The sensitive ear: towards real-time monitoring of in-ear physiological and audio signals for managing decreased sound tolerance

Résumé

Les personnes dont la tolérance au bruit est réduite portent souvent des protections auditives ou des casques d’écoute isolants pour bloquer les sons auxquels elles sont sensibles. Cependant, ces protecteurs auditifs conventionnels bloquent tous les sons sans distinction, même lorsque ces sons ne causent pas de détresse et pourraient être utiles au porteur. En effet, l’isolation acoustique procurée par ces protecteurs peut empêcher son porteur de participer pleinement à son environnement et pourrait également avoir des conséquences à long terme, puisque la recherche suggère que l’évitement régulier du bruit peut exacerber la sensibilité au son. Une solution potentielle à l’évitement excessif du bruit pourrait être un appareil auditif spécifiquement conçu pour une tolérance sonore réduite, capable d’atténuer le son uniquement lorsque cela est nécessaire pour réduire le stress du porteur, en enregistrant les sons externes, en les traitant et en les transmettant sélectivement à l’oreille. Cependant, le développement d’un tel appareil présente plusieurs défis : 1) Les dispositifs existants utilisés pour gérer la diminution de la tolérance aux sons ne sont pas facilement modifiables, et les ressources nécessaires pour développer indépendamment un nouveau dispositif peuvent constituer un obstacle au prototypage de nouvelles fonctionnalités ; 2) Il existe peu de recherches sur la meilleure façon de prendre en compte l’équilibre entre une performance d’utilisation accrue, telle l’efficacité du filtrage des sons pénibles. et les impacts potentiels de ce filtrage sur la compréhension de la parole. Ce pourrait être une préoccupation particulière pour les populations pour lesquelles les symptômes de tolérance sonore réduite coexistent avec des difficultés de communication ; 3) La forme revêtie par la tolérance réduite aux sons peut varier considérablement d’une personne à l’autre, ainsi qu’au fil du temps pour une même personne, et par conséquent, le traitement audio requis pourrait varier grandement en fonction des besoins actualisés de chaque porteur. Cet mémoire présente les résultats des efforts de recherche visant à relever les défis énumérés ci-dessus : Premièrement, les plateforme matérielles ("hardware") et logicielles existants pour le prototypage d’algorithmes d’appareils auditifs ont été évaluées pour leur adéquation avec des activités de recherche sur la tolérance au son diminué. Un pipeline de traitement audionumérique reliant un ordinateur externe à une plate-forme équippée d’un microcontrôleur a ainsi été développé pour permettre aux algorithmes mis en œuvre sur l’ordinateur de contrôler le traitement audio embarqué en temps réel. Deuxièmement, une expérimentation en ligne sur 50 participants a été mis au point pour déterminer les exigences en terme de latence pour le traitement audionumérique en fonction de l’impact causé sur une tâche nécessitant la compréhension de la parole par des retards simulés. Troisièmement, un système de détection automatique du stress a été mis au point et validé à partir d’un ensemble de données provenant des battements cardiaques de 30 participants enregistrés dans le conduit auditif au cours de tâches induisant du stress. Ces résultats ouvrent ainsi la voie à un appareil auditif capable de s’adapter à l’utilisateur en surveillant simultanément le niveau de stress et les bruits à l’origine de ce stress pour des pertes souffrant de tolérance sonore réduite.

Date	21 déc. 2022
langue originale	Anglais américain
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Jérémie Voix (Directeur(-trice)) & Rachel Bouserhal (Codirecteur(-trice))