Détection Flashcards
Le seuil de détection
forme la frontière entre les niveaux infraliminaires et supraliminaires de l’audition
Le seuil chez l’humain…
l’humain peut détecter de 20 à 20,000 Hz
en fonction de l’intensité et de la fréquence des sons
plus d’intensité en basse et haute fréquence pour la détection des sons
sons de fréquence moyenne nécessitent peu d’intensité pour détecter
Seuil de l’audition
niveau minimum de pression sonore nécessaire pour que l’oreille puisse détecter un signal
le seuil varie en fonction de la fréquence
Le seuil de l’audibilité est déterminé par…
les capacités physiologiques, le bruit de l’environnement, les bruits physiologiques et les fonctions de transfert
Le champ auditif est…
la surface délimitée par les courbes définies par le domaine de la sonie (perception de l’intensité)
délimité par l’étendue dynamique
tous les sons audibles pour l’humain peu importe le niveau sonore
L’étendue dynamique…
niveau d’inconfort - limite inférieure (seuil de perception)
elle est plus petite pour les très basses fréquences et les très hautes fréquences, comparativement aux fréquences moyennes
la limite supérieure est imprécise (seuil de douleur)
Les limites de la perception
limite inférieure: seuil d’audibilité
limite supérieure: seuil de douleur en fonction de l’intensité sonore
étendue dynamique chez l’humain est d’environ 120dB dans les fréquences moyennes
conversation normale dans le silence se situe autour de 55 à 60 dB
+100dB = désagréable
+120dB = peuvent causer des lésions à la cochlée
La détection dans le bruit (masquage)…
se fait généralement dans le bruit (bruit de l’environnement, bruit physiologique, etc.), donc possibilité de masquage
il est important de savoir de quelle manière et avec quelle efficacité l’oreille humaine est capable de détecter les signaux en présence de bruits
Définition du masquage
toute baisse d’audibilité d’un son causée par la présence d’un autre son ou bruit
Types de masquages
partiel: le signal masqué reste audible en ayant diminué d’intensité apparente
complet: signal masqué n’est plus détectable
Le masquage est toujours maximum lorsque…
les 2 sons sont présentés simultanément mais le masquage peut aussi être effectif sur les sons qui précèdent ou suivent le son à détecter
- masquage antérieur
- masquage postérieur
En présence de bruit, les seuils d’audibilité changent…
en fonction des caractéristiques spectrales du bruit
on retrouve une élévation des seuils en fonction du niveau de bruit (plus le bruit est fort, moins on détecte bien)
La courbe de l’effet de masque
on retrouve l’élévation du seuil dans la zone de fréquence où se situe le spectre du signal masquant
Types d’effets masquants
1 - bruit à spectre étroit
2 - bruit à large spectre (bruit blanc)
3 - son pur
Masquage par un bruit à spectre étroit
bruit à spectre étroit: signal acoustique s’étendant sur un intervalle plus ou moins précis de fréquences audibles
ne contient pas toutes les fréquences audibles
lors d’un masquage à l’aide d’un bruit à spectre étroit, les seuils de détection sont décalés vers le haut (la présence de bruit affecte négativement la détection du signal)
le bruit affecte la détection sur un intervalle de fréquences plus ou moin précis en marge du spectre du bruit
courbe d’effet de masque de bruits à spectre étroit
bruit centré à 1000 Hz (largeur spectrale = 160 Hz)
le bruit contient toutes les fréquences de 920 Hz jusqu’à 1060 Hz
Sur le graphique du masquage à bande étroit, on remarque que…
la présence du bruit affecte la détection
plus le bruit est fort, plus la détection est affectée
la détection est surtout affectée dans la région fréquentielle du bruit
la détection est affectée pour des régions fréquentielles où le bruit est absent
la courbe d’effet de masque n’est pas symétrique par rapport à la fréquence centrale du bruit
plus de masquage en haute fréquence qu’en basse fréquence
L’élévation du seuil avec tous les bruit du spectre étroit…
commence à une fréquence inférieure à la première composante grave du bruit
se produit dans l’aiguë bien au-delà de la composante la plus aiguë du bruit
un bruit de spectre donné masque non seulement les signaux qui entrent dans son spectre, mais ceux de fréquence qui vont plus loin de part et d’autre que son spectre
L’effet de débordement de masque (upward spread of masking)
ce débordement varie en fonction de l’intensité du masque
