Радуга Звуков

Ученые получили новые знания о тембре, или красках звуков, которые могут улучшить слуховые аппараты

Ученые получили новые знания о тембре, или красках звуков, которые могут улучшить слуховые аппараты
Инженеры университета имени Джонса Хопкинса ищут новые пути, чтобы помочь производителям слуховых аппаратов и кохлеарных имплантов улучшить тембр, или окраску звука, и позволить слабослышащим людям слушать музыку через их слуховые средства.

Новое исследование, опубликованное в журнале PLOS Computational Biology, посвящено тому, как мозг обрабатывает тембр звука. Этот термин, который трудно точно охарактеризовать,  например, в музыке объединяет то, что не является длительностью, громкостью или высотой тона. Например, речь о тембре (или краске звука) заходит в том случае, когда человек способен мгновенно определить, играет скрипка, тромбон или фортепиано.

Результаты исследования способны в один прекрасный день изменить конструкцию слуховых средств, надеются ученые. Они помогут слабослышащим людям использовать свою музыкальную интуицию таким способом, на который не способны современные слуховые средства, предлагаемые производителями. Так утверждает Эммануил Элхилали, ведущий автор исследования и доцент отделения электротехники и компьютерной техники инженерного колледжа Уайтинг.  

Полученный результат может прозвучать музыкой для ушей миллионов слабослышащих людей, которые жалуются на то, что их любимые песни звучат не так, как они звучали до тех пор, пока их слух не начал исчезать.

«Наши исследования имеют непосредственное отношение к тому, что вы хотите дать слабослышащим людям, - говорит Элхилали. – Сегодня люди, носящие слуховые аппараты или кохлеарные импланты, не могут реально наслаждаться музыкой, потому что значительная часть ее – это тонкие нюансы, которые отсекаются слуховыми средствами в процессе работы. Сосредоточившись на наиболее информативных характеристиках звука, мы получили результаты, помогающие улучшить стратегии его обработки и конструкцию слуховых средств так, чтобы они не отбрасывали слишком много значимой информации».

Наслаждение от концерта рок-звезды или симфонического оркестра не является приоритетом в разработке слуховых аппаратов и кохлеарных имплантов. Современные средства, как правило, смягчают потерю слуха во время повседневных разговоров в офисе, или помогают людям, которые испытывают трудности с восприятием близких голосов в море звуков шумной многолюдной толпы. Если разработчики смогут использовать знания о мозговых рецепторах тембра, возможно, им удастся улучшить качество жизни людей, которые полагаются на слуховые аппараты или кохлеарные импланты, считает Элхилали.
 
Способность узнавать музыкальные инструменты имеет и другие, немедицинские применения. Она может помочь при создании компьютерных систем, которые будут создавать комментарии к музыкальным мультимедийным данным или транскрибировать музыкальные выступления в целях образования, изучения музыкальной теории или улучшения кодирования и компрессии.  

Исследователи решили изучить нейронные основы обработки музыкального тембра, чтобы определить, что заставляет пианино звучать не так, как скрипка, а также разобраться в процессах, на основе которых мозг распознает тембр. Основная идея заключалась в том, чтобы разработать математическую модель, которая сымитировала бы то, как работает мозг при поступлении звука, как он ищет конкретные характеристики, и есть ли что-то такое, что позволяет мозгу различать эти качества.

На основании экспериментов, проведенных как на животных, так и на людях, ученые разработали компьютерную модель, которая может точно имитировать то, как конкретные регионы мозга обрабатывают звуки по мере их поступления в уши и преобразуют их в мозговые сигналы, позволяющие нам распознавать виды звука, которые мы слушаем. Модель сумела правильно определить, какой музыкальный инструмент играл (один из 13 инструментов), с точностью 98,7%.

Компьютерная модель также сумела отобразить то, как люди выносят свое суждение о тембре. В исследовании приняли участие 20 человек, которые по отдельности сидели в звукоизолированной кабине и слушали звуки музыки через наушники. Ученые попросили выслушать два звука, сыгранные на разных музыкальных инструментах. После этого слушатели должны были  оценить, насколько похожими кажутся эти звуки. Скрипка и виолончель воспринимались ближе друг к другу, чем скрипка и флейта. Исследователи также обнаружили, что духовые и ударные инструменты сильнее всего отличаются друг от друга. За ними следуют струнные и ударные, а затем струнные и духовые. Эти тонкие оценки характеристик тембра также были воспроизведены компьютерной моделью.

