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WO 2018/197155 PCT/EP2018/058290
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Procédé et dispositif de transduction physio-sensorielle
Domaine technique
La présente invention se rapporte aux domaines du traitement du
signal et de la stimulation sensorielle.
Plus spécifiquement, la présente invention concerne un procédé et un
dispositif de transduction d'un signal physiologique en un signal sensoriel.
De manière non limitative, le signal physiologique peut être représentatif
d'une activité cérébrale d'un être humain et le signal sensoriel peut être un
signal acoustique.
État de la technique antérieure
On connaît des procédés et dispositifs destinés à stimuler des ondes
cérébrales d'un individu à partir d'un signal de mesure d'une activité
cérébrale de cet individu.
Par exemple, dans la demande de brevet FR 3 039 773 Al, des motifs
prédéfinis sont identifiés dans un signal physiologique, en particulier pour
identifier des ondes cérébrales lentes représentatives d'un état de sommeil.
Ces ondes lentes ont typiquement une fréquence comprise entre 0,3 et
5 Hz. A partir de ces motifs prédéfinis, un signal acoustique est émis. Le
signal acoustique consiste en une impulsion de bruit rose ou en un signal de
durée grande devant une période de l'onde lente. Pour stimuler les ondes
cérébrales, le signal acoustique est synchronisé avec un motif identifié dans
le signal physiologique.
Un but de la présente invention est d'améliorer, par rapport à l'état de
la technique antérieure, la transcription d'un signal physiologique - en
particulier représentatif d'une activité cérébrale - sous la forme d'un signal
sensoriel - acoustique ou autre - perceptible par un utilisateur humain.
Exposé de l'invention
A cet effet, un premier aspect de l'invention concerne un procédé de
transduction physio-sensorielle comprenant :
- une acquisition d'un signal physiologique d'un organisme (de
préférence un être humain), et
- une détection d'un ou plusieurs motifs dans le signal physiologique,
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et comprenant en outre, pour chaque motif détecté :
- une extraction d'au moins un paramètre de motif à partir du motif
détecté, et
- une génération d'un signal sensoriel associé à ce motif comprenant :
o une détermination d'au moins un paramètre du signal sensoriel
en fonction de l'au moins un paramètre de motif, et/ou
o une modulation du signal sensoriel en fonction d'une enveloppe
temporelle associée à ce motif ayant au moins un paramètre
d'enveloppe déterminé en fonction de l'au moins un paramètre
de motif.
Un tel procédé permet d'améliorer, par rapport à l'état de la
technique antérieure, la transcription d'un signal physiologique en signal
sensoriel par le paramétrage du ou des motifs détectés dans le signal
physiologique et la génération d'un signal sensoriel déterminé en fonction
de ce paramétrage.
Chaque motif détecté donnant lieu à son propre signal sensoriel, un
signal physiologique comprenant une succession de motifs donnera lieu à
une succession respective de signaux sensoriels.
De préférence, une telle succession de signaux sensoriels peut être
générée de manière à respecter l'agencement temporel d'une telle
succession de motifs détectés dans le signal physiologique. Par exemple,
trois motifs successifs détectés dans le signal physiologique donneront de
préférence lieu à trois signaux sensoriels associés à ces motifs et générés à
la fois dans le même ordre et en respectant les écarts temporels des motifs
tels que détectés dans le signal physiologique.
Lorsque sont successivement générés plusieurs signaux sensoriels,
respectivement associés à plusieurs motifs successifs d'un signal
physiologique, on considère dans la présente demande que le temps auquel
est généré chacun de ces signaux sensoriels ne constitue pas un paramètre
de signal sensoriel, c'est-à-dire ne constitue pas un paramètre propre à un
signal sensoriel donné. En effet, le temps auquel est généré chacun de ces
signaux sensoriels constitue un paramètre qui régit l'agencement temporel
de ces signaux sensoriels. Pour cette raison, on considère dans la présente
demande que le temps auquel est généré chacun de ces signaux sensoriels
ne constitue pas un paramètre intra- signal sensoriel mais constitue un
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paramètre inter- signaux sensoriels. Autrement dit, on en entend dans la
présente demande par défaut qu'un paramètre de signal sensoriel est un
paramètre intra-signal sensoriel.
De préférence, le signal physiologique est représentatif d'une activité
cérébrale de l'organisme, qui peut par exemple être mesuré par
électroencéphalographie, ou toute autre technique d'enregistrement de
l'activité cérébrale.
Alternativement, le signal physiologique est représentatif d'une
activité cardiaque ou respiratoire ou oculaire ou musculaire de l'organisme.
De préférence, le signal sensoriel est un signal acoustique (onde
acoustique ayant par exemple pour paramètre de signal une durée et/ou
une ou des fréquences et/ou une intensité de cette ou ces fréquences),
audible par un être humain.
Alternativement, le signal sensoriel peut être :
- un signal visuel (image ou lumière ayant par exemple pour
paramètre de signal une durée et/ou une intensité ou amplitude et/ou une
fréquence ou longueur d'onde (de chaque pixel dans le cas d'une image))
ou
- tactile (pression mécanique ayant par exemple pour paramètre de
signal une durée et/ou une force et/ou une amplitude de mouvement et/ou
une fréquence de vibration), ou
- olfactif (odeur ayant par exemple pour paramètre de signal une
durée et/ou une intensité ou amplitude et/ou un parfum), ou
- gustatif (goût ayant par exemple pour paramètre de signal une
durée et/ou une intensité ou amplitude et/ou un parfum).
Dans un mode de réalisation préféré:
- l'organisme est un être humain,
- le signal physiologique est représentatif d'une activité cérébrale dudit
être humain, et
- le signal sensoriel est un signal acoustique.
Dans un mode de réalisation, le ou les motifs détectés dans le signal
physiologique peuvent être représentatifs d'un état de sommeil profond. Le
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ou les motifs détectés peuvent dans ce cas consister en des ondes de
fréquence comprise entre 0,3 et 5 Hz appelées ondes delta.
La détection d'un ou plusieurs motifs dans le signal physiologique
peut être réalisée suivant toute procédure connue. Par exemple, la
détection d'un motif peut comprendre :
- une détection d'une amplitude du signal physiologique devenant
supérieure ou égale à une première amplitude prédéterminée en un
premier temps ;
- une détection de l'amplitude du signal physiologique devenant
inférieure à une deuxième amplitude prédéterminée en un deuxième
temps ;
- un test de validation selon lequel un motif est détecté si la durée
écoulée entre lesdits premier et deuxième temps est supérieure ou
égale à une durée prédéterminée.
De préférence, pour chaque motif détecté, l'au moins un paramètre
de motif peut résulter d'un calcul ou d'une mesure de :
- un temps de début de motif, et/ou
- un temps de fin de motif, et/ou
- une amplitude maximale du signal physiologique dans ce motif, et/ou
- un temps d'amplitude maximale pour lequel le signal sensoriel dans
ce motif atteint l'amplitude maximale, et/ou
- une durée totale correspondant à une durée écoulée entre ledit temps
de début de motif et ledit temps de fin de motif, et/ou
- une durée de montée correspondant à une durée écoulée entre ledit
temps de début de motif et ledit temps d'amplitude maximale, et/ou
- une durée de descente correspondant à une durée écoulée entre ledit
temps d'amplitude maximale et ledit temps de fin de motif, et/ou
- une dérivée première et/ou seconde du signal physiologique entre
ledit temps de début de motif et ledit temps d'amplitude maximale,
et/ou
- une dérivée première et/ou seconde du signal physiologique entre
ledit temps d'amplitude maximale et ledit temps de fin de motif.
