Solusi untuk 'masalah pesta koktail' dapat membantu orang dengan gangguan pendengaran
Pernahkah Anda berjuang untuk memilih suara teman Anda daripada percakapan lain di ruangan yang ramai? Para ilmuwan menyebut tantangan ini sebagai “masalah pesta koktail,” dan itu bisa sangat sulit bagi orang dengan gangguan pendengaran.
Sebagian besar alat bantu dengar datang dengan filter terarah yang membantu pengguna fokus pada suara di depan mereka. Mereka yang terbaik dalam mengurangi kebisingan latar belakang statis, tetapi goyah dalam skenario akustik yang lebih kompleks, seperti ketika pengguna berada di antara para tamu partai koktail yang berdiri berdekatan dan berbicara pada volume yang sama.
Sekarang, algoritma baru dapat meningkatkan cara alat bantu dengar mengatasi masalah pesta koktail. Model, yang dijuluki “algoritma pemisahan suara yang berorientasi biologis” (Bossa), menarik inspirasi dari sistem pendengaran otak, yang menggunakan input dari kedua telinga untuk menemukan sumber kebisingan dan dapat menyaring suara demi lokasi.
Alexander Boydseorang mahasiswa doktoral di bidang teknik biomedis di Universitas Boston, membandingkan filter directional dan bossa dengan senter, di mana mereka menyoroti apa yang ada di jalan mereka.
“Bossa adalah senter baru yang memiliki balok yang lebih ketat yang lebih selektif,” katanya kepada Live Science. Dibandingkan dengan filter standar, Bossa harus lebih baik dalam membedakan antara pembicara-meskipun masih perlu diuji dalam skenario dunia nyata dengan alat bantu dengar yang tepat.
Boyd memimpin tes lab baru -baru ini dari Bossa, yang hasilnya diterbitkan 22 April di jurnal Rekayasa Komunikasi. Dalam percobaan, peserta dengan gangguan pendengaran mengenakan headphone bermain audio yang dirancang untuk mensimulasikan lima orang yang berbicara secara bersamaan dan dari sudut yang berbeda di sekitar pendengar.
Audio disaring melalui bossa atau algoritma bantuan pendengaran yang lebih tradisional, dan para peserta membandingkan kedua filter dengan bagaimana mereka mendengar audio tanpa pemrosesan tambahan.
Dalam setiap persidangan, peserta diminta untuk mengikuti kalimat yang diucapkan oleh salah satu dari lima pembicara. Volume “speaker target” relatif terhadap speaker lain bervariasi antara uji coba. Ketika pembicara target berdiri dalam jarak 30 derajat dari pendengar di kedua arah, para peserta dapat melakukan proporsi kata yang lebih besar pada ambang batas volume yang lebih rendah dengan Bossa daripada dengan algoritma konvensional atau ketika tanpa bantuan.
Algoritma konvensional tampaknya melayani pengguna lebih baik daripada Bossa dalam membedakan pidato dari noise statis. Namun, ini diuji hanya pada empat dari delapan peserta.
Algoritma standar bekerja dengan mengurangi suara yang mengganggu dengan meningkatkan rasio sinyal-ke-noise untuk suara yang berasal dari arah yang diberikan. Dengan perbandingan, Bossa mengubah gelombang suara ke dalam paku input yang dapat diproses oleh algoritma, mirip dengan bagaimana koklea Di telinga bagian dalam mengubah getaran dari gelombang suara menjadi sinyal yang ditransmisikan oleh neuron.
Algoritma ini meniru bagaimana sel -sel khusus di otak tengah – bagian paling atas dari batang otak yang menghubungkan otak dan sumsum tulang belakang – merespons secara selektif dengan suara yang berasal dari arah yang diberikan. Sel -sel yang disetel secara spasial ini menilai arah berdasarkan perbedaan dalam waktu dan volume input suara untuk setiap telinga.
Boyd mengatakan aspek Bossa ini menarik dari studi otak tengah di gudang burung hantu, yang memiliki kemampuan penginderaan spasial yang canggih karena mereka mengandalkan isyarat suara untuk menemukan mangsa. Sinyal yang difilter bossa kemudian direkonstruksi menjadi suara untuk pendengar.
Bossa dimodelkan pada jalur perhatian “bottom up” sistem saraf, yang mengumpulkan sedikit informasi sensorik yang kemudian ditafsirkan oleh otak. Input sensorik ini mengatur aspek lingkungan mana yang menjamin fokus dan mana yang dapat diabaikan.
Terkait: Telinga luar kita mungkin berasal dari insang ikan kuno, para ilmuwan menemukan
Tetapi perhatian juga ditentukan oleh a Jalur “top down”di mana pengetahuan seseorang sebelumnya dan tujuan saat ini membentuk persepsi mereka. Dalam hal ini, seorang individu dapat memutuskan apa yang relevan untuk fokus. Dua mode pemrosesan ini tidak harus saling eksklusif; Misalnya, suara teman Anda mungkin melompat ke arah Anda berdua karena Anda mengenalinya dan karena mereka berteriak di atas suara kerumunan.
Pendekatan “bottom-up” Bossa dapat membantu orang fokus pada ucapan yang berasal dari lokasi yang telah ditentukan, tetapi dalam kehidupan nyata, orang dengan cepat mengalihkan perhatian mereka ke berbagai percakapan. “Anda tidak bisa melakukannya dengan algoritma ini,” kata Michael Stoneseorang peneliti audiologi di University of Manchester di Inggris yang tidak terlibat dalam studi baru.
Stone menambahkan bahwa penelitian ini tidak mereplikasi bagaimana suara bergema dan bergema dalam kehidupan nyata, terutama di pengaturan dalam ruangan. Namun, dia mengatakan Bossa bisa lebih praktis untuk alat bantu dengar daripada algoritma berdasarkan jaringan saraf yang dalam, pendekatan lain yang muncul untuk penyaringan suara.
Model jaringan saraf yang dalam membutuhkan pelatihan ekstensif untuk dipersiapkan untuk semua konfigurasi speaker yang berbeda yang mungkin ditemui pengguna. Dan setelah diimplementasikan, tuntutan komputasi model ini membutuhkan banyak daya. Bossa lebih sederhana dengan perbandingan, terutama mengandalkan perbedaan spasial antara dua suara.
Bossa mungkin juga lebih transparan daripada “kotak hitam” dari jaringan saraf yang dalam, kata Gang Fan-Gang ZengProfesor Otolaryngology di University of California, Irvine, yang tidak terlibat dengan penelitian ini. Itu berarti akan lebih mudah untuk menafsirkan bagaimana input suara menjadi output algoritmik, mungkin membuat model lebih sederhana untuk disempurnakan.
Zeng menambahkan bahwa Bossa mungkin memerlukan pemurnian lebih lanjut karena dipelajari dalam skenario yang lebih realistis. Para peneliti berencana untuk menguji Bossa dalam alat bantu dengar yang tepat, bukan di headphone, dan juga berharap untuk mengembangkan mekanisme kemudi untuk membantu pengguna mengarahkan fokus algoritma.
Artikel ini hanya untuk tujuan informasi dan tidak dimaksudkan untuk menawarkan nasihat medis.