Инструменты



Возврат к списку

Альметьевск
ул. Ленина, д. 29
+7 (8553) 42 42 90
+7 (939) 310 42 90
Ангарск
82 квартал, д. 2, офис 1
+7 (3955) 52 19 98
+7 (950) 060 07 20
Архангельск
Троицкий пр-т, д. 158
+7 (8182) 27 54 69
+7 (921) 292 52 72
Астрахань
ул. Ленина/ Дарвина, д. 52/2, литер А, помещение 09
+7 (8512) 52 28 90
Барнаул
ул. Шевченко, д. 52а (пр-т Ленина, д. 56)
+7 (3852) 39 03 09
+7 (3852) 36 77 00
Белгород
проспект Богдана Хмельницкого, д. 77
+7 (4722) 33 05 36
Бийск
ул. В. Максимовой, д. 5
+7 (3854) 22 11 50
Братск
Центральный жилой район, ул. Мира, 42
+7 (3953) 41 11 42
Владивосток
ул. Захарова, д. 5
+7 (423) 242 19 20
Владимир
ул. Горького, д. 58
+7 (915) 792 46 25
+7 (4922) 53 70 71
+7 (991) 320 53 78
Волгоград
ул. Невская, д.11а, офис № 19
+7 (8442) 37 37 09
Вологда
г. Вологда ул. Октябрьская д.44
+7 (8172) 21 02 92
Воронеж
Коминтерновский р-н, Московский пр-т, д. 80
+7 (473) 224 79 66
Горно-Алтайск
Коммунистический пр-т, 51
+7( 38822) 2 23 10
+7 (913) 693 50 40
Екатеринбург
пр-т Ленина, 10
+7 (343) 379 05 10
+7 (906) 810 80 67
Иваново
ул. Любимова, д.3
+7 (915) 820 14 55
+7 (4932) 50 14 55
Ижевск
ул. Ленина, д.79
+7 (3412) 68 66 45
+7 (3412) 56 93 30
+7 (919) 916 93 30
Иркутск
ул. Дзержинского, д. 25, офис 204
+7 (3952) 29 11 94
+7 (914) 895 01 19
Казань
ул. Cаид-Галеева, д. 25
+7 (843) 528 09 26
+7 (843) 250 31 36
Калининград
ул. 9 Апреля, д.7
+7 (4012) 33 92 78 (предв. запись)
Калуга
ул. Суворова, д. 142а
+7 (4842) 777 101
Кемерово
пр-т Ленина, д. 103
+7 (983) 212 05 36
Киров
ул. Карла Маркса, 62
+7 (8332) 37 37 73
Комсомольск-на-Амуре
ул. Красногвардейская д.16
+7 (4217) 23 22 50
+7 (909) 826 98 80
Кострома
ул. Советская, д. 109
+7 (4942) 46 64 87
+7 (930) 386 64 87
Краснодар
ул. Постовая, 18 литер А
+7 (861) 267 20 36
+7 (988) 243 05 11
Красноярск
ул. Партизана Железняка, д. 3-Б
+7 (391) 220 15 63
+7 (923) 450 81 89
Курган
ул. Станционная, д. 41
+7 (3522) 43 34 60
Курск
ул. Радищева, д. 25
+7 (4712) 70 12 13
+7 (919) 170 38 09
Липецк
ул. Московская, д. 91
+7 (4742) 31 48 38
+7 (960) 152 30 06
+7 (900) 989 82 72
Магадан
ул. Портовая, д. 4
+7 (4132) 21 11 66
Мурманск
ул. Привокзальная, д. 10
+7 (8152) 45 31 77
Набережные Челны
проспект Сююмбике, д. 17, пом. 181 (41/03)
+7 (8552) 92 32 38
+7 (967) 469 94 45
Нижнекамск
ул. Корабельная, д. 27
+7 (8555) 32 33 53
Нижний Новгород
ул. Бекетова, д. 21/16
+7 (831) 435 12 88
+7 (999) 072 13 12
Нижний Тагил
ул. Папанина, д. 21
+7 (912) 229 09 54
Новокузнецк
Октябрьский Проспект, д.7
+7 (3843) 70 11 08
+7 (996) 415 01 43
Новороссийск
