device or by software means managed by a microprocessor.
Pour assurer la correction de chaque enceinte, de façon connue, on fait appel à un microphone de mesure 25 possédant une réponse plate entre 20 Hz et 2O KHz. On a représenté sur la figure 4 le spectreFréalisé pour l’enceinte centrale avant correction et le spectreGcorrigé obtenu pour cette même enceinte. On procède ainsi pour chacune des cinq enceintes utilisées.To ensure the correction of each enclosure, in a known manner, use is made of a measurement microphone 25 having a flat response between 20 Hz and 20 KHz. FIG. 4 shows the spectrum F obtained for the central enclosure before correction and the corrected spectrum G obtained for this same enclosure. This is done for each of the five speakers used.
Dans le présent mode de mise en oeuvre les moyens d’acquisition de la position de la tête 5 du patient comprennent un casque de réalité virtuelle 13’ qui permet par ailleurs d’immerger le patient dans un univers virtuel que l’on concevra de façon que les conditions de la mesure rapprochent celui-ci de la réalité.In the present embodiment, the means for acquiring the position of the patient's head 5 comprise a virtual reality headset 13' which also makes it possible to immerse the patient in a virtual universe which will be designed in such a way that the conditions of the measurement bring it closer to reality.
Ce casque de réalité virtuelle 13’ possède, de façon connue, des moyens de détection de son orientation suivant trois axes orthogonaux notamment au moyen de trois accéléromètres et/ou au moyen de diodes et de caméras infrarouges qui vont adresser à un ordinateur 26 les vecteurs acquisitionV ai , et stocker les valeurs mesurées dans un registre acquisitionR a .This virtual reality helmet 13' has, in a known manner, means for detecting its orientation along three orthogonal axes, in particular by means of three accelerometers and/or by means of diodes and infrared cameras which will send the vectors to a computer 26 acquisition V ai , and storing the measured values in an acquisition register R a .
Dans le présent mode de mise en oeuvre on dispose d’une « Source image » 28, que le système va associer à la source son 7 en synchronisation avec celle-ci.In the present mode of implementation, there is an "Image source" 28, which the system will associate with the sound source 7 in synchronization with it.
Cette source image 28 qui est adressée au casque de réalité virtuelle 13’ permet d’afficher dans celui-ci un objet en déplacement et par exemple un personnage 35 se déplaçant devant un paysage à une distance constante du patient, ce personnage récitant, au cours de son déplacement une histoire. A cet effet la source image 28 est constituée d’un fichier image vidéo en trois dimensions (ci-après désigné 3D) qui est stocké en mémoire de l’ordinateur 26. Ce fichier image se compose par exemple d’un décor et d’un personnage qui est animé d’un mouvement de déplacement d’apparence aléatoire au milieu de ce décor.This image source 28 which is addressed to the virtual reality headset 13' makes it possible to display in the latter a moving object and for example a character 35 moving in front of a landscape at a constant distance from the patient, this character reciting, during of his displacement a story. For this purpose the image source 28 consists of a three-dimensional video image file (hereinafter referred to as 3D) which is stored in the memory of the computer 26. This image file is composed for example of a decoration and of a character who is animated by a seemingly random displacement movement in the middle of this setting.
Bien entendu, suivant l’invention on pourrait remplacer le personnage 35 par un tout autre objet tel que par exemple une voiture, une moto etc.Of course, according to the invention, the character 35 could be replaced by any other object such as, for example, a car, a motorcycle, etc.
Le microprocesseur de l’ordinateur 26 pilote la balance 9 de façon que la position de l’image sonore soit à tout moment en parfaite synchronisation avec la position du personnage affiché dans le casque de réalité virtuelle 13’.The microprocessor of the computer 26 controls the balance 9 so that the position of the sound image is at all times in perfect synchronization with the position of the character displayed in the virtual reality helmet 13'.
Une telle disposition permet de réaliser le test audiométrique en deux phases, à savoir une première phase dite d’entraînement et une seconde phase de mesure proprement dite.Such an arrangement makes it possible to carry out the audiometric test in two phases, namely a first so-called training phase and a second measurement phase proper.
Au cours de la phase d’entraînement on demande au patient de suivre de la tête le déplacement du personnage, en même temps qu’il perçoit le monologue de celui-ci. On enregistre, ainsi que précédemment, les vecteurs acquisitionV a et les vecteurs créationV c .During the training phase, the patient is asked to follow the movement of the character with his head, at the same time as he perceives his monologue. The acquisition vectors V a and the creation vectors V c are recorded, as before.