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Pour un motif donné, ledit temps de début de motif peut de
préférence consister en ledit premier temps auquel est détectée une
amplitude du signal physiologique devenant supérieure ou égale à ladite
première amplitude prédéterminée.
Dans un mode de réalisation, pour chaque motif détecté, la
génération du signal sensoriel associé à ce motif peut comprendre ladite
modulation de ce signal sensoriel en fonction de ladite enveloppe temporelle
associée à ce motif, l'au moins un paramètre d'enveloppe pouvant
comprendre :
- une amplitude d'attaque correspondant à une amplitude maximale de
l'enveloppe temporelle associée à ce motif, et/ou
- une durée d'attaque correspondant à une durée écoulée entre un
temps de début et un temps d'amplitude maximale de l'enveloppe
temporelle associée à ce motif, et/ou
- une durée de relâchement correspondant à une durée écoulée entre
un temps de début de relâchement et un temps de fin de l'enveloppe
temporelle associée à ce motif, et/ou
- une durée de déclin correspondant à une durée écoulée à partir du
temps d'amplitude maximale jusqu'à un temps de fin de déclin, et/ou
- une amplitude de maintien, et/ou
- une durée de maintien correspondant à une durée écoulée entre un
temps de fin de déclin et un temps de début de relâchement.
Ainsi, ladite enveloppe temporelle peut être une enveloppe de type
ADSR - acronyme de Attack Decay Sustain Release (ou Attaque
Chute Entretien Extinction en français). Alternativement, l'enveloppe
temporelle peut être une enveloppe de type AR ou ASR ou ADR .
La durée de relâchement peut en outre correspondre à une durée
écoulée à partir :
- du temps d'amplitude maximale dans le cas d'une enveloppe
de type AR, ou
- d'un temps de fin de durée de maintien dans le cas d'une
enveloppe de type ASR ou ADSR, ou
- d'un temps de fin de durée de déclin dans le cas d'une
enveloppe de type ADR.
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La durée de déclin peut en outre correspondre à une durée écoulée
jusqu'à :
- un temps de début de relâchement dans le cas d'une enveloppe
de type ADR, ou
- un temps de début de maintien dans le cas d'une enveloppe de
type ADSR.
Dans un mode de réalisation, l'au moins un paramètre d'enveloppe
peut comprendre l'amplitude d'attaque, la durée d'attaque et la durée
d'extinction.
De préférence :
- l'amplitude d'attaque peut dépendre de l'amplitude maximale du
signal physiologique dans ce motif, et/ou
- la durée d'attaque peut dépendre de la durée de montée, et/ou
- la durée d'extinction peut dépendre de la durée de descente.
Dans un autre mode de réalisation, pour chaque motif détecté :
- la génération du signal sensoriel associé à ce motif peut comprendre
ladite modulation de ce signal sensoriel en fonction de ladite
enveloppe temporelle associée à ce motif,
- l'au moins un paramètre de motif peut comprendre une amplitude
maximale du signal physiologique dans ce motif,
- l'au moins un paramètre d'enveloppe peut comprendre :
o une amplitude d'attaque étant une fonction de ladite amplitude
maximale du signal physiologique dans ce motif, et/ou
o une durée d'attaque étant une fonction de ladite amplitude
maximale du signal physiologique dans ce motif.
Lorsque l'au moins un paramètre d'enveloppe comprend une
amplitude d'attaque, l'amplitude d'attaque peut être proportionnelle à
l'amplitude maximale.
Lorsque l'au moins un paramètre d'enveloppe comprend une durée
d'attaque, la durée d'attaque peut être inversement proportionnelle à
l'amplitude maximale.
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Dans un mode de réalisation, pour chaque motif détecté, la
génération du signal sensoriel peut comprendre ladite détermination d'au
moins un paramètre de signal sensoriel, l'au moins un paramètre de signal
sensoriel pouvant comprendre :
- une fréquence d'oscillations, et/ou
- une fréquence de coupure, et/ou
- une amplitude.
Dans un mode de réalisation, pour chaque motif détecté :
- l'au moins un paramètre de motif peut comprendre une amplitude
maximale du signal physiologique dans ce motif,
- le signal sensoriel :
o peut être filtré avec un filtre ayant une fréquence de coupure
étant fonction de ladite amplitude maximale du signal
physiologique dans ce motif, le filtre étant par exemple un filtre
passe-bas ou passe-haut, et/ou
o peut osciller avec une fréquence étant fonction de ladite
amplitude maximale du signal physiologique dans ce motif,
et/ou
o peut avoir une amplitude étant fonction de ladite amplitude
maximale du signal physiologique dans ce motif.
Dans un mode de réalisation, pour chaque motif détecté, l'au moins
un paramètre de signal sensoriel peut varier en fonction d'une variation de
l'au moins un paramètre de motif, l'au moins un paramètre de motif étant
de préférence une amplitude maximale du signal physiologique dans ce
motif. Suivant ce dernier mode de réalisation, l'au moins un paramètre de
signal sensoriel peut comprendre une fréquence d'oscillations et/ou une
fréquence de coupure et/ou une amplitude.
En général, plusieurs motifs peuvent être détectés dans le signal
physiologique, chaque motif pouvant comprendre en tant que paramètre de
motif un temps de début de motif, chaque signal sensoriel généré pour
chaque motif détecté pouvant comprendre un temps d'initiation de ce signal
sensoriel, la durée écoulée entre le temps d'initiation de chaque paire de
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signaux sensoriels générés de manière contiguë pouvant être
proportionnelle ou égale à la durée écoulée entre le temps de début de
motif de chaque paire de motifs détectés de manière contiguë.
Autrement dit et par conséquent, la dynamique temporelle de la
somme des signaux sensoriels générés peut être en adéquation avec la
dynamique temporelle du signal physiologique.
Dans un mode de réalisation, chaque motif peut comprendre en outre
en tant que paramètre de motif un temps de fin de motif, chaque signal
sensoriel généré pour chaque motif détecté pouvant comprendre en outre
un temps d'expiration de ce signal sensoriel, l'amplitude de chaque signal
sensoriel généré pour chaque motif détecté pouvant être constante entre le
temps d'initiation et le temps d'expiration de ce signal sensoriel.
Selon une première variante de réalisation, la génération dudit signal
sensoriel est réalisée de manière différée par rapport à l'acquisition du
signal physiologique.
Autrement dit, la génération du ou des signaux sensoriels peut être
précédée par un enregistrement de données informatiques ou d'un signal
numérique ou électronique ou électrique ou analogique (par exemple un
fichier son) permettant la
génération ultérieure du ou des signaux
sensoriels.
Selon une deuxième variante de réalisation, la détection du ou des
motifs, l'extraction dudit au moins un paramètre de motif, et la génération
dudit signal sensoriel peuvent être effectuées en temps réel par rapport à
l'acquisition du signal physiologique.
Par l'expression temps réel , on entend que le traitement du signal
physiologique (ou les différentes étapes concernées) est réalisé de sorte
que la modulation du signal sensoriel généré est représentative du signal
physiologique acquis au même instant, au temps de mise en oeuvre des
étapes de traitement près.
Ainsi, par exemple, lorsque le signal sensoriel est modulé de sorte
que l'amplitude de ce signal sensoriel soit non nulle uniquement entre le
temps de début de motif et le temps de fin de motif pour un motif donné, le
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signal sensoriel aura une amplitude non nulle de manière synchrone avec la
présence d'un tel motif dans le signal physiologique, avec un décalage
temporel correspondant au temps de réalisation des étapes de détection du
motif, d'extraction de paramètre de motif, et de génération du signal
sensoriel.
Le signal sensoriel généré peut être une fonction périodique
(éventuellement modulée ou non par une enveloppe) ou non-périodique.