ул. Советов, д. 12
+7 (8617) 64 57 47
+7 (989) 769 71 81
Новосибирск
ул. Челюскинцев, д. 30
+7 (383) 347 36 06
Обнинск
ул. Курчатова, д. 19а
+7 (903) 816 95 50
Октябрьский
ул. Губкина, д. 9, помещение 18
+7 (34767) 7 09 18
+7 (937) 497 85 50
Омск
пр-т Карла Маркса, д. 49
+7 (3812) 46 85 16
Орел
ул. Московская, д. 36
+7 (4862) 25 45 78
Оренбург
ул. Кобозева, д. 25а, каб. №34.
+7 (3532) 77 80 71
Орск
ул. Краматорская, д. 52
+7 (3537) 34 03 53
Пенза
ул. Суворова, д. 139
+7 (8412) 54 14 15
Пермь
Мотовилихинский район, ул. Крупской, д. 38
+7 (342) 258 03 23
Петрозаводск
пр-т Ленина, д. 21,офис № 108
+7 (963) 744 70 13
+7 (8142) 78 37 29
Петропавловск-Камчатский
ул. Ленинградская, д. 100
+7 (4152) 43 39 08
+7 (914) 991 32 93
Псков
ул. Советская, д. 64
+7 (8112) 68 20 24
Ростов-на-Дону
проспект Михаила Нагибина, д. 37
+7 (863) 294 98 80
+7 (863) 22 72 072
+7 (918) 554 98 80
Рязань
ул. Соборная, д. 17
+7 (4912) 994 944
+7 (4912) 28 44 58
Самара
пр-т Масленникова, д. 6
+7 (846) 263 39 18
+7 (846) 263 53 75
Саранск
Проспект Ленина, д. 32
+7 (8342) 47 26 74
Саратов
Деловой тупик, 3
+7 (8452) 35 46 34
+7 (991) 195 64 65
Симферополь
проспект Победы, д. 54
+7 (3652) 57 39 34
+7 (978) 980 02 16
Смоленск
просп. Гагарина, д. 27
+7 (4812) 62 32 50
Сочи
ул. Красноармейская, д.15
+7 (8622) 54 12 38
+7 (988) 163 01 40
Ставрополь
ул. Семашко, д. 1
+7 (8652) 75 54 24
+7 (8652) 29 53 15
Старый Оскол
м-н Королёва, 32в
+7 (4725) 42 06 12
Стерлитамак
ул. Коммунистическая, д. 15.
+7 (3473) 22 29 93
Сыктывкар
ул. Советская, д. 10
+7 (8212) 24 50 75
Тамбов
ул. Московская, д. 29
+7 (4752) 79 67 99
Тверь
ул. Советская, 64
+7 (991) 351 85 81
Тольятти
ул. Максима Горького, д. 61
+7 (8482) 25 18 29
Томск
проспект Фрунзе, д. 25
+7 (3822) 530 535
+7 (953) 915 43 12
Тула
ул. Советская, д. 17
+7 (910) 150 05 83
Тюмень
ул. 50 лет Октября, д. 54/2
+7 (3452) 54 62 50
Улан-Удэ
ул. Кирова, д. 31
+7 (3012) 37 90 98
Ульяновск
ул. Гончарова , д. 56/2.
+7 (8422) 67 53 52
Уфа
Октябрьский район, ул. Ростовская, д. 3
+7 (347) 248 53 90
Хабаровск
ул. Ленинградская, 56А
+7 (4212) 30 03 04
+7 (909) 843 32 33
Ханты-Мансийск
ул. Комсомольская, д. 29
+7 (3467) 33 58 03
+7 (958) 153 94 05
Чебоксары
проспект Ленина, д.53
+7 (8352) 55 10 11
Череповец
ул. М. Горького, д. 43
+7 (8202) 58 73 73
Чита
ул. Коханского, 14
+7 (3022) 28 37 77
Элиста
6-й микрорайон, д. 1
+7 (847-22) 6 87 11
+7 (937) 463 87 11
Юрга
ул. Максименко, д. 24
+7 (38451) 5 06 82
Якутск
ул. Ярославского, д. 24
+7 (4112) 43 50 45
Ярославль
проспект Октября, д. 3.
+7 (4852) 72 07 26