Зрозуміти принципи нашої унікальної та запатентованої технології Augmented Focus нової платформи Signia AX нескладно, якщо взяти до уваги методи, які мозок використовує для фокусування на звукових входах.
Людський мозок завжди шукає зміни у середовищі свого сприйняття. У системі зору це називається “виявлення краю”. Це здатність нашого мозку посилювати контраст по краях або силуетах. У давні часи це мало велике значення для виявлення небезпеки (лева у траві) або пошуку їжі в природі.
З боку слуху це відбувається, наприклад, коли звук з більшою динамікою (тобто переходу між тихим та гучним) – природно, мозок приділяє більше уваги. Коли людина входить у нове середовище, він або вона спочатку зосереджується на найбільших контрастах як у візуальній, так і слуховій областях. Це допомагає людям групувати інформацію та ефективніше розпізнавати закономірності.
Один із найпоширеніших прикладів, коли відбувається таке явище, — це коли люди дивляться фільм у кінотеатрі. Коли звукорежисери, що міксували звук фільму, хочуть привернути увагу глядачів до діалогів у фільмі, вони додають більше контрасту до відповідних звуків мови, щоб ці сигнали виділялися на тлі шуму фону.
Критична частина цього процесу мікшування включає управління оточуючими звуками, щоб вони не конкурували з важливим діалогом. Ця інженерна спритність рук автоматично «відсуває» менш важливі звуки далі від кіноглядача, одночасно наближаючи до них того, хто говорить. Потік, що містить голос того, що говорить, і звуковий потік, що містить менш важливі звуки, обробляються незалежно, свого часу і з відповідними змінами. Результатом є те, що ми називаємо розширеним досвідом і це ядро нової платформи Signia.
Мистецтво доповненого фокусування™ Signia AX:
У цьому прикладі область фокусування знаходиться попереду. Зверніть увагу, що Фокус може бути у будь-якому напрямку.
Розширений аналіз Focus™:
Унікальна технологія формування променя Signia є основою Augmented Focus. Звук, що надходить у слуховий апарат, поділяється на два потоки сигналів. Один потік містить звуки, що виходять попереду від власника, а інший потік містить звуки, що виходять ззаду. Потім обидва потоки обробляються незалежно.
Це означає, що для кожного потоку використовується спеціальний процесор для аналізу звукових характеристик з усіх напрямків.
Розширений аналіз потоку Focus™:
Обидва процесори самостійно аналізують власний звуковий потік з роздільною здатністю 48 каналів. Завдяки цьому аналізу розширений фокус визначає, чи містить сигнал інформацію, на якій користувач хоче зосередитися, актуальну фонову інформацію, яка допомагає власнику залишатися налаштованим на оточення, або фонові звуки, що відволікають, які користувач хоче придушити. Крім того, розширений фокус визначає ймовірність того, що кожна з цих категорій може бути в потоці.
Відповідно, розширений фокус залежить від швидкості та сили амплітудної модуляції вхідного сигналу. Стаціонарні шуми з повільною та м’якою модуляцією (дзижчання, шум вентилятора) часто дратують. Так само швидкі і сильно модульовані перехідні процеси, такі як стукіт посуду, також відволікають або дратують. Обидва розпізнаються і придушуються обома процесорами Augmented Focus.
Навпаки, релевантна інформація здебільшого міститься у звукових входах із швидшою модуляцією. Тобто Augmented Focus розрізняє різні швидкості модуляції вхідного сигналу:
- повільно – переважно небажані звуки, такі як шум вентилятора
- med/low – більшість оточуючих звуків
- med/fast – на чому зазвичай хоче зосередитись людський мозок
- швидкий – зазвичай відволікаючий шум у навколишньому середовищі.
Розширений аналіз звукового ландшафту Focus™:
На додаток до окремого потокового аналізу Augmented Focus підтримує динаміку звукового ландшафту навколо користувача.
Для цього Augmented Focus використовує потужний блок обробки звукового ландшафту, запозичений із успішної платформи Xperience. Ця система з двома аналізами (Stream & Soundscape Analysis), що працює в тандемі, дозволяє Augmented Focus точно знати, що відбувається навколо користувача слухового апарату будь-коли, незалежно від ситуації прослуховування. 3 ілюструє основні компоненти аналізу звукового ландшафту Augmented Focus.
