Traitement numérique du signal sonore

Question 1

En quoi consiste le convertisseur analogique-numérique?

Answer 1

Procède à la conversion du signal électrique provenant du microphone en code numérique (à l’aide de techniques d’échantillonnage : quantification).

Question 2

Qu’est-ce que la quantification? (définition)

Answer 2

La quantification consiste à attribuer une valeur à une grandeur physique, prise dans un ensemble fini de valeurs, souvent dans le but de numériser une information analogique pour la traiter par ordinateur.

Question 3

Qu’est-ce que le bit?

Answer 3

Le bit est l’unité la plus simple dans un système de numération, ne pouvant prendre que deux valeurs, désignées le plus souvent par les chiffres 0 et 1.

Question 4

Qu’est-ce qu’un multiplet (byte)?

Answer 4

Une suite de bits (ex.: suite de 8 bits = 1 octet)

Question 5

Combien y a-t-il de valeurs possibles dans un système à 2 bits?

Answer 5

4 valeurs possibles

Question 6

Vrai ou Faux : Plus il y a de bits, plus il y aura de valeurs, meilleur sera le traitement du signal.

Answer 6

Vrai

Question 7

Comment attribuer une valeur à une onde sonore?

Answer 7

Échantillonnage

Question 8

Qu’est-ce que l’échantillonnage?

Answer 8

L’échantillonnage consiste à prélever les valeurs d’un signal à intervalles définis, généralement réguliers. Il produit une suite de valeurs discrètes nommées échantillons.

Question 9

Qu’est-ce que la fréquence d’échantillonnage?

Answer 9

Le nombre d’échantillons par unité de temps (en Hz ou kHz)

Question 10

Qu’est-ce qu’une erreur de quantification? Des exemples?

Answer 10

Si le nombre de bits était insuffisant :
- Problème de résolution
- Bruit de fond élevé
- Étendue dynamique réduite
- Perte de fidélité du signal numérique

Question 11

Besoin d’un système de combien de bits pour éviter l’erreur de quantification?

Answer 11

Un système à 16 bits.

Question 12

Qu’est-ce qu’une erreur de repliement?

Answer 12

Si la fréquence d’échantillonnage était insuffisante :
- Les hautes fréquences pourraient être confondues avec des fréquences plus basses
- Introduction de distorsion dans le signal numérique

Question 13

Combien d’échantillons sont nécessaires pour éviter l’erreur de repliement?

Answer 13

Au moins 2 échantillons par cycle sont nécessaires pour éviter l’erreur de repliement. Utiliser une fréquence d’échantillonnage au moins 2 fois plus élevée que la plus haute fréquence à reproduire.

Question 14

Si on veut amplifier jusqu’à 10 000 Hz, la fréquence d’échantillonnage devra être de combien?

Answer 14

Plus grand ou égal à 20 000 Hz.

Question 15

Qu’est-ce qu’un convertisseur numérique-analogique?

Answer 15

Procède à la conversion du code numérique provenant de l’amplificateur en un signal électrique, qui est ensuite acheminé à une phase finale d’amplification puis à l’écouteur.

Question 16

Vrai ou Faux : Certaines prothèses auditives numériques n’ont pas de convertisseur numérique-analogique.

Answer 16

Vrai : le signal numérique est plutôt transmis directement à l’amplificateur final sous la forme d’un train d’impulsions électriques (convertisseur numérique-numérique, le délai de traitement est plus court et dépense moins d’énergie).

Question 17

Quels sont les éléments permettant de s’assurer que le signal numérique soit fidèle au signal sonore analogique original lors de la quantification?

Answer 17

• Nombre de bits suffisant (plus grand ou égal à 16 bits)
• Fréquence d’échantillonnage assez élevé (plus grand ou égal au double de la fréquence du signal?)

Question 18

Vrai ou Faux : Lors de la reconversion du signal numérique en signal analogique, il est obligatoire d’utiliser un convertisseur numérique-analogique.

Answer 18

Faux : possible d’utiliser un convertisseur numérique-analogique ou pas.

Question 19

Qu’est-ce que le traitement du signal? (définition)

Answer 19

Le traitement numérique du signal étudie les techniques de traitement (filtrage, compression, etc.), d’analyse et d’interprétation des signaux numérisés.

Question 20

Le traitement du signal implique quoi?

Answer 20

Toutes les transformations/modifications/analyses qui peuvent être apportées au signal acoustique numérisé pour répondre aux besoins du client :
- Amplification
- Compression
- Réduction du bruit
- Rehaussement de la parole
- Réduction de la rétroaction acoustique
- …

Question 21

Qu’est-ce que le processeur numérique?

Answer 21

Un processeur est un composant présent dans de nombreux dispositifs électroniques qui exécute les instructions machine des programmes informations.

Question 22

Nomme les caractéristiques du processeur numérique?

Answer 22

• Implanté sur une micropuce informatique
• Effectue des séries de calculs mathématiques à une vitesse très élevée
• A besoin de recevoir des instructions pour faire ses calculs et atteindre un résultat (algorithmes)
• A besoin d’espace pour stocker ces instructions et les résultats de ses calculs (mémoires)

Question 23

Qu’est-ce qu’un algorithme?

Answer 23

Un algorithme est une suite finie et non ambiguë d’opérations ou d’instructions permettant de résoudre une classe de problèmes.

Question 24

Qu’est-ce qu’un ensemble d’algorithmes?

Answer 24

Un programme informatique : une plateforme (en langage de manufacturier de prothèse auditive)

Question 25

Qu’est-ce que la mémoire (en informatique)?

Answer 25

En informatique, la mémoire est un dispositif électronique numérique qui sert à stocker des données. Les unités de mémoire sont incluses sur la micropuce informatique, avec le processeur.

Question 26

Quels sont les 3 principaux types de mémoire utilisés dans les prothèses auditives?

Answer 26

1. Mémoire « permanente » pour stocker le firmware
   - Contient des instructions générales de base sur l’opération des algorithmes
   - Pas quelque chose que l’audiologiste programme lui même, mais on peut être appelé à mettre à jour le firmware d’une prothèse
2. Mémoire « utilisateur » pour stocker les ajustements spécifiques des algorithmes pour un client donné
   - C’est ce qu’on programme en clinique à l’aide de logiciel de programmation du manufacturier
3. Mémoire « de travail » à court terme pour le processeur

Question 27

Comme audiologistes, qu’est-ce nous aurons à faire en lien avec le traitement de signal?

Answer 27

Lors de la programmation, on aura à déterminer les paramètres des algorithmes pouvant être personnalisés pour le client (mémoire utilisateur) et, éventuellement, à mettre à jour le firmware de la prothèse auditive (mémoire permanente)