Cette phase d’entraînement est intéressante d’une part en ce qu’elle place le patient dans des conditions qui sont proches de la réalité, dans la mesure où ce dernier se trouve totalement en situation, immergé dans le monde virtuel et, d’autre part, en ce qu’elle le prépare à la phase de test constituant la seconde phase.This training phase is interesting on the one hand in that it places the patient in conditions which are close to reality, insofar as the latter is completely in a situation, immersed in the virtual world and, on the other hand, in that it prepares him for the test phase constituting the second phase.
Dans cette seconde phase, on demande au patient de suivre de la tête le déplacement du son mais on n’envoie aucune image dans le casque de réalité virtuelle 13’. Comme précédemment on enregistre les valeurs des vecteurs acquisitionV a et création Vc.In this second phase, the patient is asked to follow the movement of the sound with his head, but no image is sent to the virtual reality headset 13'. As before, the values of the acquisition V a and creation V c vectors are recorded.
L’ordinateur 26 comporte des moyens logiciels en mesure de calculer, pour tout instant de la phase de test, la différence existant entre la position de l’image sonore qu’il a généréeV ci et la positionV ai de cette image sonore telle qu’elle a été détectée par la position de la tête 5 du patient.The computer 26 comprises software means capable of calculating, for any instant of the test phase, the difference existing between the position of the sound image that it has generated V ci and the position V ai of this sound image as that it was detected by the position of the head 5 of the patient.
Comme précédemment le microprocesseur de l’ordinateur 26 piloté par des moyens logiciels est en mesure de tracer une courbe représentant en fonction du temps la valeur de ծViet de commander son affichage sur l’écran 21 ainsi que son enregistrement en mémoire. Ces moyens logiciels sont également en mesure de tracer et calculer les aires de la courbeDqui sont respectivement situées au-dessus et au-dessous de l’axe des temps et est donc en mesure de générer la courbe moyenneEde localisation spatiale ainsi que représenté sur la figure 2.As before, the microprocessor of the computer 26 controlled by software means is able to trace a curve representing the value of V i as a function of time and to control its display on the screen 21 as well as its recording in memory. These software means are also able to plot and calculate the areas of the curve D which are respectively located above and below the time axis and is therefore able to generate the average curve E of spatial location as well as shown in figure 2.
On remarquera que, dans la pratique, il est difficile à un praticien, notamment pour des raisons techniques d’agencement de son cabinet d’audioprothèse, de disposer les enceintes 3 de façon qu’elles se trouvent à égale distance du patient. Par ailleurs on remarquera que, dans la vie courante, un personnage en déplacement devant le patient va se présenter à celui-ci d’une part à des distances différentes et d’autre part sous des angles différents ce qui, à l’évidence modifie la nature du son transmis.It will be noted that, in practice, it is difficult for a practitioner, in particular for technical reasons of the layout of his hearing aid cabinet, to arrange the speakers 3 so that they are at an equal distance from the patient. In addition, it will be noted that, in everyday life, a character moving in front of the patient will present himself to the latter on the one hand at different distances and on the other hand from different angles, which obviously modifies the nature of the sound transmitted.
Dans un troisième exemple de mise en œuvre de l’invention qui est décrit ci-après, on prendra en compte ces différentes difficultés et on fera appel à des moyens permettant, de première part, d’utiliser un groupe d’enceintes distribuées de façon quelconque dans le cabinet d’audioprothèse, de deuxième part de positionner l’image sonore à des distances variables du patient et, de troisième part, de prendre en compte l’orientation de la tête du personnage visualisé dans le casque de réalité virtuelle 13’ pour adapter l’image sonore à l’image visuelle.In a third example of implementation of the invention which is described below, these various difficulties will be taken into account and recourse will be had to means making it possible, firstly, to use a group of loudspeakers distributed in such a way any in the hearing aid cabinet, secondly to position the sound image at variable distances from the patient and, thirdly, to take into account the orientation of the head of the character displayed in the virtual reality headset 13' to adapt the sound image to the visual image.
On reprendra ci-après dans cet exemple les éléments décrits précédemment en leur apportant des dispositifs complémentaires aptes à résoudre les difficultés précédemment mentionnées.The elements described above will be repeated below in this example, providing them with additional devices capable of solving the difficulties mentioned above.
Dans un tel mode de mise en oeuvre, et ainsi que représenté sur la figure 9, les enceintes 3 sont disposées de façon quelconque, ce qui facilite leur implantation dans un cabinet d’audioprothèse, et le système est pourvu de moyens d’acquisition 30 de leur position physique, les paramètres de position de ces dernières étant entrés dans une mémoire du microprocesseur de l’ordinateur 26 à chaque fois que cette position sera modifiée.In such an embodiment, and as shown in Figure 9, the speakers 3 are arranged in any way, which facilitates their installation in a hearing aid office, and the system is provided with acquisition means 30 of their physical position, the position parameters of the latter being entered into a memory of the microprocessor of the computer 26 each time this position is modified.