Аналіз звукового ландшафту.
Обробка Augmented Focus™ та звуковий дизайн:
Ця стратегія обробки дає найпомітнішу перевагу користувачеві: за рахунок незалежного та безкомпромісного формування двох потоків сигналів та підтримання дозволу 48 каналів у кожному потоці технологія Augmented Focus створює для користувача абсолютно унікальний звуковий досвід.
Знання вмісту обох потоків дозволяє Augmented Focus обробляти звук у слуховому апараті так само, як і звукорежисер кіно, як описано раніше. Подібно до обробки в Augmented Focus, звукорежисер фільму має доступ до різних звукових потоків фільму (діалоги, атмосфера та музика) і застосовує різні варіанти звукового дизайну, впливаючи на кожен потік незалежно і комбінуючи їх різними способами.
Усередині потоку обробки розширеного фокусу:
Від послідовної до організованої обробки
Augmented Focus — революційна зміна архітектури обробки звуку слухового апарату. Раніше всі алгоритми слухових апаратів оброблялися один за одним послідовно, як показано на малюнку 4. Тепер, з Augmented Focus, обробка слухових апаратів досягається іншим способом.
Загальною проблемою, пов’язаною із традиційною послідовною обробкою, є чутні нюанси. Наприклад, алгоритм шумоподавлення може зменшити загальне посилення, але потім алгоритм стиснення аналізує результуючий сигнал і знову посилює посилення. У крайніх випадках це може посилити невеликі нюанси та призвести до змащеного чи нестабільного звуку.
Архітектура обробки Augmented Focus радикально відрізняється, як показано на малюнку 5. Всі алгоритми отримують один і той самий чистий вхідний сигнал, і вся обробка виконується паралельно. Зазначені зміни посилення поєднуються в центральному блоці посилення і застосовуються лише один раз. Таким чином, розширений фокус дозволяє уникнути артефактів, що виникають при взаємодії кількох алгоритмів, що обробляються послідовно.
Новий спосіб спрямованої обробки
Комбінація двох потоків, кожен із яких використовує незалежну обробку посилення, створює спрямовану систему. Якщо раптовий гучний звук з’являється ззаду користувача, стиснення в потоці зворотного оброблення послаблює посилення (як і будь-який звичайний компресор). Результативне загасання створює діаграму спрямованого посилення. Те саме відноситься і до шумоподавлення – якщо в одному з потоків виявляється шум, його можна послабити окремо, що також призводить до схеми спрямованого посилення.
По суті, Augmented Focus – це система спрямованого стиснення та шумоподавлення. Тобто стиснення та шумозаглушення можуть застосовуватися окремо для звуків, що виходять спереду, а також для звуків, що виходять ззаду користувача.
Більшість слухових апаратів на ринку сьогодні стверджують, що мають спрямоване шумозаглушення, що також є правильним для колишніх платформ Signia. Однак це твердження відноситься до аналізу напрямку приходу шуму, а не застосування самого шумоподавлення.
Добре задокументовано, що алгоритми шумозаглушення покращують комфорт при прослуховуванні, але забезпечують мінімальне покращення розбірливості мови. Оскільки алгоритми шумозаглушення змінюють загальне посилення, вони мають тенденцію зменшувати посилення мови в кожному каналі.
У реальних умовах прослуховування мовні сигнали та фоновий шум часто надходять із різних напрямків. Розширений фокус поділяє шумові та мовні сигнали на два окремі потоки і, отже, автоматично більш ефективно виявляє шум у потоці без мови. Потім шумозаглушення застосовується лише у цьому окремому потоці. Таким чином, алгоритм шумоподавлення не впливає на мовленнєве введення, і розбірливість мови помітно покращується.
Звуковий дизайн
Щоб забезпечити більший контраст між входами, два окремі потоки Augmented Focus формують звук, незалежно регулюючи системи стиснення та шумоподавлення. Це допомагає мозку власника звернути увагу на значні звуки з меншими тривалими зусиллями з прослуховування.
Збільшуючи цей контраст, Augmented Focus робить мовний сигнал чіткішим і гарантує, що мовні входи сприймаються як близькі до слухача, природним та комфортним чином.