Dans un mode de réalisation, aucune étape n'est mise en oeuvre pour
transformer le signal physiologique depuis un domaine temporel vers un
domaine fréquentiel.
Un deuxième aspect de l'invention concerne un dispositif de
transduction physio-sensorielle comprenant :
- un moyen d'acquisition agencé et/ou programmé pour acquérir un
signal physiologique d'un organisme, et
- un moyen de détection agencé et/ou programmé pour détecter un ou
plusieurs motifs dans le signal physiologique,
et comprenant en outre :
- un moyen d'extraction agencé et/ou programmé pour extraire de
chaque motif détecté au moins un paramètre de motif, et
- un système de génération agencé et/ou programmé pour générer un
signal sensoriel pour chaque motif détecté, ce système de génération
comprenant :
o un moyen de détermination agencé et/ou programmé pour
déterminer au moins un paramètre du signal sensoriel en
fonction de l'au moins un paramètre de motif, et/ou
o un moyen de modulation agencé et/ou programmé pour
moduler le signal sensoriel en fonction d'une enveloppe
temporelle associée à ce motif ayant au moins un paramètre
d'enveloppe déterminé en fonction de l'au moins un paramètre
de motif.
Un tel dispositif permet de mettre en oeuvre le procédé décrit ci-
dessus.
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Dans un mode de réalisation préféré, le dispositif peut être agencé
et/ou programmé de sorte que :
- l'organisme puisse être un être humain,
- le signal physiologique est représentatif d'une activité cérébrale dudit
être humain, et
- le signal sensoriel est un signal acoustique
De préférence, le moyen de détection peut être agencé et/ou
programmé pour :
- détecter une amplitude du signal physiologique devenant supérieure
ou égale à une première amplitude prédéterminée en un premier
temps ;
- détecter l'amplitude du signal physiologique devenant inférieure à
une deuxième amplitude prédéterminée en un deuxième temps ;
- réaliser un test de validation selon lequel un motif est détecté si la
durée écoulée entre lesdits premier et deuxième temps est
supérieure ou égale à une durée prédéterminée.
De préférence, le moyen de détection peut comprendre un calculateur
ou un outil de mesure agencé et/ou programmé pour réaliser, pour chaque
motif détecté, un calcul ou une mesure de :
- un temps de début de motif, et/ou
- un temps de fin de motif, et/ou
- une amplitude maximale du signal physiologique dans ce motif, et/ou
- un temps d'amplitude maximale pour lequel le signal sensoriel dans
ce motif atteint l'amplitude maximale, et/ou
- une durée totale correspondant à une durée écoulée entre ledit temps
de début de motif et ledit temps de fin de motif, et/ou
- une durée de montée correspondant à une durée écoulée entre ledit
temps de début de motif et ledit temps d'amplitude maximale, et/ou
- une durée de descente correspondant à une durée écoulée entre ledit
temps d'amplitude maximale et ledit temps de fin de motif, et/ou
- une dérivée première et/ou seconde du signal physiologique entre
ledit temps de début de motif et ledit temps d'amplitude maximale,
et/ou
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- une dérivée première et/ou seconde du signal physiologique entre
ledit temps d'amplitude maximale et ledit temps de fin de motif,
et pour affecter le résultat de ce calcul ou de cette mesure audit au moins
un paramètre de motif.
Dans un mode de réalisation, le moyen de modulation peut être
agencé et/ou programmé pour que l'au moins un paramètre d'enveloppe
comprend :
- une amplitude d'attaque correspondant à une amplitude maximale de
l'enveloppe temporelle associée à ce motif, et/ou
- une durée d'attaque correspondant à une durée écoulée entre un
temps de début et un temps d'amplitude maximale de l'enveloppe
temporelle associée à ce motif, et/ou
- une durée de relâchement correspondant à une durée écoulée entre
un temps de début de relâchement et un temps de fin de l'enveloppe
temporelle associée à ce motif, et/ou
- une durée de déclin correspondant à une durée écoulée à partir du
temps d'amplitude maximale jusqu'à un temps de fin de déclin, et/ou
- une amplitude de maintien, et/ou
- une durée de maintien correspondant à une durée écoulée entre un
temps de fin de déclin et un temps de début de relâchement.
Dans un mode de réalisation, le moyen de modulation peut être
agencé et/ou programmé pour que l'au moins un paramètre d'enveloppe
comprenne l'amplitude d'attaque, la durée d'attaque et la durée
d'extinction.
De préférence :
- l'amplitude d'attaque peut dépendre de l'amplitude maximale du
signal physiologique dans ce motif, et/ou
- la durée d'attaque peut dépendre de la durée de montée, et/ou
- la durée d'extinction peut dépendre de la durée de descente.
Dans un autre mode de réalisation, le dispositif peut comprendre le
moyen de modulation, le dispositif pouvant être agencé et/ou programmé
de sorte que, pour chaque motif détecté :
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- l'au moins un paramètre de motif comprend une amplitude maximale
du signal physiologique dans ce motif,
- l'au moins un paramètre d'enveloppe comprend :
o une amplitude d'attaque étant une fonction de ladite amplitude
maximale du signal physiologique dans ce motif, et/ou
o une durée d'attaque étant une fonction de ladite amplitude
maximale du signal physiologique dans ce motif.
Dans un mode de réalisation, le dispositif peut comprendre le moyen
de détermination et être agencé et/ou programmé de sorte que, pour
chaque motif détecté, l'au moins un paramètre de signal sensoriel
comprenne :
- une fréquence d'oscillations, et/ou
- une fréquence de coupure, et/ou
- une amplitude.
Dans un mode de réalisation, le dispositif peut être agencé et/ou
programmé de sorte que, pour chaque motif détecté :
- l'au moins un paramètre de motif comprend une amplitude maximale
du signal physiologique dans ce motif,
- le signal sensoriel :
o est filtré avec un filtre du dispositif, ce filtre ayant une
fréquence de coupure étant fonction de ladite amplitude
maximale du signal physiologique dans ce motif, le filtre étant
par exemple un filtre passe-bas ou passe-haut, et/ou
o oscille avec une fréquence qui est fonction de ladite amplitude
maximale du signal physiologique dans ce motif, et/ou
o a une amplitude qui est fonction de ladite amplitude maximale
du signal physiologique dans ce motif.
Ainsi, dans un mode de réalisation, le dispositif peut comprendre un
filtre agencé et/ou programmé pour filtrer le signal sensoriel, le filtre
pouvant avoir une fréquence de coupure étant fonction de ladite amplitude
maximale, le filtre étant par exemple un filtre passe-bas ou passe-haut.
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Dans un mode de réalisation, le dispositif peut être agencé et/ou
programmé de sorte que, pour chaque motif détecté, l'au moins un
paramètre de signal sensoriel varie en fonction d'une variation de l'au moins
un paramètre de motif, l'au moins un paramètre de motif étant de
préférence une amplitude maximale du signal physiologique dans ce motif.
De préférence, le dispositif peut être agencé et/ou programmé
pour détecter plusieurs motifs dans le signal physiologique, chaque motif
pouvant comprendre en tant que paramètre de motif un temps de début de
motif, chaque signal sensoriel généré pour chaque motif détecté pouvant
comprendre un temps d'initiation de ce signal sensoriel, la durée écoulée
entre le temps d'initiation de chaque paire de signaux sensoriels générés de
manière contiguë pouvant être proportionnelle ou égale à la durée écoulée
entre le temps de début de motif de chaque paire de motifs détectés de
manière contiguë.
