Ville Pulkin tutkimusryhmä
03:40 - 01.06.2022 / viihde / Findance
Suomesta ratkaisu äänen puuttuvaan suuntatietoon - Autenttinen tilaääni kuulolaitteisiin ja VR-sovelluksiin

Kuuloaisti havaitsee tavallisesti varsinaisen äänen lisäksi myös viitteen äänilähteen sijainnista.

Aalto-yliopiston tutkijat ovat nyt ratkoneet, miten puuttuva suuntatieto voitaisiin tuottaa mahdollisimman tarkasti tekniikan avulla.

- Äänen tilallisuuden parantamisessa on kyse elämänlaadun parantamisesta, kertoo tohtorikoulutettava Janani Fernandez.

Ihmisen korvalehdillä on merkittävä rooli äänen tulosuunnan määrittämisessä. Kuulolaitteissa mikrofonin sieppaama signaali kulkee kuitenkin vahvistamisen jälkeen ohutputkea pitkin suoraan korvakäytävään. Näin äänilähteet tuntuvat täyttävän pään, mikä on häiritsevää ja väsyttävää etenkin tilaisuuksissa, joissa on paljon ihmisiä. Äänten suuntien kadotessa myös eri puhujien erottaminen toisistaan on vaikeampaa.

Journal of American Society of Acoustics -lehden artikkelissa ryhmä esittää signaalinkäsittelyn mallin, jolla useiden, eri suunnista ääntä keräävien mikrofonien data analysoidaan niin, että äänen tilainformaatio saadaan talteen.


- Vasta sen jälkeen se johdetaan eteenpäin, esimerkiksi kuulolaitteen kompressoriin, joka vahvistaa signaalia kuulijan tarpeisiin sopivaksi. Sen jälkeen ääni toistetaan kuulijalle käyttäen analysoitua tilainformaatiota, mikä tuottaa luonnollisen tilavaikutelman, akustiikan professori Ville Pulkki sanoo.

Pulkin mukaan menetelmä ei sovi vielä useimpiin kuulolaitteisiin, koska se vaatii paljon laskentatehoa ja energiaa. Vasemman ja oikean korvan kuulolaitteen tulisi myös keskustella keskenään. Pienissä kuulolaitteissa tämä voi olla vaikeaa toteuttaa, ja käyttömukavuuden takia pariston tulisi kestää pitkään.

Suurempiin laitteisiin laskentateho ja riittävän tehokas virtalähde on helpompi mahduttaa. Tällaisia voisivat olla esimerkiksi kuulemista haittaavia kypäröitä käyttäville ammattiryhmille, kuten pelastajille, poliiseille ja sotilaille, tarkoitetut kuulokkeet.

- Kun esimerkiksi pelastaja menee savun täyttämään rakennukseen, jossa ei näy mitään, hänen on tärkeää paitsi kuulla avunhuudot myös se, mistä ne tulevat, tai tietää, kummalla puolella kollega liikkuu, Ville Pulkki toteaa.


Äänen suunnan kuuleminen on turvallisuuskysymys kuulovammaiselle.

- Tietä ylittäessä on tärkeää erottaa, mistä suunnasta auto on tulossa, Fernandez sanoo.

Autenttinen tilaääni tekisi lisäksi AR (lisätty todellisuus) -kokemuksista realistisempia ja nautinnollisempia. Ryhmän kehittämällä mallilla ympäristön äänet saataisiin kuulumaan AR-lasien kuulokkeissa aivan kuin käyttäjällä ei olisi laitteita päässä ollenkaan.

Aallon akustiikan laboratoriossa on tutkittu paljon esimerkiksi konserttisalien akustiikkaa. Mikäli sinfoniaorkesterin konsertti nauhoitettaisiin riittävän monella, eri puolille konserttisalia sijoitetulla mikrofonilla, se voitaisiin uudella mallilla toistaa erittäin tarkasti.

- VR-konsertissa saisi nauttia samasta elämyksestä kuin konserttisalissa, Fernandez lupailee.

Aalto-yliopiston tutkimus nostettiin juuri arvostetun Journal of American Society of Acoustics (JASA) -lehden kansijutuksi.