پیشرفته‌ترین سیستم‌ صوتی سه بعدی جهان با موفقیت آزمایش شد

یک تیم از پژوهشگران دانشگاه Western موفق به آزمایش یکی از پیشرفته‌ترین سیستم‌های صوتی جهان با نام AudioDome شده‌اند که توانسته توانایی‌های بازتولید صدای سه‌بعدی را تا مرزهای فراتر از ادراک انسانی به چالش بکشد.

به گزارش تکناک، سیستم AudioDome شامل آرایشی کروی از بلندگوهاست که با استفاده از تکنولوژی پردازش صوتی چندجهتی، یک فضای صوتی کاملاً فراگیر و واقعی ایجاد می‌کند. این فناوری به محققان اجازه می‌دهد تا محیط‌های صوتی مجازی و پویایی را بازسازی کنند که صداها از همان جهتی شنیده می‌شوند که در آن ضبط شده‌اند.

برخلاف هدست‌های صوتی سه‌بعدی که از تکنیک‌های پردازش نرم‌افزاری برای ایجاد حس جهت‌دار بودن صدا استفاده می‌کنند، تکنولوژی پردازش صوتی چندجهتی از مجموعه‌ای از بلندگوها بهره می‌برد تا موقعیت دقیق صدا را در فضا شبیه‌سازی کند.  

هزینه ساخت و هدف از توسعه AudioDome  

این سیستم که برای اولین بار در سال ۲۰۱۹ معرفی شد، با هزینه‌ای بالغ بر ۷۰۰ هزار دلار توسط شرکت اتریشی Sonible ساخته شده است. به گفته‌ی دکتر اینگرید جانسرود که از دانشمندان توسعه‌دهنده این سیستم نوآورانه بود، هدف اصلی از توسعه این فناوری، ایجاد تحول در پژوهش‌های حوزه شنوایی است.

جانسرود گفت: مدت‌ها بود که مطالعات مربوط به شنوایی تنها شامل گوش دادن به صداهای مجزا در اتاق‌های بسته بود، اما این روش شبیه شرایط واقعی شنیداری انسان نیست. AudioDome به ما امکان می‌دهد محیط‌های صوتی طبیعی را برای شرکت‌کنندگان بازسازی کنیم تا بفهمیم آن‌ها چگونه صداها را تشخیص می‌دهند.

بررسی علمی دقت AudioDome در بازسازی محیط صوتی واقعی

تیم تحقیقاتی دانشگاه Western اخیراً مطالعه‌ای را منتشر کرده‌اند که هدف آن بررسی دقت بازسازی صدا توسط AudioDome و توانایی آن در بازنمایی ویژگی‌های انرژی صوتی و مکان‌یابی صداهاست. نتایج این پژوهش که در مجله علمی JASA منتشر شده، حاکی از عملکرد چشمگیر این فناوری است.

نیما زرگرنژاد، پژوهشگر این پروژه، در بیانیه‌ای اعلام کرد: ما از نظر تئوریک می‌دانستیم که یک سری خطاها وجود دارند، اما نمی‌دانستیم که این خطاها چگونه و تا چه اندازه بر درک مکان و هویت صدا توسط انسان تأثیر می‌گذارند.

فراتر از توانایی شنیداری انسان

آزمایش‌ها نشان دادند که سیستم AudioDome می‌تواند صداهای واقعی را با دقتی فوق‌العاده حتی دقیق‌تر از توانایی انسان در تشخیص جهت صداها، بازسازی کند. معمولاً افراد صداهای روبه‌روی خود را واضح‌تر می‌شنوند، اما تشخیص جهت صداهایی که از اطراف سرشان می‌آیند دشوارتر است. داده‌های به‌دست‌آمده از AudioDome همین الگو را با دقت بالا بازسازی کرده‌اند.

این یعنی بلندگوهای این سیستم می‌توانند صداها را به‌گونه‌ای بازسازی کنند که کاملاً با توانایی شنیداری انسان هماهنگ باشد یا حتی دقیق‌تر از آن عمل کند.

محدودیت در بازتولید فرکانس‌های بالا

البته پژوهشگران اشاره کرده‌اند که الگوریتم این سیستم تنها تا حدود ۴ کیلوهرتز توان بازتولید دقیق انرژی صوتی را دارد. این به این معناست که صداهای گفتاری مانند صدایی که از طریق خط تلفن شنیده می‌شود، ممکن است کمی کاهش کیفیت داشته باشند مانند.

گاهی صداهای با فرکانس بالا طوری شنیده می‌شوند که انگار از ارتفاع بیشتری می‌آیند، چون این نوع صداها ممکن است باعث اشتباه در تشخیص جهت توسط سیستم شوند.

کاربرد گسترده در تحقیقات

تیم تحقیقاتی تأکید کرده است که این فناوری برای پژوهشگرانی که نیاز به آزمایش‌های دقیق دارند، اما همزمان می‌خواهند صداها را در یک محیط واقعی و پویا بازسازی کنند، ابزار بسیار مفیدی است.

زرگرنژاد در پایان گفت: ما متوجه شدیم که الگوریتم این سیستم می‌تواند بسیاری از صداهای معمول، از جمله گفتار را با دقتی برابر یا حتی بهتر از توانایی انسان در تشخیص مکان صدا بازسازی کند. این سطح از دقت باعث می‌شود صحنه‌های صوتی بازسازی‌شده کاملاً واقعی به نظر برسند.