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


Отправить
Отправить
Поделиться
Поделиться

Возврат к списку

ул. Ленина, д. 29
+7 (8553) 42 42 90
+7 (939) 310 42 90
Предварительная запись
ул. Новороссийская, 150
+7 (988) 140-08-37
Предварительная запись
82 квартал, д. 2, офис 1
+7 (3955) 52 19 98
+7 (950) 060 07 20
Предварительная запись
Троицкий проспект, д. 158
+7 (8182) 27 54 69
+7 (921) 292 52 72
Предварительная запись
ул. Ленина/ Дарвина, д. 52/2, литер А, помещение 09
+7 (8512) 52 28 90
Предварительная запись
микрорайон Юго-Восточный, д. 35
+7 (39151) 3-61-15
+7 (958) 514-27-58
Предварительная запись
ул. Шевченко, д. 52а (пр-т Ленина, д. 56)
+7 (3852) 39 03 09
+7 (3852) 36 77 00
Предварительная запись
проспект Богдана Хмельницкого, д. 77
+7 (4722) 33 05 36
Предварительная запись
ул. Ленина, 23А
+7 (962) 838-37-68
Предварительная запись
ул. В. Максимовой, д. 5
+7 (3854) 22 11 50
Предварительная запись
Центральный жилой район, ул. Мира, 42
+7 (3953) 41 11 42
Предварительная запись
ул. Захарова, д. 5
+7 (423) 242 19 20
Предварительная запись
ул. Горького, д. 58
+7 (915) 792 46 25
+7 (4922) 53 70 71
+7 (991) 320 53 78
Предварительная запись
ул. Невская, д.11а, офис № 19
+7 (8442) 37 37 09
Предварительная запись
г. Вологда ул. Октябрьская д.44
+7 (8172) 21 02 92
Предварительная запись
Коминтерновский р-н, Московский пр-т, д. 80
+7 (473) 224 79 66
Предварительная запись
Коммунистический пр-т, 51
+7( 38822) 2 23 10
+7 (913) 693 50 40
Предварительная запись
пр-т Ленина, 10
+7 (343) 379 05 10
+7 (906) 810 80 67
Предварительная запись
ул. Любимова, д.3
+7 (915) 820 14 55
+7 (4932) 50 14 55
Предварительная запись
ул. Ленина, д.79
+7 (3412) 68 66 45
+7 (3412) 56 93 30
+7 (919) 916 93 30
Предварительная запись
ул. Дзержинского, д. 25, офис 204
+7 (3952) 29 11 94
+7 (914) 895 01 19
Предварительная запись
ул. Cаид-Галеева, д. 25
+7 (843) 528 09 26
+7 (843) 250 31 36
Предварительная запись
ул. 9 Апреля, д.7
+7 (4012) 33 92 78
Предварительная запись
ул. Ленина, д. 80
+7 (4842) 777 101
+7 (991) 215 17 43
Предварительная запись
пр-т Ленина, д. 103
+7 (983) 212 05 36
Предварительная запись
ул. Карла Маркса, 62
+7 (8332) 37 37 73
Предварительная запись
ул. Красногвардейская д.16
+7 (4217) 23 22 50
+7 (909) 826 98 80
Предварительная запись
ул. Советская, д. 109
+7 (4942) 46 64 87
+7 (930) 386 64 87
Предварительная запись
ул. Постовая, 18 литер А
+7 (861) 267 20 36
+7 (988) 243 05 11
Предварительная запись
ул. Партизана Железняка, д. 3-Б
+7 (391) 220 15 63
+7 (923) 450 81 89
Предварительная запись
ул. Станционная, д. 41
+7 (3522) 43 34 60
Предварительная запись
ул. Радищева, д. 25
+7 (4712) 70 12 13
+7 (919) 170 38 09
Предварительная запись
ул. Московская, д. 91
+7 (4742) 31 48 38
+7 (960) 152 30 06
+7 (900) 989 82 72
Предварительная запись
ул. Портовая, д. 4
+7 (4132) 21 11 66
Предварительная запись
ул. Привокзальная, д. 10
+7 (8152) 45 31 77
Предварительная запись
пр-т Сююмбике, д. 17
+7 (8552) 92 32 38
+7 (967) 469 94 45
Предварительная запись
ул. Корабельная, д. 27
+7 (8555) 32 33 53
Предварительная запись
ул. Бекетова, д. 21/16
+7 (831) 435 12 88
+7 (999) 072 13 12
Предварительная запись
ул. Папанина, д. 21
+7 (912) 229 09 54
Предварительная запись
Октябрьский Проспект, д.7
+7 (3843) 70 11 08
+7 (996) 415 01 43