Afin de rapprocher les conditions du test de la réalité, le système comporte un filtre 32 correcteur de distance. Ainsi lorsque, au cours du déplacement du personnage 35 dans le casque de réalité virtuelle, la distance entre ce personnage et le patient est amenée à changer, ce filtre apporte au fichier son, une double correction. A cet effet il comporte un atténuateur de distance 32a et un correcteur d’angle apparent 32b.In order to bring the test conditions closer to reality, the system comprises a distance correcting filter 32. Thus when, during the movement of the character 35 in the virtual reality helmet, the distance between this character and the patient changes, this filter provides the sound file with a double correction. For this purpose it comprises a distance attenuator 32a and an apparent angle corrector 32b.
L’atténuateur de distance 32a applique tout d’abord une correction de niveau suivant une loi classique dans ce domaine par exemple du type :The distance attenuator 32a first applies a level correction according to a conventional law in this field, for example of the type:
LB=LA-10 log (dB/dA) où :L B =L A -10 log (d B /d A ) where:
- LBet LAreprésentent respectivement l’intensité sonore en un point B et en un point A,- L B and L A respectively represent the sound intensity at a point B and at a point A,
- dBet dAsont les distances respectives des points B et A, du patient- d B and d A are the respective distances of points B and A, from the patient
si bien que, au cours de son déplacement, plus le personnage 35 sera éloigné du patient 5 plus le niveau du son de l’image sonore sera affaibli.so that, during his movement, the further the character 35 is from the patient 5, the more the sound level of the sound image will be weakened.
Le correcteur d’angle apparent 32b applique une correction de largeur de source. En effet on sait qu’aucune source sonore n’est rigoureusement ponctuelle, si bien que, dans ces conditions, plus la source sonore est proche plus elle semble large à un observateur et celui-ci la percevra ainsi sous un angle apparentβ. Pour ce faire le microprocesseur de l’ordinateur 26 calcule un coefficientѲcompris entre 0 et 1. Si ce coefficientѲvaut 0, alors la source sonore est considérée comme ponctuelle. A l’opposé, si le coefficientѲvaut 1, alors la source est considérée comme provenant de toutes les directions de manière égale, l’interpolation entre ces deux valeurs étant effectuée suivant une courbe décroissante logarithmique. Dans ces conditions on comprend que l’angle apparentβsous lequel le patient perçoit la source sonore exprimé en radians sera :The apparent angle corrector 32b applies a source width correction. Indeed, we know that no sound source is strictly punctual, so that, under these conditions, the closer the sound source, the wider it seems to an observer and the latter will thus perceive it under an apparent angle β . To do this, the microprocessor of the computer 26 calculates a coefficient θ between 0 and 1. If this coefficient θ is equal to 0, then the sound source is considered to be occasional. Conversely, if the coefficient θ is equal to 1, then the source is considered to come from all directions equally, the interpolation between these two values being carried out according to a decreasing logarithmic curve. Under these conditions, it is understood that the apparent angle β under which the patient perceives the sound source expressed in radians will be:
β = Ѳ x 2πβ = Ѳ x 2π
Ces corrections effectuées, le signal sonore traverse un nouveau filtre, à savoir un filtre 34 correcteur d’orientation de l’image sonore. Ce filtre 34 comporte un atténuateur directionnel 34a et un équaliseur 34b.These corrections carried out, the sound signal passes through a new filter, namely a filter 34 correcting the orientation of the sound image. This filter 34 comprises a directional attenuator 34a and an equalizer 34b.
En effet, dans le présent exemple, le personnage 35 en 3D qui évolue devant le patient est conçu de façon telle que l’image semble à ce dernier la plus naturelle possible. Dans ces conditions on comprend que l’orientation de la tête de ce personnage 35 est amenée à changer au cours de cette évolution.Indeed, in the present example, the character 35 in 3D which evolves in front of the patient is designed in such a way that the image seems to the latter as natural as possible. Under these conditions, it is understood that the orientation of the head of this character 35 is bound to change during this evolution.
Afin de prendre en compte ce changement d’orientation, outre les coordonnées de position de l’image sonore, qui sont mentionnées dans l’exemple précédent, le logiciel de pilotage de l’ordinateur va générer un vecteur supplémentaire, à savoir un vecteurV c’ représentant l’orientation de la tête du personnage 35 au cours de son évolution.In order to take this change of orientation into account, in addition to the position coordinates of the sound image, which are mentioned in the previous example, the computer control software will generate an additional vector, namely a vector V c′ representing the orientation of the head of the character 35 during its development.
