Шумоподавление храпа в области уха

Cистему поместили в подушку

Journal of Automatica Sinica) 03, Январь, 2019

Личуань Лю (Lichuan Liu), Карунакар Редди Поттим (Karunakar Reddy Pottim), Университет Северного Иллинойса (Northern Illinois University), США, Сен М. Куо (Sen M. Kuo), Христианский университет Чун Юань (Chung Yuan Christian University), Китай, издали работу "Адаптивное шумоподавление храпа в области уха: экспериментальный подход в реальном времени" (Ear field adaptive noise control for snoring: an real-time experimental approach) в "Журнале автоматики" (EEE/CAA Journal of Automatica Sinica), 6(1), 03, Январь, 2019, сс. 158 - 166.

Авторами разработана система активного шумоподавления, которая обеспечивает эффективное и ненавязчивое решение для снижения громкости храпа, создает спокойную обстановку для соседа храпящего. Введен и теоретически проанализирован адаптивный алгоритм наименьших средних квадратов (LMS), оптимизированный для различных типов храпа. Кроме того, предложен подход маскировки остаточного шума, чтобы дополнительно уменьшить влияние храпа.

Выполнено компьютерное моделирование, проведены эксперименты в реальном времени, для демонстрации осуществимости системы храпа на основе установки специальной подушки. Для достижения оптимального эффекта, основанного на характеристиках слуха человека, эффективность предлагаемого подхода оценивается с помощью многоканальных систем с прямой связью, основанных на алгоритме наименьшего среднего квадрата с фильтрацией (FXLMS). По сравнению с традиционной схемой установки систем контроля шума храпа у изголовья, предложенная система храпа, оптимизирована для работы непосредственно на ухе, дает намного более высокое снижение шума вокруг ушей соседа храпящего.

Умеренный храп происходит в диапазоне от 50 до 60 дБ. Рекорд поставила одна бабушка из Великобритании - 116 дБ. Чтобы подавить звуковую волну, излучается вторая звуковая волна равной амплитуды, но противоположной фазы. Системы подавления храпа обнаруживают исходный звук, а затем генерируют звуковые волны, которые подавляют исходные.

Хотя такие системы для храпа существуют, большинство разработано для установки на изголовье кроватей. Тихая зона находится в центре, вдали от ушей соседа храпящего, что приводит к меньшему снижению шума вокруг ушей. Кроме того, изголовье является тяжелым, громоздким и не переносимым. Вместо этого авторы разработали систему, встроенную непосредственно в подушку. Она включает в себя адаптивный фильтр, который принимает два входных сигнала - сигналы храпа, которые обнаруживаются эталонным микрофоном, и остаточный шум, который обнаруживают два дополнительных микрофона. На основе этих входов адаптивный фильтр генерирует соответствующие противошумные сигналы и сигналы излучаются двумя динамиками из подушки.

Более того, обычные системы шумоподавления для храпа основаны на алгоритмах наименьших средних квадратов (LMS) для генерации противошумных помех. Здесь использовали адаптивный алгоритм LMS. Поскольку сигналы каждого храпа имеют свои уникальные частотно-временные характеристики, важно разработать алгоритм для обеспечения наилучших характеристик подавления для самых разнообразных сигналов храпа. И это было сделано. Благодаря адаптивной LMS, фильтр в этой системе регулирует длину волны уникального храпа человека и реагирует на незначительные изменения его акустических характеристик.

В экспериментах, когда специально изготовленный, чувствительный к шуму манекен был помещен в кровать и подвергся заранее записанному храпу, система достигла снижения шума в ушах манекена на 30 дБ. Размещение системы на изголовье позволило снизить уровень шума только на 20 дБ. Это приводит к почти двукратному снижению слышимости храпа манекеном, просто помещая систему в подушку, а не в изголовье.

Адаптивный алгоритм LMS имеет гораздо лучшую производительность, чем традиционный. Полученные данные показывают, что применение адаптивного алгоритма достигает снижение шума на 20 дБ рядом с ухом спящего, в то время как традиционный алгоритм дает снижение шума храпа только на 12-16 дБ.

Комментарий:

Шнобелевская премия - 1998 - биология

Премия по биологии досталась П. Фонгу из Геттисбургского колледжа за вклад в облегчение жизни съедобных двустворчатых моллюсков, которым он давал препарат Prozac. Его статья так и называется - Индукция и стимуляция родов у моллюсков Sphaerium striatinum
подробнее

Шнобелевская премия - 1994 - энтомология

Премию по энтомологии получил Р. А. Лопес из Вестпорта (Нью-Йорк), доблестный ветеринар, друг всех созданий, больших и малых, – за серию экспериментов по извлечению ушных клещей у кошек, помещению клещей в собственные уши, тщательное описание наблюдений
подробнее

Источник - пресса

Шнобель Процедура Пресса Анналы Архив Статьи Шнобелист