Dans un mode de réalisation, le dispositif peut être agencé et/ou
programmé de sorte que chaque motif comprenne en outre en tant que
paramètre de motif un temps de fin de motif, chaque signal sensoriel
généré pour chaque motif détecté pouvant comprendre en outre un temps
d'expiration de ce signal sensoriel, l'amplitude de chaque signal sensoriel
généré pour chaque motif détecté pouvant être constante entre le temps
d'initiation et le temps d'expiration de ce signal sensoriel.
Selon une première variante de réalisation, le système de génération
peut comprendre en outre un retardateur agencé et/ou programmé pour
générer le signal sensoriel de manière différée par rapport à l'acquisition du
signal physiologique.
Selon une deuxième variante de réalisation, le système de génération
peut être un générateur temps réel agencé et/ou programmé pour détecter
le ou les motifs, extraire dudit au moins un paramètre de motif, et générer
ledit signal sensoriel en temps réel par rapport à l'acquisition du signal
physiologique.
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De préférence, le système de génération peut être agencé et/ou
programmé de sorte que le signal sensoriel généré soit une fonction
périodique.
Dans un mode de réalisation, le dispositif peut être agencé et/ou
programmé pour ne mettre en oeuvre aucune étape pour transformer le
signal physiologique depuis un domaine temporel vers un domaine
fréquentiel.
Description des figures et modes de réalisation
D'autres avantages et particularités de l'invention apparaîtront à la
lecture de la description détaillée de mises en oeuvre et de modes de
réalisation nullement limitatifs, et des dessins annexés suivants :
- la figure 1 montre un signal physiologique enregistré par
électroencéphalographie sur un sujet humain en sommeil
profond ;
- la figure 2 montre une partie du signal physiologique de la
figure 1 ;
- la figure 3 montre un exemple d'enveloppe de type ADSR ;
- la figure 4 est un diagramme représentant les principales étapes
du procédé selon l'invention dans une première variante de mise
en oeuvre ;
- la figure 5 est un diagramme représentant les principales étapes
du procédé selon l'invention dans une deuxième variante de mise
en oeuvre ;
- les figures 6 à 8 sont des diagrammes représentant différentes
combinaisons d'étapes permettant de générer un signal sensoriel
selon l'invention ;
- la figure 9 montre un signal physiologique enregistré par
électroencéphalographie sur un sujet humain en éveil ;
- la figure 10 montre une partie du signal physiologique de la
figure 9 ;
- la figure 11 montre une série de signaux sensoriels générés
suivant un premier mode de mise en oeuvre de l'invention ;
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- la figure 12 montre une série de signaux sensoriels générés
suivant un deuxième mode de mise en oeuvre de l'invention ;
- la figure 13 montre une série de signaux sensoriels générés
suivant un troisième mode de mise en oeuvre de l'invention ;
- la figure 14 montre une série de signaux sensoriels générés
suivant un quatrième mode de mise en oeuvre de l'invention.
Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des
caractéristiques ou étapes identiques ou similaires.
Les modes de réalisation décrits ci-après n'étant nullement limitatifs,
on pourra notamment considérer des variantes de l'invention ne
comprenant qu'une sélection de caractéristiques décrites, isolées des autres
caractéristiques décrites, même si cette sélection est isolée au sein d'une
phrase comprenant ces autres caractéristiques, si cette sélection de
caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour
différencier l'invention par rapport à l'état de la technique antérieure.
Cette
sélection comprend au moins une caractéristique, de préférence
fonctionnelle sans détails structurels, ou avec seulement une partie des
détails structurels si cette partie uniquement est suffisante pour conférer un
avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la
technique antérieure.
La présente invention vise typiquement à transcrire un signal
physiologique sous la forme d'un signal sensoriel perceptible par un
utilisateur humain.
Signal physiologique
Le signal physiologique est de préférence représentatif d'une activité
cérébrale humaine.
Le signal physiologique est un signal temporel, c'est un dire un signal
qui est une fonction d'un temps.
Le signal physiologique a une dynamique temporelle, c'est-à-dire qu'il
varie au cours du temps.
Un premier exemple de signal physiologique 10 est représenté en
figure 1. Le signal 10 de la figure 1 a été obtenu à l'aide d'un
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électroencéphalogramme enregistrant l'activité cérébrale d'un être humain
en état de sommeil profond.
Un deuxième exemple de signal physiologique 11 est représenté en
figure 9. Le signal 11 de la figure 9 a été obtenu à l'aide d'un
électroencéphalogramme enregistrant l'activité cérébrale d'un être humain
en état d'éveil.
Ces différents états cognitifs, de sommeil profond ou d'éveil, sont
caractérisés par la présence d'ondes qui oscillent à des fréquences
spécifiques. Typiquement, dans un état de sommeil profond, le cerveau peut
générer des ondes, appelées ondes delta, ayant une fréquence comprise
entre 0,3 et 4 Hz. Dans un état d'éveil, le cerveau peut générer des ondes,
appelées ondes bêta, ayant typiquement une fréquence supérieure à 14 Hz.
La présente invention n'est pas limitée à l'acquisition ou au
traitement des ondes delta ou bêta et peut être basée sur une acquisition
d'un signal physiologique représentatif d'une activité physiologique - par
exemple cérébrale, cardiaque, respiratoire, oculaire, ou encore musculaire -
de tout organisme - par exemple un animal ou un être humain. Cet
organisme, en particulier lorsque celui-ci est un animal ou un être humain,
peut être placé dans tout état cognitif - par exemple en état de sommeil
profond ou paradoxal ou d'éveil ou encore de relaxation.
En référence aux figures 4 et 5, le procédé selon l'invention est un
procédé de transduction physio-sensorielle comprenant une étape
d'acquisition El d'un signal physiologique, par exemple un signal
physiologique 10 ou 11 tel que représenté à la figure 1 ou 9. Dans la
boîte El du diagramme de la figure 4 et de la figure 5, qui correspond à
l'étape d'acquisition du signal physiologique, ACQ SG1 signifie
acquisition du signal physiologique .
Une telle étape d'acquisition El est réalisée à l'aide d'un dispositif de
transduction physio-sensorielle comprenant un moyen d'acquisition agencé
et/ou programmé pour acquérir un signal physiologique d'un organisme
(non représenté).
Détection de motif
Le procédé selon l'invention comprend une détection d'un ou
plusieurs motifs dans le signal physiologique.
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Dans l'exemple de la figure 4, l'étape de détection E20 est réalisée au
fur et à mesure de l'acquisition El du signal physiologique, ce qui est
illustré par la boucle R1 sur le diagramme de cette figure 4. Dans la
boîte E20 du diagramme de la figure 4, qui correspond à l'étape de
détection de motif, DET PAT signifie détection de motif , étant
entendu que le motif détecté est un motif présent dans une partie du signal
physiologique venant d'être acquise.
Dans l'exemple de la figure 5, l'étape de détection E21 est réalisée
après acquisition El complète du signal physiologique. Dans la boîte E21 du
diagramme de la figure 5, qui correspond à l'étape de détection de motif,
DET PAT/ signifie détection de motif , étant entendu que le motif
détecté est un i-ème motif présent dans le signal physiologique acquis.
Alternativement ou complémentairement, on peut détecter un ou
plusieurs motifs dans le signal physiologique après acquisition partielle de
ce signal.
La figure 2 représente une partie du signal 10 de la figure 1 (partie
indiquée par un rectangle sur la figure 1). La figure 2 fait apparaître un
motif 100 qui sera pris comme exemple pour décrire l'invention par la suite.
Le motif 100 est dans cet exemple représentatif d'un état de sommeil
profond et correspond à une onde delta.
