En algoritm som gör röster tydligare

När människor åldras förlorar de förmågan att höra på de högre frekvenserna. Att höja volymen på tv:n eller stereon är en stoppåtgärd, men i längden förvärrar det bara problemet. Able Planet, ett företag beläget nära Denver, har utvecklat analoga kretsar som gör talets högfrekventa komponenter tydligare utan att öka deras ljudstyrka. Tekniken är inbyggd i en rad headset, telefoner och hjälpmedel som riktar sig inte bara till äldre utan även till yngre människor som är oroliga för hörselskador, och till och med till videospelare som vill höra varandra i virtuellt larm. strider.





Spara dina öron: En linje med hörlurar från Colorado-företaget Able Planet ökar klarheten hos högfrekvent ljud utan att öka volymen. Tekniken riktar sig inte bara till äldre, utan även till yngre människor som hoppas slippa hörselskador och till videospelare som vill höra varandra över virtuella slagfälts larm.

Förlusten av högfrekvent hörsel har sina rötter i innerörat, som består av ett ihåligt rör upprullat till en snigelform. Röret kallas cochlea, det latinska ordet för snigel, och det är fyllt med tusentals små hårceller som resonerar till ljud. Trumhinnans vibrationer överförs till snäckan av tre små ben; när cochleahårscellerna vibrerar stimulerar de nervändar, som skickar information till hjärnan.

Hårcellerna vid snäckans bas är de som resonerar till högfrekventa ljud. Eftersom ljud kommer in i snäckan vid dess bas, får de högfrekventa hårcellerna den största delen av det inkommande ljudtrycket. Med tiden gör det att cellerna försämras. Höga delar av tal som s- och sh-ljuden blir svårare att höra; ordet katter börjar låta som cath. Kvinnors röster blir svårare att höra än mäns; fioler blir svårare att höra än basgitarrer.



Att höja stereovolymen gör bara att hårcellerna bryts ner snabbare. För den delen inducerar hög volym också distorsion, så det är inte en bra lösning ens på kort sikt.

Able Planets teknologi erbjuder ett alternativ. Kallas Linx Audio och fungerar genom att förstärka övertonerna i högfrekventa ljud. En harmonisk är ett ljud som genereras spontant vid en multipel av vibrationsfrekvensen som orsakade det. Till exempel, en pianosträng som vibrerar 100 gånger per sekund (det vill säga skapar en 100-hertz-ton) kommer också spontant att generera toner på 200 hertz, 300 hertz och högre. Dessa extra toner är övertonerna. Praktiskt taget alla komplexa ljud, inklusive tal och musik, består av en originalton – kallad grundfrekvensen – och dess övertoner.

Anmärkningsvärt är att örat inte hör en grundfrekvenss övertoner som separata toner, även om de detekteras i olika delar av snäckan. Cochlea lägger ihop dem, eller syntetiserar dem, så att hjärnan hör en enda enhetlig tonhöjd. Detta är tanken bakom Linx Audio. Genom att förstärka övertonerna i de högfrekventa ljuden stimulerar den fler områden av snäckan. Så om användaren har förlorat en fläck med hårceller i ett område – och därmed förmågan att höra en viss ton – kan örat fortfarande rekonstruera ljudet om det får tonens övertoner. Således är det mer sannolikt att s-ljudet hos katter hörs, och talet låter tydligare. (Om användaren har tappat Allt av hårcellerna som plockar upp en fundamental frekvens och var och en av dess övertoner, kommer denna strategi inte att fungera. Men hörselnedsättning är nästan alltid partiell snarare än fullständig; det finns vanligtvis en viss grad av hårcellsöverlevnad i hela snäckan.)



På dess hemsida , Able Planet liknar tekniken vid att ersätta en enda C-ton på ett piano med ett C-ackord skapat genom att spela flera C-tangenter tillsammans. Om lyssnaren inte kan höra en av C-tonerna på grund av cochlea-skada, kommer hon fortfarande att höra ackordet på grund av överflödigheten av att ha flera versioner av noten.

Detta fokus på att förbättra övertonerna skiljer Able Planets produkter från enheter som förbättrar klarheten genom att använda brusreducerande algoritmer som genererar vågformer i fas för att ta bort oönskade ljud. (Många av Able Planets enheter erbjuder också aktiv brusreducering.)

Kevin Semcken, Able Planets VD, fortsatte med tekniken eftersom han själv kämpade med en högfrekvent hörselnedsättning. För att testa inverkan på förståelighet, säger han, lade vi tekniken i en av två identiska hörlurar, och jag kunde lätt höra skillnaden. Jag växlade mellan dem och kunde höra högfrekventa toner i Linx Audio-hörlurarna som inte var begripliga i den oeftermonterade versionen.



Able Planet tar sikte på datorspelspopulationen med en av sina rader av Linx Audio-aktiverade headset, kallad LoSt-CaUzE, dess icke-standardiserade versaler i emulering av den udda typografin som gynnas av spelare. Många populära spel spelas i flerspelarläge över Internet, där spelare pratar med varandra för att lägga strategier. A recension från Lost-CaUzE-headsetet noterade att Linx Audio-tekniken gjorde det särskilt lätt att höra de andra spelarnas prat i spelet mitt i skottlossningen och fotstegen.

Det är inte varje dag som man hittar en teknik designad för att göra kvinnors röster och wanna-be-soldaternas röster lättare att höra, men där är det: en innovativ användning av högfrekventa övertoner.

Dölj