Навколишні звуки формуються таким чином, щоб слухач міг «заглибитися» в звукове середовище (наприклад, далекий велосипед, що наближається, пташки на дахах, діти, що грають вдалині, ви самі сидите в кафе і п’єте еспресо). Цей процес обробки у розширеному фокусі здійснюється під строгим контролем, щоб не заважати звукам у фокусі (наприклад, компаньйон користувача, що сидить за столом).
Ці принципи звукового дизайну можна резюмувати так:
Звук у потоці фокусування:
- Ясний, чіткий, повна динаміка, насичений.
- Деталі посилені для покращення чутності.
- Відчуття, що ви завжди знаходитесь ближче до звуку, який дійсно має значення, і трохи більше присутності, ніж у реальному житті.
Звук в навколишньому потоці:
- Висока просторова роздільна здатність.
- Динаміка, що ретельно контролюється, але максимально жива.
- Тільки стільки посилення, скільки потрібно.
- Відмінна якість звуку.
- Відчуття навколишнього світу.
Змішувальний блок Augmented Focus™
Як тільки звук двох окремих потоків оброблений, як описано вище, набуває чинності блок мікшування розширеного фокусу. Тут Augmented Focus рекомбінує два потоки з 48-канальною роздільною здатністю в один потік, як звукорежисер зі складним мікшерним пультомю.
Змішування двох потоків – це не просто додавання обох потоків – це складний та важливий крок, на якому враховується інформація від усіх додаткових датчиків у корпусі слухового апарату.
Для досягнення оптимального поєднання посиленого звуку, аналогічного платформі Xperience, AX ретельно зважує активність користувача. Наприклад, якщо AX знає, що користувач каже, він забезпечує переваги обробки власного голосу, а якщо AX бачить, що користувач ходить (виявлено акустичним датчиком руху), він об’єднує два потоки таким чином, щоб покращити можливу поінформованість про навколишнє середовище.
Посилений звуковий мікс також залежить від відношення сигнал-шум (SNR) між двома потоками та класу виявленої акустичної ситуації прослуховування (музика, керування автомобілем, тихе, гучне мовлення, мова в тиші або тільки шум). У дуже складних ситуаціях блок мікшування також активує вузьку бінауральну спрямованість в передньому потоці і загасання зворотного потоку. Ця стратегія забезпечує підвищення розбірливості мови, що дозволяє деяким користувачам у певних ситуаціях розуміти мову краще, ніж люди з нормальним слухом.
Переваги розширеного фокусу™
Слово «фокус» часто використовується щодо обробки направленого мікрофона у дуже складній галасливій ситуації. Але AX відрізняється, він покращує звук у будь-якій ситуації, не видаляючи цілі частини звукового ландшафту.
Augmented Focus обробляє звуки навколо користувача таким чином, що дозволяє мозку легко та природно обробляти відповідну інформацію. Іншими словами, AX допомагає користувачам легше зосередити свою увагу на значних звуках у їхньому середовищі прослуховування.
Ми навмисно використовуємо слово “доповнений”. Це слово описує, як платформа AX розділяє звуковий ландшафт користувачів на два окремі потоки, формує ці два потоки, а потім рекомбінує їх у розширений досвід прослуховування. В результаті Augmented Focus забезпечує вражаючу чіткість звуку у будь-якій ситуації прослуховування.
Приклад із реального життя
З попередньою платформою Signia Xperience був точний аналіз звукового ландшафту, хоч і з деякими обмеженнями. Давайте візьмемо як приклад тихе кафе, зображене на мал. 8. На перший погляд це кафе виглядає як місце для прослуховування.
Аналіз звукового ландшафту слухового апарату, швидше за все, передбачить, що це справді проста, відносно тиха ситуація для прослуховування. Однак, можуть бути моменти, коли група друзів, що сидять у барі, починає голосно сміятися. На цю коротку мить ця, здавалося б, проста ситуація для прослуховування різко перетворюється на складну. Для слухача з порушеннями слуху це може призвести до того, що він пропустить кілька слів з промови свого співрозмовника і порушить перебіг цікавої розмови. Усього один швидкоплинний момент робить всю ситуацію складною та неприємною.
На відміну від платформи Xperience, платформа AX відразу класифікує сміх як звук, який може маскувати область фокусування, і миттєво зменшує сміх, щоб зробити його комфортним і уникнути маскування мови. Одночасно, але незалежно, інший процесор, застосовуючи трохи більш лінійну обробку, робить мова чіткіше і чіткіше. Як випливає з назви, наближаючи мова до носія, зберігаючи при цьому інші звуки на певній відстані, що сприймається, AX забезпечує розширені можливості прослуховування.