La figure 10 représente une partie du signal 11 de la figure 9 (partie
indiquée par un rectangle sur la figure 9). Sur la figure 10, plusieurs motifs
du signal 11 sont désignés par des cercles pleins situés au-dessus d'une
amplitude maximale de chacun de ces motifs. Les motifs de la figure 10
sont, dans cet exemple, représentatifs d'un état d'éveil et correspondent à
des ondes bêta.
Pour réaliser l'étape de détection E20 ou E21, le dispositif de
transduction physio-sensorielle comprend un moyen de détection agencé
et/ou programmé pour détecter un ou plusieurs motifs dans le signal
physiologique (non représenté).
Dans un mode de réalisation, la détection E20 ou E21 d'un motif 100
comprend les sous-étapes SE1, 5E2 et 5E3 décrites ci-dessous en référence
à la figure 2.
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La sous-étape SE1 comporte une détection de l'amplitude du signal
physiologique 10 devenant supérieure ou égale à une première amplitude
prédéterminée as1 en un premier temps ts1. Par exemple, la première
amplitude as1 peut avoir une valeur de 7 pV.
On voit en figure 2 que ledit premier temps ts1 se situe typiquement
après un temps de début du motif t1, ce qui permet d'optimiser le
processus de détection en limitant le nombre de fausses détections.
La sous-étape SE2 comporte une détection de l'amplitude du signal
physiologique 10 devenant inférieure à une deuxième amplitude
prédéterminée a52 en un deuxième temps t52. Par exemple, la deuxième
amplitude a52 peut avoir une valeur de 0,89 pV.
La valeur des seuils as1 et a52 peut être proportionnelle à une
déviation standard du signal physiologique 10.
La sous-étape SE3 comporte un test de validation selon lequel un
motif 100 est détecté si la durée écoulée entre lesdits premier ts1 et
deuxième t52 temps est supérieure ou égale à une durée prédéterminée.
Par exemple, cette durée prédéterminée peut avoir une valeur de 100 ms.
Un tel test permet notamment d'éviter de considérer comme un motif une
simple variation de l'amplitude du signal qui serait liée à du bruit haute
fréquence.
Paramétrage
Pour chaque motif 100 détecté, le procédé comprend une extraction
d'au moins un paramètre de motif à partir de ce motif 100 détecté.
Dans l'exemple de la figure 4, l'étape d'extraction E30 est réalisée
après l'étape de détection pour le motif 100 détecté lors de cette dernière
étape de détection. Dans la boîte E30 du diagramme de la figure 4, qui
correspond à l'étape d'extraction d'au moins un paramètre de motif, PAR
PAT signifie paramétrage de motif .
Dans l'exemple de la figure 5, l'étape d'extraction E31 est réalisée
après l'étape de détection de l'i-ème motif 100 détecté dans le signal
physiologique. Dans la boîte E31 du diagramme de la figure 5, qui
correspond à l'étape d'extraction d'au moins un paramètre de motif, PAR
PAT/ signifie paramétrage de motif , étant entendu que le motif
paramétré est l'i-ème motif détecté dans le signal physiologique.
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L'étape d'extraction est réalisée par un moyen d'extraction compris
dans le dispositif de l'invention, ce moyen d'extraction étant agencé et/ou
programmé pour extraire de chaque motif détecté au moins un paramètre
de motif.
En référence à la figure 2, pour chaque motif 100 détecté, l'au moins
un paramètre de motif résulte d'un calcul ou d'une mesure de :
- ledit temps de début de motif t1, et/ou
- un temps de fin de motif t3, et/ou
- une amplitude maximale a2 du signal physiologique 10 dans ce
motif 100, et/ou
- un temps d'amplitude maximale t2, et/ou
- une durée totale correspondant à une durée écoulée entre ledit temps
de début de motif t1 et ledit temps de fin de motif t3, et/ou
- une durée de montée correspondant à une durée écoulée entre ledit
temps de début de motif t1 et ledit temps d'amplitude maximale t2,
et/ou
- une durée de descente correspondant à une durée écoulée entre ledit
temps d'amplitude maximale t2 et ledit temps de fin de motif t3,
et/ou
- une dérivée première et/ou seconde du signal physiologique 10 entre
ledit temps de début de motif t1 et ledit temps d'amplitude
maximale t2, et/ou
- une dérivée première et/ou seconde du signal physiologique 10 entre
ledit temps d'amplitude maximale t2 et ledit temps de fin de motif t3.
Dans le présent document, une dérivée première est définie comme
un rapport entre une variation d'amplitude sur une variation de temps. Par
exemple, la dérivée première du signal physiologique 10 entre ledit temps
de début de motif t1 et ledit temps d'amplitude maximale t2 correspond au
rapport entre :
- d'une part, la différence de l'amplitude al du signal physiologique 10
au temps t1 et l'amplitude maximale a2, et
- d'autre part, la différence entre t1 et t2.
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Similairement, la dérivée première du signal physiologique 10 entre
ledit temps d'amplitude maximale t2 et ledit temps de fin de motif t3
correspond au rapport entre :
- d'une part, la différence de l'amplitude maximale a2 et de
l'amplitude a3 du signal physiologique 10 au temps t3, et
- d'autre part, la différence entre t2 et t3.
Dans le présent document, une dérivée seconde est définie comme
une variation de ladite dérivée première sur ladite variation de temps
correspondante.
A titre d'exemple indicatif, l'amplitude maximale a2 du signal
physiologique 10 dans le motif 100 peut être égale à 27 pV, la durée de
montée peut être égale à 268 ms et la durée de descente peut être égale
à 348 ms.
Dans un mode de réalisation non représenté, le moyen de détection
comprend un calculateur ou un outil de mesure agencé et/ou programmé
pour réaliser, pour chaque motif détecté, ledit calcul ou ladite mesure et
pour affecter le résultat de ce calcul ou de cette mesure audit au moins un
paramètre de motif.
Ainsi, le procédé de l'invention comprend, lors de l'étape d'extraction,
un paramétrage du signal physiologique 10 dans le domaine temporel.
De préférence, aucune étape n'est mise en oeuvre pour transformer le
signal physiologique 10 depuis un domaine temporel vers un domaine
fréquentiel. En particulier, le procédé selon l'invention ne réalise aucune
étape de traitement pour obtenir une représentation fréquentielle du signal
physiologique afin d'en extraire le ou les paramètres de motif. Selon
l'invention, au moins un et de préférence tous les paramètres de motif sont
extraits du signal physiologique dans le domaine temporel.
Grâce à ce paramétrage réalisé dans le domaine temporel, le signal
sensoriel peut être généré de manière à transcrire le signal physiologique
d'une manière relativement fidèle d'un point de vue perceptif, en particulier
du point de vue de la perception temporelle.
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Signal sensoriel
Selon l'invention, un signal sensoriel est généré.
Ce signal sensoriel est de préférence un signal ou une onde
acoustique mais peut alternativement ou complémentairement être un
signal ou une onde de toute autre nature (visuel, tactile, olfactif...) pourvu
qu'il soit perceptible par ledit organisme.
Le signal sensoriel est de préférence une fonction périodique. Par
exemple, le signal sensoriel peut consister en une onde sinusoïdale ou en
une somme de sinusoïdes.
Pour chaque motif 100 détecté, le procédé de l'invention comprend
une génération d'un signal sensoriel associé à ce motif 100 grâce à un
système de génération agencé et/ou programmé pour générer un tel signal.
Dans l'exemple de la figure 4, l'étape E40 de génération d'un signal
sensoriel est réalisée après l'étape d'extraction E30. Dans la boîte E40 du
diagramme de la figure 4, qui correspond à cette étape de génération,
GEN 5G2 signifie génération d'un signal sensoriel .
