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Bon anniversaire… l’ISTS

Il y a 20 ans (déjà !) apparaissait dans notre paysage de l’audiologie prothétique l’ISTS (International Speech Test Signal).

Et 20 ans après, ce signal s’est imposé comme le signal de référence, la moyenne de toutes les moyennes.

Sa construction, dans laquelle rien ne fut laissée au hasard, a su préserver la co-modulation de la parole. Ce point, important (le plus important), permettant encore aujourd’hui de tester les aides auditives les plus récentes, et les plus exigeantes. Il a même peut-être influencé il y a 20 ans la recherche algorithmique dans le domaine de l’audiologie.

Co-modulation ?

Dans la parole, les enveloppes d’amplitude des différentes bandes de fréquence fluctuent de façon cohérente — ensemble, en même temps. Quand la voix est active, l’énergie monte simultanément dans beaucoup de bandes ; pendant une pause ou une occlusive, elle chute dans toutes les bandes à la fois. Deux causes physiques communes à toutes les bandes : la source glottique (le F0 module périodiquement tout le spectre) et l’articulation (syllabes, pauses) qui « ouvre » et « ferme » l’énergie de façon synchrone. Les modulations lentes (~2–20 Hz, le rythme syllabique) sont donc largement partagées entre bandes. C’est la co-modulation.

La définition exacte de Holube et al. (2010)

Dans le cahier des charges de l’ISTS :

« The ISTS should have a comodulation pattern across different audio frequency bands similar to real speech. The comodulation pattern is derived when correlating the envelopes in different 1/3-octave bands. »

C’est une définition opérationnelle : puissance instantanée par bande de tiers d’octave (fenêtres de 256 échantillons temporels dans chaque bande de 1/3 d’octave, recouvrement de 128 = overlapping 50%), puis corrélation de chaque bande avec toutes les autres → une matrice bande × bande (Figure 5 de l’article). Résultat : la corrélation décroît avec l’écart entre bandes, et des motifs hors-diagonale de forte corrélation apparaissent à l’identique dans l’ISTS et dans l’enregistrement anglais-américain de référence → l’ISTS reproduit bien la co-modulation de la vraie parole.

Holube, I., Fredelake, S., Vlaming, M., & Kollmeier, B. (2010). Development and analysis of an International Speech Test Signal (ISTS). International Journal of Audiology, 49(12), 891–903.

https://doi.org/10.3109/14992027.2010.506889

La co-modulation est bien visible ici : lorsque le le fondamental laryngé (premier trait rouge en bas) évolue légèrement en fréquence dans le temps, les différents formants des voyelles évoluent de façon synchrone dans leurs bandes de fréquences respectives.

Un anniversaire…

Je (re)parle de l’ISTS parce que ce fut mon premier article du « blog »… en 2009 !

A l’époque, le blog de l’audiologie n’existait pas et je publiais sur le blog « France Audiologie » de Sébastien Geny. 17 ans déjà…

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