Компьютеры и смартфоны способны передавать звуки с видимой легкостью, однако на деле они требуют использования значительных вычислительных мощностей, идущих на обработку и сортировку сигналов по принципу «голос — шум». Исследователи из Института изучения информационной коммуникации (Institute for Infocomm Research, Сингапур) предложили способ улучшить компьютерную обработку звука, взяв за основу процессы, происходящие в головном мозге. Статья с результатами их исследования опубликована в журнале Международной конференции по обработке акустических сигналов и речи (International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing (ICASSP). Ее обзор доступен в вестнике университета.
«Метод, предложенный в нашем исследовании может не только способствовать лучшему пониманию механизмов, посредством которых биологические системы обрабатывают акустический сигнал, но и повысить эффективность искусственной обработки звука», —прокомментировал полученные результаты руководитель исследовательской группы Хуаджин Тан (Huajin Tang).
Мозг человека способен различать речь как в тишине, так и в шумном помещении. При этом мозг человека анализирует информацию избирательно: он обрабатывает актуальные на данный момент аудио-шаблоны, а не весь спектр звуковых частот, как это делает компьютер. Например, когда у говорящего низкий голос, мозг не пытается анализировать высокие частоты.
Вдохновившись исследованиями биологов, Тан и его команда определили ключевые пункты звукового диапазона речи. Ими стали характеристические (то есть одинаковые или мало отличающиеся друг от друга) звуковые частоты голоса и повторяемые звуковые схемы (repeating patterns). Ученые проанализировали речь на основе этих ключевых моментов. Анализ позволил вычленить требуемые звуковые сигналы при высоком фоновом шуме.
Другое недавнее исследование подтвердило взаимосвязь слуха со зрением. Оказалось, что расшифровка речи в мозге происходит легче, когда определен источник звука, то есть мозг избирательно расходует свои ресурсы, сужая поле анализа до знакомых ситуаций.
