Как новый алгоритм BOSSA может решить "проблему коктейльной вечеринки" для людей с нарушениями слуха

Новый алгоритм под названием BOSSA (биологически ориентированный алгоритм разделения звуков) может значительно улучшить способность слуховых аппаратов решать так называемую «проблему коктейльной вечеринки». Эта проблема заключается в сложности выделения конкретного голоса среди множества одновременных разговоров, что особенно затруднительно для людей с нарушениями слуха.
Как новый алгоритм BOSSA может решить "проблему коктейльной вечеринки" для людей с нарушениями слуха
Изображение носит иллюстративный характер

Современные слуховые аппараты используют направленные фильтры, которые помогают фокусироваться на звуках, находящихся перед пользователем. Такие фильтры эффективно работают при статическом фоновом шуме, но испытывают трудности в сложных акустических сценариях с несколькими близко расположенными говорящими.

Алгоритм BOSSA, разработанный исследователями, включая Александра Бойда, докторанта по биомедицинской инженерии в Бостонском университете, использует принципиально иной подход. Он преобразует звуковые волны в импульсы входного сигнала, имитируя работу улитки внутреннего уха. Затем алгоритм моделирует клетки среднего мозга, которые реагируют на звуки из определенных направлений, используя разницу во времени и громкости между ушами для определения направления. Этот механизм вдохновлен выдающимися пространственными способностями сипух и применяет подход «восходящего пути внимания».

Исследование, опубликованное 22 апреля в журнале Communications Engineering под руководством Александра Бойда, продемонстрировало перспективность нового алгоритма. В ходе эксперимента участники с нарушениями слуха носили наушники, в которых симулировалась ситуация с пятью людьми, говорящими одновременно из разных углов. Исследователи сравнивали эффективность BOSSA, традиционного алгоритма и необработанного аудио.

Результаты показали, что BOSSA работает лучше, когда целевой говорящий находится в пределах 30 градусов от слушателя. При использовании нового алгоритма участники могли разобрать больше слов при более низких пороговых значениях громкости. Однако традиционный алгоритм показал лучшие результаты при статическом шуме (что было проверено только у 4 из 8 участников).

Майкл Стоун, исследователь в области аудиологии из Манчестерского университета, отметил, что BOSSA не учитывает переключение внимания между разговорами, а исследование не воспроизводило реальные звуковые эхо и реверберации. Тем не менее, он считает, что BOSSA может быть более практичным, чем подходы на основе глубоких нейронных сетей.

Фан-Ган Цзэн, профессор отоларингологии из Калифорнийского университета в Ирвайне, подчеркнул, что BOSSA может быть более прозрачным, чем «черные ящики» глубоких нейронных сетей, хотя алгоритму может потребоваться дальнейшая доработка для реалистичных сценариев.

В будущем исследователи планируют тестировать BOSSA в настоящих слуховых аппаратах, а не только в наушниках. Кроме того, они надеются разработать механизм управления, который поможет пользователям направлять фокус внимания на нужные источники звука, что может стать решающим шагом в преодолении «проблемы коктейльной вечеринки» для миллионов людей с нарушениями слуха.


Новое на сайте

19817В Луксоре нашли стелу с римским императором в образе фараона 19816Экипаж Artemis II о моменте, когда земля исчезла за луной 19815Почему луна выглядит по-разному в разных точках земли? 19814Adobe экстренно закрыла опасную дыру в Acrobat Reader, которую хакеры использовали с... 19813Метеорный поток, рождённый из умирающего астероида 19812Когда робот пишет за тебя прощальную смс 19811Что общего у лунной миссии, толстого попугая, загадочной плащаницы и лекарства от диабета? 19810Какие снимки Artemis II уже стали иконами лунной программы? 19809Кто на самом деле хочет сладкого — вы или ваши бактерии? 19808Как рекламные данные 500 миллионов телефонов оказались в руках спецслужб? 19807Экипаж Artemis II вернулся на землю после десяти дней в космосе 19806Зелёная и коричневая луна: почему геологи Artemis II уже не могут усидеть на месте 19805Эксперты уверены в теплозащитном щите Artemis II, несмотря на проблемы предшественника 19804Выжить внутри торнадо: каково это — когда тебя засасывает в воронку 19803Аляскинские косатки-охотники на млекопитающих замечены у берегов Сиэтла
Ссылка