Dans l'exemple de la figure 5, l'étape E41 de génération d'un signal
sensoriel est réalisée après l'étape d'extraction E31. Dans la boîte E41 du
diagramme de la figure 5, qui correspond à cette étape de génération,
GEN SG2i signifie génération d'un signal sensoriel , étant entendu
que le signal sensoriel généré est associé à l'i-ème motif détecté dans le
signal physiologique lors de l'étape E21.
Quel que soit le mode de réalisation, par exemple celui illustré en
figure 4, l'étape de génération E40 peut comprendre différentes sous-
étapes. Différentes combinaisons de sous-étapes de l'étape E40 sont
illustrées aux figures 6 à 8 en référence au mode de réalisation de la
figure 4. Ces différentes combinaisons peuvent bien entendu être
appliquées au mode de réalisation de la figure 5 ou à tout autre mode de
réalisation selon l'invention.
Dans l'exemple de la figure 6, l'étape de génération E40 comprend
une détermination E401 d'au moins un paramètre du signal sensoriel en
fonction de l'au moins un paramètre de motif extrait lors de l'étape E30.
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Dans la boîte E401 du diagramme de la figure 6, PAR SG2 signifie
détermination d'au moins un paramètre du signal sensoriel . Lorsqu'un
ou plusieurs paramètres de signal sensoriel sont ainsi déterminés, le signal
sensoriel est généré en tant que tel à l'aide du système de génération (non
représenté), cette génération effective étant illustrée par la boîte E408 dans
le diagramme de la figure 6. Dans la boîte E408 du diagramme de la
figure 6, SG2 signifie génération effective du signal sensoriel .
L'au moins un paramètre de signal sensoriel est par exemple une
fréquence d'oscillations et/ou une fréquence de coupure et/ou une
amplitude.
Pour réaliser une telle sous-étape de détermination d'au moins un
paramètre du signal sensoriel, le système de génération comprend un
moyen de détermination agencé et/ou programmé pour déterminer au
moins un paramètre du signal sensoriel en fonction de l'au moins un
paramètre de motif (non représenté).
Un autre exemple est montré à la figure 7 dans lequel l'étape de
génération E40 comprend une modulation E403 du signal sensoriel en
fonction d'une enveloppe temporelle associée au motif traité dans les
étapes E20 et E30.
Une telle enveloppe temporelle consiste en un signal spécifique
construit pour moduler un signal sensoriel.
Un exemple d'enveloppe temporelle 200 est représenté à la figure 3.
Selon l'invention, pour chaque motif 100, une
enveloppe
temporelle 200 peut être associée à ce motif 100 et avoir au moins un
paramètre d'enveloppe déterminé en fonction de l'au moins un paramètre
de motif.
Ainsi, contrairement au cas de la figure 6, dans le cas de la figure 7 :
- l'au moins un paramètre de motif n'est pas assigné à un ou plusieurs
paramètres du signal sensoriel en tant que tel, mais
- l'au moins un paramètre de motif détermine au moins un paramètre
d'enveloppe, laquelle enveloppe servant à moduler le signal sensoriel.
Autrement dit, dans l'exemple de la figure 7, l'étape de
génération E40 comprend une sous-étape de détermination E402 d'au
moins un paramètre d'enveloppe. Dans la boîte E402 du diagramme de la
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figure 7, PAR SG3 signifie détermination d'au moins un paramètre
d'enveloppe . Lorsqu'un ou plusieurs paramètres d'enveloppe sont ainsi
déterminés, le signal sensoriel est modulé par l'enveloppe temporelle 200 et
ce signal sensoriel ainsi modulé est alors généré en tant que tel. Cette
génération de signal sensoriel modulé est illustrée par la boîte E403 dans le
diagramme de la figure 7. Dans la boîte E403 de ce diagramme,
SG2+SG3 signifie génération du signal sensoriel modulé par
l'enveloppe temporelle .
Pour réaliser une telle sous-étape de modulation du signal sensoriel,
le système de génération comprend un moyen de modulation agencé et/ou
programmé pour moduler le signal sensoriel en fonction d'une enveloppe
temporelle associée au motif faisant l'objet de la génération de ce signal
sensoriel, cette enveloppe temporelle ayant au moins un paramètre
d'enveloppe déterminé en fonction de l'au moins un paramètre de motif.
La génération de signal sensoriel selon le diagramme de la figure 8
combine les deux approches des figures 6 et 7. En particulier, l'étape de
génération E40 peut ainsi comprendre à la fois :
- une sous-étape E401 de détermination d'au moins un paramètre du
signal sensoriel en fonction de l'au moins un paramètre de motif
extrait lors de l'étape E30,
- une sous-étape E402 de détermination d'au moins un paramètre
d'enveloppe en fonction de l'au moins un paramètre de motif extrait
lors de l'étape E30, et
- une sous-étape E403 de génération de signal sensoriel modulé.
Dans la boîte E403 du diagramme de la figure 8, SG2+SG3
signifie génération du signal sensoriel modulé par l'enveloppe
temporelle , étant entendu que le signal sensoriel est lui-même paramétré
en fonction de l'au moins un paramètre de motif.
A titre d'exemple non limitatif, le système de génération peut
comprendre un amplificateur, un ou plusieurs oscillateurs, par exemple :
- un oscillateur monophonique capable de générer une onde de type
sinus, triangle, carré, etc.,
- un oscillateur de type LFO (oscillateur basse fréquence),
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- un module permettant de faire de la synthèse additive ou soustractive
ou de la modulation de fréquence.
- un module de lecture à table d'ondes...
Le dispositif de l'invention peut mettre en oeuvre des technologies
analogiques et/ou numériques.
Enveloppe temporelle
On va maintenant décrire un exemple d'enveloppe temporelle en
référence à la figure 3 qui montre une enveloppe du type ADSR. Une telle
enveloppe ADSR comprend les quatre phases successives suivantes :
attaque, déclin (aussi appelée chute), maintien (aussi appelée entretien) et
relâchement (aussi appelée extinction).
Dans le cas d'une telle enveloppe ADSR associée à un motif 100
donné, l'au moins un paramètre d'enveloppe peut comprendre :
- une amplitude d'attaque a21 correspondant à une amplitude
maximale de cette enveloppe temporelle 200, et par exemple
proportionnelle à l'amplitude maximale du motif associé,
- une durée d'attaque correspondant à une durée écoulée entre un
temps de début t20 de cette enveloppe temporelle 200 et un temps
d'amplitude maximale t21, et par exemple proportionnelle ou égale à
la durée de montée du motif associé, ou proportionnelle à l'amplitude
maximale du motif associé,
- une durée de relâchement correspondant à une durée écoulée depuis
un temps de fin de durée de maintien t23 jusqu'à un temps de fin t24
de l'enveloppe temporelle 200, et par exemple proportionnelle à
l'amplitude maximale ou à la durée de descente du motif associé,
- une durée de déclin correspondant à une durée écoulée à partir du
temps d'amplitude maximale t21 jusqu'à un temps de début de
maintien t22, et par exemple proportionnelle à l'amplitude maximale
ou à la durée de descente du motif associé,
- une amplitude de maintien a22, et par exemple proportionnelle à
l'amplitude maximale du motif associé,
- une durée de maintien correspondant à une durée écoulée entre le
temps de fin de déclin t22 (lequel correspond donc dans ce cas au
temps de début de maintien) et un temps de début de
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relâchement t23 (lequel correspond donc dans ce cas au temps de fin
de durée de maintien), et par exemple proportionnelle à l'amplitude
maximale ou à la durée de descente du motif associé,
- une durée totale correspondant à une durée écoulée entre le temps
de début t20 et le temps de fin de déclin t22, et par exemple
proportionnelle ou égale à la durée totale du motif associé, ou
proportionnelle à l'amplitude maximale du motif associé.
