Forskere udvikler metode til at annullere støj uden øreblokerende hovedtelefoner

Forstyrrende støj er næsten overalt, fra folk, der taler i kontorgangen til vejbyggeri ned ad gaden til naboens plæneklipper. Forskning ved University of Illinois 'Coordinated Science Laboratory søger at forbedre denne larmende frustration.

Nuværende støjreducerende teknologi findes i form af hovedtelefoner og øretelefoner. For at annullere støj, disse hovedtelefoner udsender et antistøjsignal for at kontrastere de eksterne lyde. Den tid, der er til rådighed for hovedtelefonerne til at producere dette støjdæmpende signal, er ekstremt kort. Dette resulterer i en vis støj, der kommer igennem, derfor skal alle disse enheder dække hele øret med støjreducerende materiale. Imidlertid, det er ikke behageligt at bære sådanne øreblokerende enheder i lange perioder og kan endda være skadeligt.

"Vores mål er ikke at blokere øregangen, "sagde Sheng Shen, hovedforfatter og ph.d. kandidat i det koordinerede videnskabslaboratorium og afdeling for elektroteknik og computerteknik (ECE). "Vi forestiller os en bag-øret-enhed, der stadig opnår støjreduktion lige så godt som de bedste hovedtelefoner eller øretelefoner, der findes i dag."

Hovedideen bag denne forskning involverer at kombinere trådløse IoT -netværk med støjreduktion. En mikrofon er placeret i miljøet, der registrerer lyde og sender dem over trådløse signaler til et øretelefon. Da trådløse signaler kører en million gange hurtigere end lyd, øretelefonen kan modtage lydoplysningerne meget hurtigere end selve lyden.

"Det ligner lyn og torden - lynet kommer meget før torden, tillade folk at forberede sig på det høje rumren, "sagde Shens rådgiver, Romit Roy Choudhury, en ECE -professor. "Tilsvarende vores øretelefon får lydinformationen på forhånd, og har meget mere tid til at producere et bedre støjdæmpende signal. "

Figuren herunder (og den vedhæftede video) viser et eksempel på, hvordan denne teknologi ville fungere. Den person, der ønsker at annullere støj (Alice), ville placere IoT -mikrofonen væk fra hende, sige på hendes kontordør. Støjen fra hendes kollegers samtale på gangen bliver taget op af denne IoT -enhed og overført til Alice's øretelefon via en trådløs forbindelse. Den egentlige lyd kommer senere til øretelefonen, og på grund af denne leveringstid, støjen kan annulleres helt. Som resultat, det er ikke længere nødvendigt at blokere øregangen.

Der er dog, et par begrænsninger. IoT -mikrofonen skal være mellem støjkilden og Alice. Hvis der kommer støj fra hende fra alle retninger, et par flere IoT -enheder skulle placeres omkring hende. I tests foretaget under undersøgelsen, enheden designet af Shen og Choudhurys gruppe udkonkurrerede en førende hovedtelefon inden for generel støjreduktion og blev bedømt bedre af de menneskelige deltagere.

Når du bliver spurgt om de potentielle bekymringer vedrørende privatlivets fred, der er forbundet med enheden, Shen ophævede nogle af de mest almindelige frygt.

"Den mest almindelige bekymring om fortrolighed er, at enheden i hemmelighed vil optage en persons stemme, "Shen sagde." Denne enhed er analog, så det har ingen kapacitet til at optage lyden. I det øjeblik enheden hører lyden, sendes den trådløst. "

Denne differentiering er det, der adskiller Shens enhed fra mange IoT -enheder, der normalt bruges i dag, såsom Amazon Echo og Google Home, som skal optage stemmeprøver for at fungere.

Shen og hans kolleger får allerede opmærksomhed for deres arbejde. Forskningspapiret om projektet blev for nylig udvalgt til præsentation på den kommende Association for Computing Machinery Special Interest Group on Data Communication (ACM SIGCOMM) -konference, der finder sted i Budapest, Ungarn, sidst i august. Konferencen samler globale forskere på tværs af computernetværk og kommunikation.

"Dette vil helt sikkert ændre den måde, vi tænker på støjreduktion, hvor netværk af IoT -sensorer koordinerer for at muliggøre mere støjsvage og mere komfortable miljøer, "sagde ECE -adjunkt Haitham Hassanieh, der er medforfatter på dette papir. Andre medforfattere omfatter Nirupam Roy og Junfeng Guan, både ECE Ph.D. studerende ved University of Illinois Urbana-Champaign.

Ser frem til, teamet vil gerne udvide brugen af ​​deres enhed til at give støjreduktion for mere end et individ ad gangen og gøre den bærbare enhed endnu lettere til kontinuerlig brug.