- on observe une dissymétrie du masquage qui s’accentue lorsque le niveau du masque augmente (plus de débordement dans les hautes fréquences)
la dissymétrie varie aussi avec la composition fréquentielle du bruit
- plus le bruit est en hautes fréquences, plus la dissymétrie est grande
Effet de débordement relié au mouvement de la membrane basilaire
il y a un mouvement de la membrane basilaire plus étendue pour les hautes fréquences que pour les basses fréquences
souple et large à l’apex - soit on trouve les basses fréquences - déplacement plus précis et fin
rigide à la base où se trouvent les hautes fréquences - déplacement en bloc
Cette dissymétrie explique…
pourquoi un bruit masque plus fortement un signal de haute fréquence qu’un signal de basse fréquence
important pour la réadaptation des individus atteints de perte auditive: le bruit en hautes fréquences nuit plus à la communication
Le masquage à l’aide d’un bruit à spectre étroit vient mettre en évidence…
un concept important, les bandes critiques
le système auditif est capable de filtrer le signal masquant afin de ne pas prendre en compte le masquage
Les bandes critiques
c’est une zone fréquentielle (ou un filtre auditif) dans laquelle le bruit à un effet masquant
à l’extérieur de cette zone, de ce filtre, l’effet masquant est inexistant
si le bruit est dans la même bande critique que le signal, il est plus effectif
si le bruit n’est pas dans la même bande critique, le signal est plus facile à détecter
il y a 24 bandes critiques. Le bruit n’a pas d’impact sur la détection du signal
La largeur des bandes critiques est relativement…
constante jusqu’à 500Hz puis elle augmente proportionnellement avec la fréquence
l’étendue de la bande critique est plus petite en basses fréquences qu’en hautes fréquences
Le bruit et l’effet masquant…
bruit: n’a une influence que s’il se trouve dans la bande critique du signal
l’effet masquant est proportionnel à l’étendue du bruit dans la bande critique - plus la composition spectrale du bruit couvrira entièrement l’étendue de la bande critique, plus il aura d’impact sur la détection du signal
mais, dépassé l’étendue de la bande critique, l’effet masquant restera le même
L’effet du bruit
n’est pas optimal
en augmentant l’étendue fréquentielle du bruit, on remarque qu’il devient de plus en plus masqué
l’augmentation de l’étendue fréquentielle continue jusqu’à ce qu’on atteint la largeur de la bande critique où ça devient stable
- l’effet masquant est lié à la largeur des bandes critiques
Masquage par un bruit blanc
bruit blanc: signal acoustique à densité spectrale constante s’étendant sur tout l’intervalle de fréquences audibles
Masquage avec un tel bruit
les seuils se retrouvent tous décalés vers le haut, de façon inégale
ils restent constants depuis l’extrême grave jusqu’à environ 500Hz, puis augmentent continûment à raison de 10dB lorsque la fréquence est multipliée par 10
ou
3 dB par octave (fréquence 2X)
L’effet du bruit est donc proportionnel à…
l’étendue des bandes critiques
ils sont relativement constantes jusqu’à 500Hz puis elles augmentent proportionnellement avec la fréquence
Bruit uniformément masquant
atténuateur permet l’utilisation d’un bruit uniformément masquant
permet de masquer de façon identique toutes les fréquences
Masquages par des sons purs
il est peu utilisé et certaines problématiques sont rencontrées
phénomène de battements
survient lorsque la fréquence du signal est similaire à celle du son masquant
e.g. sons purs de 1000Hz et 1400Hz = pas de battements. sons purs de 1000Hz et 1005Hz = battements
Masquage d’un son pur à 400Hz par un autre son pur de fréquence variable
si le son pur est dans la bande critique, il n’a pas besoin de beaucoup d’intensité pour avoir un effet masquant
à l’extérieur de la bande critique, le son pur n’a plus d’impact sur la détectoin
l’examen ne pourra pas être effectuer ici
La sensation de battement est présente lorsque…
le son masquant est à une distance inférieure à environ 5 Hz
le phénomène se répète aux multiples de la fréquence du signal test (son masqué)
Écoute diotique…
écoute binaurale avec signaux identiques sur les 2 oreilles
masquage périphérique
survient au niveau de la cochlée, au niveau de la membrane basilaire, en périphérie du système auditif
Écoute dichotique…
signal dans une oreille et le masque dans l’autre