Par défaut :
- l'amplitude a22 peut avoir pour valeur deux tiers de l'amplitude a21,
et/ou
- la durée de déclin et la durée de relâchement peuvent chacune être
égale à la moitié de la durée de maintien.
La valeur de ces paramètres d'enveloppe peut être définie par une
valeur définie par défaut dans le dispositif selon l'invention.
D'autres types d'enveloppe non représentés peuvent être utilisés, par
exemple des enveloppes de type :
- AR : comportant uniquement des phases d'attaque et de
relâchement ;
- ASR : comportant uniquement des phases d'attaque, de maintien et
de relâchement ;
- ADR : comportant uniquement des phases d'attaque, de déclin et de
relâchement.
Dans le cas de ces autres types d'enveloppe, les différents
paramètres d'enveloppe disponibles se déduisent de la liste de paramètres
donnés ci-dessus en exemple pour une enveloppe ADSR.
Multiplicité de signaux sensoriels
La description qui précède explicite essentiellement la génération d'un
signal sensoriel associé à un motif détecté dans un signal physiologique.
Bien entendu, un signal physiologique comprend généralement
plusieurs motifs qui peuvent chacun donner lieu à une génération d'un
signal sensoriel propre.
Selon la variante de la figure 4, le signal physiologique est lu au fur et
à mesure de son acquisition (boucle R1). Dès qu'un motif est présent dans
une partie du signal physiologique en cours de lecture, ce motif est en
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principe détecté E20 déclenchant la réalisation des étapes E30 et E40. Un
signal sensoriel associé à ce motif est ainsi généré. Par conséquent, la
présence de plusieurs motifs dans différentes parties du signal
physiologique se traduit par une génération successive de signaux
sensoriels associés à ces différents motifs.
Les étapes de détection E20 du ou des motifs, d'extraction E30 dudit
au moins un paramètre de motif, et de génération E40 dudit signal
sensoriel peuvent ainsi être effectuées en temps réel par rapport à
l'acquisition El du signal physiologique 10. Pour ce faire, le système de
génération peut être un générateur temps réel agencé et/ou programmé
pour détecter le ou les motifs, extraire dudit au moins un paramètre de
motif, et générer ledit signal sensoriel en temps réel par rapport à
l'acquisition du signal physiologique.
Selon la variante de la figure 5, le signal physiologique est acquis
dans une étape El préalable ou indépendante. Pour chaque motif i détecté
dans le signal physiologique lors de l'étape E21, on réalise les étapes E31
et E41. Un signal sensoriel associé à chaque motif/ est ainsi généré.
Chaque motif est traité de manière séparée, soit de manière itérative
comme illustré par la boucle R2, soit en parallèle (non représenté). Par
conséquent, la présence de plusieurs motifs dans différentes parties du
signal physiologique se traduit par une génération de signaux sensoriels
associés à ces différents motifs. Lorsque chaque motif i est traité de
manière itérative, les signaux sensoriels associés aux motifs détectés sont
successivement générés en temps réel ou éventuellement en passant par
un enregistrement intermédiaire dans une mémoire de données
informatiques ou d'un signal numérique ou électronique ou électrique ou
analogique (par exemple un fichier son) permettant la génération ultérieure
de chaque signal sensoriel. Lorsque les motifs détectés sont traités en
parallèle, ou lorsqu'ils sont générés après enregistrement de données dans
une mémoire, les signaux sensoriels peuvent être générés en respectant ou
non la temporalité des motifs dans le signal physiologique.
La génération d'un signal sensoriel peut donc être réalisée de manière
différée par rapport à l'acquisition du signal physiologique. Pour ce faire,
le
système de génération peut comprendre un retardateur agencé et/ou
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programmé pour générer le signal sensoriel de manière différée par rapport
à l'acquisition du signal physiologique.
De préférence, plusieurs motifs 100 sont détectés dans le signal
physiologique 10. Dans un mode de réalisation, on considère que chaque
motif 100 comprend en tant que paramètre de motif ledit temps de début
de motif t1, et que chaque signal sensoriel généré pour chaque motif
détecté comprend un temps d'initiation de ce signal sensoriel. De
préférence, suivant ce mode de réalisation, la durée écoulée entre le temps
d'initiation de chaque paire de signaux sensoriels générés de manière
contiguë est proportionnelle ou égale à la durée écoulée entre le temps de
début de motif t1 de chaque paire de motifs détectés de manière contiguë.
Exemples particuliers
Dans un mode de réalisation, l'enveloppe temporelle 200 comprend
les trois paramètres d'enveloppe suivants : l'amplitude d'attaque a21, la
durée d'attaque et la durée d'extinction. Dans ce mode de réalisation, pour
chaque enveloppe 200 associée à un motif 100 donné :
- l'amplitude d'attaque a21 dépend de - par exemple est
proportionnelle à - l'amplitude maximale a2 du ..
signal
physiologique 10 dans ce motif 100, et/ou
- la durée d'attaque dépend de - par exemple est proportionnelle à - la
durée de montée, et/ou
- la durée d'extinction dépend de - par exemple est proportionnelle à -
la durée de descente.
Dans le mode de réalisation MDR11 de la figure 11, quatre signaux
sensoriels 31, 32, 33 et 34 sont générés et correspondent respectivement à
quatre motifs successivement détectés dans un signal physiologique, par
exemple le signal 10 de la figure 1. Chaque motif 100 comprend en tant que
paramètre de motif un temps de fin de motif t3 et chaque signal
sensoriel généré pour chaque motif détecté comprend un temps d'expiration
de ce signal sensoriel.
On voit en figure 11 que ces quatre signaux sensoriels 31, 32, 33
et 34 sont respectivement générés en un temps d'initiation t31, t33, t35 et
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t37 et se terminent respectivement en un temps d'expiration t32, t34, t36
et t38. On voit aussi que l'amplitude, représentée suivant l'axe des
ordonnées, de chaque signal sensoriel est constante entre son temps
d'initiation et son temps d'expiration.
Le mode de réalisation MDR11 illustre ainsi un cas simple dans lequel
chaque signal sensoriel a une amplitude identique quelle que soit la forme
du motif associé à ce signal sensoriel - par hypothèse, on suppose dans cet
exemple que les motifs associés aux signaux sensoriels 31, 32, 33 et 34 ont
une forme différente, et ont par exemple une amplitude maximale
différente.
La figure 11 fait apparaître des signaux sensoriels 31, 32, 33 et 34 de
durée différente d'un signal à l'autre. Par hypothèse, on suppose dans cet
exemple que chacun des signaux sensoriels 31, 32, 33 et 34 a une durée
identique à la durée du motif qui lui est associé, la durée d'un signal
sensoriel étant définie par la durée écoulée entre son temps d'initiation (par
exemple t31 pour le signal 31) et son temps d'expiration (par exemple t32
pour le signal 31).
Pour ce mode de réalisation MDR11, on suppose aussi, à fin
d'illustration, que la durée écoulée entre le temps d'initiation de chaque
paire de signaux sensoriels générés de manière contiguë est égale à la
durée écoulée entre le temps de début de motif de chaque paire de motifs
associés détectés de manière contiguë dans le signal physiologique 10.
Autrement dit, la génération successive des signaux sensoriels 31, 32, 33
et 34 respecte la dynamique temporelle de la partie du signal physiologique
comprenant les quatre motifs associés à ces signaux sensoriels.