Предварительная запись
ул. Советов, д. 12
+7 (8617) 64 57 47
+7 (989) 769 71 81
Предварительная запись
ул. Челюскинцев, д. 30
+7 (383) 347 36 06
Предварительная запись
ул. Курчатова, д. 19а
+7 (903) 816 95 50
Предварительная запись
ул. Губкина, д. 9
+7 (34767) 7 09 18
+7 (937) 497 85 50
Предварительная запись
пр-т Карла Маркса, д. 49
+7 (3812) 46 85 16
Предварительная запись
ул. Московская, д. 36
+7 (4862) 25 45 78
+7 (991) 095 88 10
Предварительная запись
ул. Кобозева, д. 25а, каб. №34.
+7 (3532) 77 80 71
Предварительная запись
ул. Краматорская, д. 52
+7 (3537) 34 03 53
Предварительная запись
ул. Суворова, д. 139
+7 (8412) 54 14 15
Предварительная запись
Мотовилихинский район, ул. Крупской, д. 38
+7 (342) 258 03 23
Предварительная запись
пр-т Ленина, д. 30
+7 (963) 744 70 13
+7 (8142) 78 37 29
Предварительная запись
ул. Ленинградская, д. 100
+7 (4152) 43 39 08
+7 (914) 991 32 93
Предварительная запись
ул. Ноградская, 1
+7 (3846) 64-36-23
+7 (996) 332-98-67
Предварительная запись
ул. Советская, д. 64
+7 (8112) 68 20 24
+7 (992) 296 69 52
Предварительная запись
проспект Михаила Нагибина, д. 37
+7 (863) 294 98 80
+7 (863) 200 33 29
+7 (918) 554 98 80
Предварительная запись
ул. Соборная, д. 17
+7 (4912) 994 944
+7 (4912) 28 44 58
Предварительная запись
пр-т Масленникова, д. 6
+7 (846) 263 39 18
+7 (846) 263 53 75
Предварительная запись
Проспект Ленина, д. 32
+7 (8342) 47 26 74
Предварительная запись
Деловой тупик, 3
+7 (8452) 35 46 34
+7 (991) 195 64 65
Предварительная запись по телефону
проспект Победы, д. 54
+7 (3652) 57 39 34
+7 (978) 980 02 16
Предварительная запись
просп. Гагарина, д. 27
+7 (4812) 62 32 50
Предварительная запись
ул. Красноармейская, д.15
+7 (8622) 54 12 38
+7 (988) 163 01 40
Предварительная запись
ул. Семашко, д. 1
+7 (8652) 75 54 24
+7 (8652) 29 53 15
Предварительная запись
м-н Королёва, 32в
+7 (4725) 42 06 12
Предварительная запись
ул. Коммунистическая, д. 15.
+7 (3473) 22 29 93
Предварительная запись
ул. Советская, д. 10
+7 (8212) 24 50 75
Предварительная запись
ул. Московская, д. 29
+7 (4752) 79 67 99
Предварительная запись
ул. Советская, 64
+7 (991) 351 85 81
Предварительная запись
бульвар Баумана, д. 5
+7 (8482) 55 95 44
Предварительная запись
проспект Фрунзе, д. 25
+7 (3822) 530 535
+7 (953) 915 43 12
Предварительная запись
ул. Советская, д. 17
+7 (910) 150 05 83
Предварительная запись
ул. 50 лет Октября, д. 54/2
+7 (3452) 54 62 50
Предварительная запись
ул. Кирова, д. 31
+7 (3012) 37 90 98
Предварительная запись
ул. Гончарова, д. 56/2.
+7 (8422) 67 53 52
Предварительная запись
Октябрьский район, ул. Ростовская, д. 3
+7 (347) 248 53 90
Предварительная запись
ул. Ленинградская, 56А
+7 (4212) 30 03 04
+7 (909) 843 32 33
Предварительная запись
ул. Комсомольская, д. 29
+7 (3467) 33 58 03
+7 (958) 153 94 05
Предварительная запись
пр-т Ленина, 53
+7 (8352) 55 10 11
Предварительная запись
ул. М. Горького, д. 43
+7 (8202) 58 73 73
Предварительная запись
ул. Коханского, 14
+7 (3022) 28 37 77
Предварительная запись
6-й микрорайон, д. 1
+7 (847-22) 6 87 11
+7 (937) 463 87 11
Предварительная запись
ул. Максименко, д. 24
+7 (38451) 5 06 82
Предварительная запись
ул. Ярославского, д. 24
+7 (4112) 43 50 45
Предварительная запись
проспект Октября, д. 3.
+7 (4852) 72 07 26
Предварительная запись