On sait en effet que la mesure de la propagation dans l’espace de la voix humaine peut s’exprimer dans l’espace suivant un diagramme polaire du type de celui représenté sur les figures 6 et 7, à savoir sur la courbeJde la figure 6 une répartition dans le plan horizontal et sur la courbeJ’de la figure 7 une répartition dans le plan vertical.It is known in fact that the measurement of the propagation in space of the human voice can be expressed in space according to a polar diagram of the type shown in FIGS. 6 and 7, namely on the curve J of the FIG. 6 a distribution in the horizontal plane and on the curve J′ of FIG. 7 a distribution in the vertical plane.
Suivant l’invention et ainsi que représenté sur les figures 6 à 8, le vecteurV c’ , qui représente dans l’espace la direction de l’orientation de l’image sonore définie par les moyens de création 17 de l’image sonore, est envoyé à l’atténuateur directionnel 34a du filtre correcteur d’orientation 34 qui compare la direction rr’ du regard donné au personnage 35 à cet instant par rapport à la direction pp’ entre la tête du patient 5 et le personnage 35, ainsi que représenté sur la figure 8. L’écartement angulaireαainsi défini donne sur le diagramme polaire de la figure 6, au pointQde celui-ci sur la courbe polaireJet pour la fréquence du son considéré à cet instant, la valeur de l’intensité que devra posséder l’image sonore. Cette valeur est fournie à l’équaliseur 34b qui fait les corrections nécessaires et qui la transmet à l’installation audio 8.According to the invention and as represented in FIGS. 6 to 8, the vector V c′ , which represents in space the direction of the orientation of the sound image defined by the means 17 for creating the sound image , is sent to the directional attenuator 34a of the orientation correction filter 34 which compares the direction rr' of the gaze given to the character 35 at this instant with the direction pp' between the head of the patient 5 and the character 35, thus as shown in Figure 8. The angular spacing α thus defined gives on the polar diagram of Figure 6, at point Q of the latter on the polar curve J and for the frequency of the sound considered at this instant, the value of the intensity that the sound image should have. This value is supplied to the equalizer 34b which makes the necessary corrections and which transmits it to the audio installation 8.
Un tel mode de mise en oeuvre est intéressant en ce qu’il permet de créer, lors de la phase d’entraînement, un environnement proche des conditions réelles, ce qui permet au patient de réagir de façon naturelle et de s’habituer au système si bien que lors de la phase de test ses réactions sont beaucoup plus proches de la réalité.Such a mode of implementation is interesting in that it makes it possible to create, during the training phase, an environment close to real conditions, which allows the patient to react in a natural way and to get used to the system. so that during the test phase its reactions are much closer to reality.
La présente invention est ainsi particulièrement intéressante en ce qu’elle permet nombre d’avantages par rapport aux moyens mis en œuvre suivant l’état antérieur de la technique et notamment :The present invention is thus particularly interesting in that it allows a number of advantages compared to the means implemented according to the prior state of the art and in particular:
- de permettre une disposition des enceintes de mesure en une zone quelconque d’un cabinet d’audioprothèse, ce qui permet de perturber au minimum l’aménagement de celui-ci,- to allow the measurement enclosures to be placed in any area of a hearing aid practice, which allows the layout of the latter to be disturbed to a minimum,
- de placer le patient, lors des mesures, dans un environnement se rapprochant considérablement des conditions naturelles, ce qui est de nature à rendre les mesures effectuées plus fiables,- to place the patient, during the measurements, in an environment that is considerably close to natural conditions, which is likely to make the measurements made more reliable,
- de disposer de mesures quantifiées qui sont enregistrables, reproductibles et transmissibles,- to have quantified measurements that can be recorded, reproduced and transmitted,
- de disposer de mesures d’une grande précision.- to have highly accurate measurements.
Claims (14)
- des moyens (7) aptes à générer au moyen des haut-parleurs (3) la production d’une image sonore,
- des moyens de positionnement (9) de cette image sonore en une zone quelconque située devant le patient,
- des moyens de détection (15) de l’orientation de la tête (5) du patient au moins dans le plan horizontal.System for testing the possibilities of spatial localization of a patient, of the type comprising at least two loudspeakers (3) at least arranged in front of the patient, characterized in that it comprises:
- means (7) capable of generating, by means of the loudspeakers (3), the production of a sound image,
- positioning means (9) of this sound image in any zone located in front of the patient,
- Detection means (15) of the orientation of the head (5) of the patient at least in the horizontal plane.
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