난청인들을 돕기 위한 스마트폰 기반 앱을 개발한 연구원 - 소음환경 청력개선

미국 택사스 대학교  댈러스 연구진은 청각장애인의 가장 큰 문제를 해결하는 스마트폰 기반 앱을 개발했다.

 

7월 27일 온라인 미국 음향학회지에 게재된 연구에서 자세히 소개된 가장 최근의 앱 중 하나는 인공지능을 사용하여 유무선 연결을 사용하는 장치뿐만 아니라 스마트폰과 이어폰을 통해 관련 없는 잡음, 거리 배경 소음 및 기타 소리를 제거한다. 이 글은 연구원들이 2014년부터 학술지와 학회에서 청각장애인을 위한 연구에 대해 발표한 67개 연구 중 하나이다.

 

Erik Jonsson 공학 및 컴퓨터 과학 대학의 전기 및 컴퓨터 공학 교수이자 이 프로젝트의 수석 연구원인  Issa Panahi 박사는 앱이 실시간으로 작동하기 때문에 화자의 입술 움직임과 신호가 일치한다고 말했다. 이 기술은 음성 출처의 방향을 찾아 표시하고 배경 잡음을 억제하며 음성 품질과 인식을 개선할 수 있다.

 

[이미지]  Erik Jonsson 공학 및 컴퓨터 과학 대학의 전기 및 컴퓨터 공학 교수 인 Issa Panahi 박사

파나히 박사는 "시끄러운 환경에서 대화를 나누어도 여전히 말을 잘 알아 들을 수 있고, 스마트폰 기반 앱을 사용할 때 말투가 왜곡되지 않는다", "난청이 있는 사람에게 필요한 것은 바로 그것"이라고 말했다.

 

세계보건기구(WHO)에 따르면 3400만 명의 어린이를 포함해 전 세계적으로 약 4억6600만 명의 사람들이 난청 장애를 경험하고 있다. NIH에 따르면 미국 성인의 약 15%가 청력에 문제가 있다고 한다.

 

파나히 박사는 "이번 연구에서는 청각장애를 가진 사람들을 돕고 삶의 질을 향상시킬 수 있는 저렴한 플랫폼과 보조 도구를 개발하기 위해 노력하고 있다"고 말했다.

 

"앱의 예비 테스트에서 청각 장애인은 22%, 난청이 없는 사람의 경우도 29%의 혜택으로 청력이 향상되는 것으로 나타났습니다" 라고 행동 및 뇌 과학학교의 언어 청각프로젝트 교수인 Linda Thibodeau 박사는 말했다.

 

Thibodeau는 "난청이 있는 사람들은 개인 보조 기술의 정교한 소음 감소 회로에도 불구하고 일반적으로 시끄러운 환경에서 말하기가 어렵습니다. 상당한 이점을 제공하는 일부 사용가능한 솔루션은 원격 마이크를 화자 가까이에 배치하여 신호를 직접 전송하는 것입니다. 그러나 이러한 원격 마이크 시스템은 매우 비싸고 실제로 사용하기에 어색 할 수 있습니다"

 

[이미지] 배경소음을 줄일 수 있는 음성향상 도구 - 이미지 출처 텍사스 달사스 대학

연구진은 스마트폰에 내장된 마이크만 사용하는 소음 필터링 및 음성 개선 앱을 개발했다. 안드로이드와 iOS 기반 스마트폰에서 모두 테스트를 거친 이 앱들은 보청기 장치와도 함께 사용할 수 있다. 이 기술은 소음이 어디서 나는지를 표시하여 사용자들이 더 나은 음질을 얻기 위해 전화기의 방향을 바꿀 수 있도록 한다.

 

스마트폰 터치스크린 패널에서 앱이 제공하는 버튼을 최대한으로 밀면 모든 소음이 억제되어 소음 제거 헤드폰이 하는 것과 비슷하게 아무 소리도 들리지 않는다. 그러나 사용자는 버튼을 변경하여 배경 소음이 억제되고 사용자의 청력 수준에 따라 음성이 명확해지도록 조정할 수 있다. 통계신호처리연구소와 UT 음향연구소의 파나히 설립이사는 "이용자에게 최대한 도움이 되도록 다양한 상황에 맞는 기술을 개발했다"고 말했다.

 

많은 새로운 앱들이 새로운 딥 뉴럴 네트워크와 머신러닝 기법을 기반으로 하고 있는데, 이 기법들은 사전에 기록된 많은 양의 실제 데이터를 사용한다. 이 기술을 개발하기 위해, 연구원들은 우선 사람들이 일상 생활에서 마주칠 수 있는 서로 다른 깨끗한 음성 신호, 배경소음 신호, 그리고 시끄러운 음성 신호의 방대한 데이터베이스를 만들었다. 이 데이터는 소프트웨어를 훈련시키고 적절한 모델을 생산하는 데 사용된다. 이 모델들은 스마트폰 앱에서 소음이 많은 환경에서 명확한 음성 신호를 생성하기 위해 사용된다.

 

연구진은 또 비상 사이렌이나 가정경보 등 경보 신호를 감지해 청각 장애인을 위한 배경소음 등의 신호 억제를 피하는 새로운 앱에 대한 연구도 발표했다.

 

원본출처 : 

The University of Texas at Dallas

Researchers Develop Smart Apps To Help People with Hearing Loss (By Kim Horner, Jan.13,2021)

 

 

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