Die meisten neuen Kopfhörer sind heutzutage mit einer Art Geräuschunterdrückung ausgestattet. Wie gut das funktioniert, hängt von der Firma ab. Apple AirPods, sind zum Beispiel ziemlich gut. Billigmarken sind natürlich mittelmäßig. Aber keiner von ihnen eliminiert externe Geräusche zu 100%.
Ingenieurstudenten der University of Washington haben einen Kopfhörer entwickelt, der mithilfe von maschinellem Lernen eine nahezu vollständige Geräuschunterdrückung bietet. Die Kopfhörer namens ClearBuds wurden kürzlich auf der International Conference on Mobile Systems, Applications and Services der Computing Association vorgestellt. Abgesehen von den offensichtlichen Verwendungszwecken kann AI (künstliche Intelligenz) Jamming in Heimlautsprechern verwendet werden und Robotern helfen, den Standort zu verfolgen.
Ein kurzes Video (unten) zeigt, wie die Kopfhörer einen Staubsauger und sogar die Stimme einer anderen Person übertönen. Das Verfahren isoliert die Stimme des Sprechers effektiv ohne Rauschinterferenz. Andere getestete Methoden vermissen immer noch einige der Hintergrundgeräusche. Überzeugender wäre natürlich eine praktische Vorführung.
Wie bei anderen Geräuschunterdrückungstechnologien verwenden die ClearBuds zwei Mikrofone, um Lautsprechergeräusche und externe Geräusche aufzunehmen. Die Art und Weise, wie Signale verarbeitet werden, ist jedoch völlig anders.
Maruchi Kim, Doktorandin der gleichnamigen School of Computer Science and Engineering Paul H. Allens UoW erklärt, dass jeder Ohrhörer zwei synchronisierte hochauflösende Audiostreams erzeugt, die die Richtung jedes aufgenommenen Tons enthalten. Diese Methode ermöglicht es der KI, ein räumliches Audioprofil der Umgebung zu erstellen und die Stimme und Geräuschquellen des Sprechers genauer zu isolieren als bidirektionale Mikrofone.
„Da die Stimme des Sprechers nah und ungefähr gleich weit von den beiden Kopfhörern entfernt ist, wurde das neuronale Netzwerk darauf trainiert, sich nur darauf zu konzentrieren und Hintergrundgeräusche, einschließlich anderer Stimmen, auszuschließen“, erklärte Studien-Co-Autor Ishaan Chatterjee. „Diese Methode ist der Funktionsweise Ihrer Ohren sehr ähnlich. Sie verwenden den Unterschied zwischen den Tönen im linken und rechten Ohr, um festzustellen, woher der Ton kommt."
Die meisten High-End-Kopfhörer haben Mikrofone an jeder Ohrmuschel, aber Allen sagt, dass nur einer von ihnen zu einem bestimmten Zeitpunkt aktiv Ton zur Verarbeitung sendet. Bei ClearBuds sendet jeder Ohrhörer ständig gleichzeitige Audiostreams. Für diese Methode mussten die Wissenschaftler ein spezielles Bluetooth-Netzwerkprotokoll für Kopfhörer entwickeln, das die beiden Streams auf 70 Mikrosekunden genau synchronisiert.
Während die ClearBuds etwas größer sind als einige der beliebtesten verfügbaren kompakten Ohrhörer, muss die KI-Verarbeitung immer noch von einem angeschlossenen Gerät übernommen werden, das maschinelles Lernen ausführen kann. Das Team arbeitet daran, die neuronalen Netzwerkalgorithmen effizienter zu machen, damit die Verarbeitung in Kopfhörern erfolgen kann.
Die Ingenieure haben nichts über den Kommerzialisierungsplan gesagt. Sobald ihre Arbeit jedoch vollständig abgeschlossen ist, steht die Produktion eines kommerziellen Produkts oder die Lizenzierung der Technologie vor der Tür.
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