Le mode de réalisation MDR12 de la figure 12 est similaire au mode
de réalisation MDR11, à l'exception de l'amplitude respective des signaux
sensoriels 35, 36, 37 et 38 qui est fonction de - par exemple
proportionnelle à - l'amplitude maximale du signal physiologique dans le
motif correspondant. On peut donc déduire de la figure 12 que l'amplitude
maximale des motifs associés aux signaux sensoriels 35, 36, 37 et 38 est
respectivement de plus en plus petite.
Dans d'autres modes de réalisation, l'amplitude respective des
signaux sensoriels 35, 36, 37 et 38 pourrait être inversement
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proportionnelle à l'amplitude maximale du signal physiologique dans le
motif correspondant, ou être une fonction de tout autre nature, par exemple
une fonction de cette amplitude maximale et/ou d'un ou plusieurs autres
paramètres de motif.
La figure 13 montre un autre mode de réalisation MDR13 dans lequel
quatre signaux sensoriels 39, 40, 41 et 42 sont générés.
Dans ce mode de réalisation MDR13, pour chaque motif 100 détecté
dans le signal physiologique, la génération du signal sensoriel associé à ce
motif 100 comprend ladite modulation de ce signal sensoriel en fonction de
ladite enveloppe temporelle 200 associée à ce motif 100. En conséquence,
on voit que les signaux sensoriels 39, 40, 41 et 42 modulés ont chacun un
profil qui évolue au cours du temps, en l'occurrence ont une amplitude qui
évolue au cours du temps en raison de la modulation de ces signaux par
une enveloppe temporelle, dans cet exemple une enveloppe du type AR
(voir plus haut pour une description de différents types d'enveloppe). Dans
cet exemple, l'au moins un paramètre de motif comprend une amplitude
maximale a2 du signal physiologique 10 dans ce motif 100, et l'au moins un
paramètre d'enveloppe comprend une durée d'attaque a21 étant
proportionnelle à ladite amplitude maximale a2 du signal physiologique 10
dans le motif associé à l'enveloppe correspondante.
Les signaux sensoriels 39, 40, 41 et 42 sont respectivement générés
en un temps d'initiation t39, t42, t45 et t48 et se terminent respectivement
en un temps d'expiration t41, t44, t47 et t50. Ces signaux ont
respectivement un temps d'amplitude maximale t40, t43, t46 et t49.
L'amplitude maximale atteinte par chacun des signaux sensoriels 39, 40, 41
et 42 est identique en valeur absolue d'un signal à l'autre mais survient
après une durée de montée différente d'un signal à l'autre. La durée de
montée est définie par la durée écoulée entre le temps d'initiation (par
exemple t39 pour le signal 39) et le temps d'amplitude maximale (par
exemple t40 pour le signal 39).
Dans un autre mode de réalisation non représenté, on substitue dans
le mode de réalisation MDR13 le paramètre d'enveloppe de durée d'attaque
par un paramètre d'enveloppe comprenant une amplitude d'attaque a21
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proportionnelle à ladite amplitude maximale a2 du signal physiologique 10
dans le motif associé à l'enveloppe correspondante.
Le mode de réalisation MDR14 de la figure 14 combine les deux
derniers modes de réalisation qui viennent d'être décrits : l'enveloppe
temporelle modulant chaque signal sensoriel a pour paramètres d'enveloppe
à la fois la durée d'attaque et l'amplitude d'attaque. De plus, dans le mode
de réalisation MDR14, l'enveloppe temporelle mise en oeuvre est du
type ADSR.
Plus spécifiquement, les signaux sensoriels 43, 44, 45 et 46 de la
figure 14 ont respectivement :
- un temps d'initiation t51, t55, t57 et t61,
- un temps d'expiration t55, t57, t61 et t65 (dans cet exemple, le
temps d'expiration des signaux 43, 44 et 45 correspondent
respectivement au temps d'initiation des signaux 44, 45 et 46),
- un temps d'amplitude maximale t52, t56, t58 et t62,
- un temps de fin de déclin t53, t57 (pour le signal 44, le temps de fin
de déclin correspond au temps d'expiration de ce signal), t59 et t63,
- un temps de début de relâchement t54, t56 (pour le signal 44, le
temps de début de relâchement correspond au temps d'amplitude
maximale de ce signal), t60 et t64.
L'exemple de la figure 14 montre que des
signaux
sensoriels successivement générés peuvent atteindre une amplitude
maximale différente d'un signal à l'autre, cette amplitude maximale pouvant
survenir après une durée de montée différente d'un signal à l'autre, grâce à
un paramétrage tel que décrit ci-dessus.
Dans le mode de réalisation MDR15, pour chaque motif 100 détecté,
l'au moins un paramètre de motif comprend une amplitude maximale a2 du
signal physiologique 10 dans ce motif 100, et le signal sensoriel est filtré
avec un filtre ayant une fréquence de coupure étant fonction de ladite
amplitude maximale a2 du signal physiologique 10 dans ce motif 100.
Dans d'autres modes de réalisation non représentés, combinables en
particulier avec le mode de réalisation MDR15, pour chaque motif 100
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détecté, l'au moins un paramètre de motif comprend une amplitude
maximale a2 du signal physiologique 10 dans ce motif 100, et le signal
sensoriel peut :
- osciller avec une fréquence étant fonction de ladite amplitude
maximale a2 du signal physiologique 10 dans ce motif 100, et/ou
- avoir une amplitude étant fonction de ladite amplitude maximale a2
du signal physiologique 10 dans ce motif 100.
Dans un autre mode de réalisation non représenté, pour chaque
motif 100 détecté, l'au moins un paramètre de signal sensoriel varie en
fonction d'une variation de l'au moins un paramètre de motif, l'au moins un
paramètre de motif étant de préférence une amplitude maximale a2 du
signal physiologique 10 dans ce motif 100. L'au moins un paramètre de
signal sensoriel peut comprendre une fréquence d'oscillations et/ou une
fréquence de coupure et/ou une amplitude.
Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent
d'être décrits et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces
exemples sans sortir du cadre de l'invention.
Par exemple, le procédé peut comprendre une étape de détection de
l'ensemble des motifs contenus dans un signal physiologique suivie d'une
étape de classification permettant de sélectionner des motifs détectés
représentatifs d'un état cognitif particulier. Une telle étape de
classification
peut être utile notamment dans une situation dans laquelle les critères de
détection de motif choisis sont susceptibles de détecter des motifs
représentatifs d'états cognitifs différents que l'on souhaite distinguer. Tel
pourrait être le cas après acquisition d'un signal physiologique représentant
une activité cérébrale pendant une durée prolongée telle qu'une nuit.
De plus, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes
de réalisation de l'invention peuvent être associés les uns avec les autres
selon diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas
incompatibles ou exclusifs les uns des autres.
Le signal physiologique peut être représentatif d'une activité
cérébrale de l'organisme (ondes alpha, beta, delta, etc.) ou d'une activité
cardiaque ou respiratoire ou oculaire ou musculaire de l'organisme d'un
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animal ou être humain. Le signal physiologique n'est pas acquis de manière
invasive dans cet animal ou être humain, par exemple pas au moyen d'une
sonde intracérébrale.
Comme expliqué précédemment, le signal sensoriel peut être un
signal acoustique ou visuel ou tactile ou olfactif ou gustatif. Le signal
sensoriel est de préférence reçu (par exemple écouté) par le même animal
ou être humain dont est issu le signal physiologique. On parle alors de
signal sensoriel personnalisé .
Ce signal sensoriel peut être rejoué de façon personnalisée, au même
individu qui a produit le signal sensoriel, ou plus généralement à un autre
utilisateur.
Bien entendu, les différentes caractéristiques, formes, variantes et
modes de réalisation de l'invention peuvent être associées les uns avec les
autres selon diverses combinaisons.
