Deep Learning pour l’amélioration de signaux vocaux captés avec des transducteurs intra-auriculaires

National audienceCe projet de recherche est né d’une collaboration entre l’équipe LMSSC (Laboratoire de Mécanique des Structures et des Systèmes Couplés) du CNAM et l’équipe APC (Acoustique et Protection du Combattant) de l’ISL. Il a pour objectif d’améliorer l’intelligibilité de la parole captée par un microphone intra-auriculaire développé par l’ISL. Ce dispositif de captation non- conventionnel, adossé à une protection auditive active, permet de capter les signaux vocaux émis par un locuteur en éliminant toutes nuisances sonores extérieures. Cependant, le trajet acoustique entre la bouche et les transducteurs est responsable d’une perte totale d’information au-delà de 2 kHz. En basses fréquences, une légère amplification ainsi que des bruits physiologiques sont observés. Nous avons donc à faire à un problème de reconstruction de signal absent en hautes fréquences et de débruitage.Les méthodes par apprentissage profond seront privilégiées pour la reconstruction des hautes fréquences au détriment du modèle source-filtre qui n’est pas capable de rétablir d’information manquante.Une première phase d’analyse des signaux captés est nécessaire pour modéliser la dégradation et observer sa variabilité. La conception d’une base de données conséquente est alors rendue possible avec un filtrage numérique simulant les détériorations observées. Afin d’augmenter la richesse de cette base de données et d’éviter tout phénomène de sur- apprentissage, une composante aléatoire sera introduite dans le filtrage.La conception de réseaux de neurones profonds est maintenant rendue possible pour la régénération du signal émis à partir du signal dégradé. Une vaste exploration sur l’architecture des réseaux, les fonctions de coût utilisées et les stratégies d’apprentissage sera entreprise. L’objectif final est d’intégrer un réseau d’inférence sur une carte de programmation pour un traitement en temps réel. Une attention particulière sera attachée à la taille du réseau et au délai de traitement sur ce type d’architecture légère et peu consommatrice d’énergie