en lien avec l’analyse fait du système auditif central
Masquage central…
en lien avec l’analyse faite par le système auditif central
il n’y a pas de liaison physique entre le signal et le masque (le masquage ne peut pas être périphérique) - au niveau de l’olive supérieur et non au niveau de la cochlée
Le masquage central dépend de…
niveau de masque: l’intensité du masque aura un impact sur les résultats
des caractéristiques temporelles des signaux: masque continu et signal pulsé = peu de masquage ou pas de masquage/ sons pulsés simultanés = masquage maximum
la fréquence: masquage plus important aux aiguës qu’aux graves
- masquage maximum sur un intervalle de fréquences qui a la largeur d’une bande critique (présentent au niveau de la cochlée et au niveau des structures du cerveau)
dépassé la bande critique, le bruit n’a que peu d’effets sur la détection du signal
Le masquage central est normalement de…
5dB environ ou moins, mais il peut atteindre 15 dB si:
- le bruit est assez fort
- le son et le masque sont pulsés et présentés simultanément
- le son et le masque sont centrés sur la même fréquence
Masquage non-simultané…
un bruit masquant peut élever le seuil de détection d’un signal donné, même si le masque précède (antérieur) ou suit (postérieur) le signal
Masquage antérieur…
masquage est dit antérieur ou proactif… le masque précède le signal test
efficacité jusqu’à 200 ms d’intervalle entre le son masquant et le son à masquer
Masquage postérieur…
le masque est présenté après le signal test
efficace jusqu’à 20-30 ms après la fin du signal
moins efficace que le masquage antérieur
Chevauchement des vibrations cochléaires…
cause: la membrane basilaire
- suite à une stimulation auditive, la membrane continue de vibrer un certain temps (200ms)
- l’amortissement de la membrane basilaire n’est donc pas instantané, le son pur stimule une cochlée qui n’est pas encore au repos
- pendant ce temps, le masque a une efficacité, notamment le masquage antérieur
Chevauchement dans le traitement de l’information au niveau central
réduction temporaire en terme de sensibilité des unités stimulées
- le masquage postérieur pourrait résulter de celui-ci
Sélectivité fréquentielle…
aptitude à percevoir un stimulus sonore en présence d’un ou de plusieurs autres stimuli sonores
- capacités de filtrage du système auditif périphérique et centrale (bandes critiques)
- plus un système est sélectif, moins un bruit sera masquant
les expériences de masquages mettent en lumière la capacité du système auditif à faire un traitement essentiel d’éliminer les sources sonores nuisibles
Comment mesurer l’étendue fréquentielle des filtres?
courbes d’accord psychophysique
technique du bruit à encoche
Les courbes d’accord…
obtenues à l’aide d’expérience de masquage par un son pur
ces courbes montrent le niveau de pression d’un masque (son pur) nécessaire pour masquer un signal fixe
Méthodologie des courbes d’accord
un masque plus un signal à détecter (présentation simultanée)
l’intensité et la fréquence du signal test ne changent pas
l’intensité et la fréquence du masque varient
le participant doit indiquer lorsqu’il détecte le signal test
la mesure: le niveau de masque nécessaire pour couvrir le signal test
Que nous apprennent les courbes d’accord?
tous les masques n’on pas le même pouvoir sur un signal test donné
- plus on s’éloigne de la fréquence du signal test, plus le niveau de masque doit être élevé pour être efficace
Limites de la technique des courbes d’accord
masquage par un son pur: battements lorsque l’on se rapproche du son à masquer
masquage par un bruit uniformément masquant et d’un bruit à spectre étroit: influence des filtres voisins sur le signal à détecter et l’asymétrie du masquage (non-linéarité du masque surtout à fort niveau)
Technique du bruit à encoche…
consiste à masquer le signal par deux bandes de bruit situées de part et d’autre du signal sur l’axe des fréquences
- la méthode consiste alors à mesurer le seuil de détection masqué en fonction de l’intervalle de fréquence qui sépare les deux bandes (espace grand = facile à détecter le signal test)
- on peut déterminer la forme du filtre auditif (ou de bande critique)
l’examen doit se faire en écoute monaurale (une seule oreille à la fois)
on évite les battements
il s’agit donc de la méthode la plus efficace pour établir les filtres auditifs