Такі, здавалося б, прості ситуації, як описаний раніше сценарій, можуть бути недооціненими при дослідженні слухових апаратів, тому що їх важко змоделювати в лабораторії. Крім того, співрозмовник може не завжди усвідомлювати труднощі, з якими стикається співрозмовник. Переживання такого короткого і неприємного моменту і знання того, що вони можуть статися випадково, можуть послабити впевненість власника і привести до страху, що його вважатимуть неповноцінним або інвалідом.
У AX немає жодного з цих компромісів. Оскільки два потоки обробляються незалежно, AX забезпечує надзвичайно швидку адаптацію змін у середовищі користувача.
Signia AX дозволяє власнику слухового апарату сяяти у будь-якому середовищі.
Невеликий екскурс у фотографію
Аналогія технології розширеного фокусу
Натуральний чи доповнений? Мал сверху оброблено чи не оброблено — що ви сказали б? (Фото Джонатана Петерссона із сайту Pexels)
Нині ми звикли дивитися такі фотографії, як у малюнку 9.Хоча фотографія дуже оброблена (доповнена), багатьом глядачам вона здається недоторканою.
Каждый датчик, например изображения в камере или сетчатка глаза человека, имеет строго определенный динамический диапазон. Если мы делаем только одну фотографию сцены, содержащей большие различия в уровнях освещенности (т. е. высокий динамический диапазон светового сигнала), нам нужно идти на компромисс. Либо более яркие, либо более темные части фотографии будут экспонированы правильно.
Решение состоит в том, чтобы сделать несколько фотографий с разной выдержкой, а затем объединить их.
Якщо ви сфотографуєте подібну сцену, результат часто буде дуже розчаровуючим, як показано на наступній фотографії. Невтішний результат необробленої фотографії.
У наступній спробі ми могли б спробувати захопити деталі переднього плану за рахунок втрати контрасту та деталей на задньому плані сцени. Спроба відобразити хоча б передній план вищезгаданого пейзажу.
Кожен датчик, наприклад датчик зображення в камері або сітківка ока людини, має певний динамічний діапазон. Якщо ми робимо лише одну фотографію сцени, яка містить великі відмінності у рівнях освітленості (тобто високий динамічний діапазон світлового сигналу), нам потрібно йти на компроміс. Або більш яскраві або темніші частини фотографії будуть експоновані правильно.
Приклад доповненої технології у світі фотографії. Рішення полягає в тому, щоб зробити кілька фотографій із різною витримкою, а потім об’єднати їх. Процес показаний малюнку 12.
Аналогія зі слуховим апаратом
Так само головне завдання для кожного слухового апарату – переупакувати динаміку реального звуку в обмежений динамічний діапазон людини з втратою слуху. З звичайною обробкою слухових апаратів, як і з обробкою зображень, показаної на мал. 9-11, ми часто стикаємося зі схожою дилемою. У реальних умовах прослуховування тихі звуки співіснують та змішуються з гучними. Якщо слухові апарати застосовують лише одну стратегію посилення, вони змушені або посилювати тихі звуки (тим надмірно посилюючи гучні звуки), або регулювати посилення для гучних звуків (зменшуючи чутність тихих звуків).
Augmented Focus розділяє «зображення» (тобто звукове середовище) на дві частини та обробляє кожну частину окремо, перш ніж змішувати їх разом. Кожен потік має своє власне, відповідним чином підібране посилення, стиснення та шумозаглушення.
Резюме
Signia Augmented Focus™ — це великий крок до вирішення багатьох проблем для значної частини користувачів слухових апаратів: відокремити те, на чому ви хочете зосередитися, від конкуруючих звуків навіть у складних умовах, що швидко змінюються.
Augmented Focus відокремлює фокус від навколишніх звуків та обробляє їх незалежно.
Кожна частина повністю оптимізована без будь-яких компромісів. Результатом є чіткий контраст між ними та більш лінійний чіткий мовний сигнал, який з’являється ближче до носія, ніж до навколишнього середовища. У той же час, навколишні звуки також повністю оптимізовані, створюючи новий захоплюючий звуковий досвід, яким ми дуже пишаємося.
Будь геніальним!