Os futuros usuários de aparelhos auditivos serão capazes de direcionar sua audição com mais precisão graças à nova tecnologia dinamarquesa. Um pesquisador da Aalborg University usa o aprendizado de máquina para ensinar a um programa de computador como remover ruídos indesejados e melhorar a fala.

Um dos principais desafios para pessoas com perda auditiva é entender a fala em ambientes barulhentos. O problema é conhecido como efeito coquetel porque as situações em que muitas pessoas estão falando ao mesmo tempo tornam muito difícil distinguir o que está sendo dito pela pessoa com quem você está falando.

Embora a maioria dos aparelhos auditivos modernos incorporem várias formas de tecnologia de aprimoramento da fala, os engenheiros ainda estão lutando para desenvolver um sistema que faça melhorias significativas.

Ph.D. O aluno Mathew Kavalekalam, do Audio Lab Analysis na Aalborg University, está usando o aprendizado de máquina para desenvolver um algoritmo que permite a um computador distinguir entre palavras faladas e ruído de fundo. O projeto é realizado em conjunto com pesquisadores de aparelhos auditivos da GN Advanced Science e é apoiado pelo Innovation Fund Denmark.

O computador escuta e aprende

"O centro auditivo dentro de nossos cérebros geralmente executa uma série de cálculos extremamente complicados que nos permitem focar em uma única voz - mesmo se houver muitas outras pessoas falando ao fundo, "explica Mathew Kavalekalam, Aalborg University. "Mas essa habilidade é muito difícil de recriar em uma máquina."

Mathew Kavalekalam começou com um modelo digital que descreve como a fala é produzida em um corpo humano, dos pulmões, via garganta e laringe, boca e cavidades nasais, dentes, lábios, etc.

Ele usou o modelo para descrever o tipo de sinal que um computador deve "ouvir" ao tentar identificar uma voz falante. Ele então disse ao computador para começar a ouvir e aprender.

O barulho não é só barulho

"O ruído de fundo difere dependendo do ambiente, do barulho da rua ou do tráfego, se você estiver do lado de fora, ao barulho das pessoas conversando em um bar ou cafeteria, "Mathew Kavalekalam diz." Essa é uma das muitas razões pelas quais é tão complicado construir um modelo de aprimoramento de fala que filtre a fala que você deseja ouvir do balbucio em que você não está interessado. "

Na Universidade de Aalborg, Mathew Kavalekalam reproduziu várias gravações de vozes conversando com o computador e gradualmente adicionou diferentes tipos de ruído de fundo em um nível crescente.

Ao aplicar este aprendizado de máquina, o software de computador desenvolveu uma maneira de reconhecer os padrões de som e calcular como melhorar o som específico de vozes faladas e não o ruído de fundo.

Quinze por cento de melhoria

O resultado do trabalho de Kavalekalam é um software que pode ajudar efetivamente as pessoas com perda auditiva a compreender melhor a fala. É capaz de identificar e melhorar as palavras faladas, mesmo em ambientes muito barulhentos.

Até agora, o modelo foi testado em dez pessoas que compararam a fala e o ruído de fundo com e sem o uso do algoritmo de Kavalekalam.

Os assuntos de teste foram solicitados a realizar tarefas simples envolvendo cores, números e letras que lhes foram descritos em ambientes barulhentos.

Os resultados indicam que Kavalekalam pode muito bem ter desenvolvido uma solução promissora. A percepção da fala dos participantes do teste melhorou em quinze por cento em ambientes muito barulhentos.

Processamento de sinal rápido

Contudo, ainda há algum trabalho a ser feito antes que o software de Mathew Kavalekalam encontre seu caminho para novos aparelhos auditivos. A tecnologia precisa ser ajustada e ajustada antes de ser praticamente aplicável.

O algoritmo precisa ser otimizado para ocupar menos poder de processamento. Embora a tecnologia continue cada vez mais rápida e poderosa, existem limitações de hardware em pequenas, aparelhos auditivos modernos.

"Quando se trata de aprimoramento da fala, o processamento do sinal precisa ser muito rápido. Se o som estiver atrasado no aparelho auditivo, fica fora de sincronia com os movimentos da boca e isso vai acabar deixando você ainda mais confuso, "explica Mathew Kavalekalam.