您听说过鸡尾酒会问题吗？

从鸡尾酒会到公共交通，在许多日常环境中都有竞争性的声音来源。如果您想听一种特定的声音，请说一个朋友的问题，在复杂的听觉环境中，您必须区分周围的声音并专注于感兴趣的一种。这种情况被称为“鸡尾酒会问题”。了解人类如何解决此问题可以导致助听器设计的进步。

了解鸡尾酒会问题

想象一下，您在除夕在一个繁忙的鸡尾酒会上。音乐和笑声充满了声音的声音。您和一个朋友在人群中间聊天，等待期待倒计时的开始。

现在，闭上眼睛，考虑试图听你的朋友。

您是如何从周围噪音的混合物中挑出朋友的声音的？

这个问题的答案在于鸡尾酒会效应，一个概念由科林·樱桃在1953年推广。这鸡尾酒会问题在具有竞争声音的环境中，涉及听力和专注于语音信号，例如语音信号。

为此，您需要克服两个挑战：

1. 分析声音的混合物并挑选出特定的感兴趣的声音，以便您可以理解它
2. 将注意力引向感兴趣的声音，同时忽略其他声音
   1. 这可能涉及在听两次对话时转移注意力

当党变得更大并且有更多竞争性的声音来源时，这些挑战会加剧。结果，很难确定感兴趣的语音信号，从周围的声音混合中恢复它，然后注意它。尽管面临挑战，但许多人还是能够自然解决这个问题而无需考虑太多问题。

那我们该怎么做呢？让我们来看看…

人体如何解决鸡尾酒会问题？

根据这个来源，这里发挥的主要因素是我们的大脑能够使用分组提示来确定哪些声音在一起。例如，单个声音通常会在其不同频率上具有常见的幅度变化。这意味着，当我们以多种频率遇到同时停止和启动的声音时，我们的大脑将其解释为属于同一声音源。此外，当声音混音中的频率具有谐波关系时，通常会听到它们是一种声音，因为它们很可能彼此相关。

自然声音的波动也使区分声音更容易。尽管不同的声音有时会互相掩盖，但当它们波动时，我们会瞥见嘈杂的环境中的基础声音。然后，我们的听觉系统可以通过准确地对被模糊的位进行分组，从而填充空白以获取遮盖的声音。

按Play将运送到嘈杂的鸡尾酒会。起初，您只能听到声音的混杂。然后，您遇到了一个老朋友，他开始与您交谈。当您专注于朋友所说的话时，您最终能够过滤党的其他声音，从而有效地将它们变成背景噪音。

我们的大脑解决这个问题的另一种有用方法是利用我们对各种声音类别的理解。回到我们的鸡尾酒会示例，如果您的朋友说话，如果他们形成连贯的句子，那么您将有更好的机会听到他们的声音，而不是他们说的是Gibberish。此外，如果您的朋友的口音熟悉，您对声音的看法更为准确。

本地化和视觉提示也有助于我们将注意力转移到正确的听觉源上。例如，如果目标声音与不希望的声音不同，那么我们可以更轻松地使用空间听力来区分它，因此，其余的将变成背景噪声。

解决鸡尾酒会问题的挑战

尽管普通人体通常可以自己解决鸡尾酒会问题，但听力受损的人可能会在大声的情况下挣扎。要了解更多信息，我们与丹麦技术大学的Abigail Kressner接触。克雷斯纳（Kressner）提到，一个普遍接受的理论关于为什么听力受损的人在大声的情况下挣扎是由于“可听性的结合（即信号是否足够大声，可以使听力受损的人听到他们的声音）并减少了时间。解决。”

克雷斯纳（Kressner）阐述说，这些问题可能会“影响听力受损的听众在复杂的声学场景中像鸡尾酒会（例如鸡尾酒会）中分离不同声音的能力，并且它们也可能减少了注意力隔离。”那些听力障碍的人在竞争噪声源的波动之间也无法“倾听”。正如我们之前谈到的那样，噪声中的这些波动为有正常听力的人提供了目标语音的瞥见，因此，它们为理解语音提供了线索。对于助听器设计师来说，在机器算法中复制这种能力是一个挑战。

设计出鸡尾酒会效果的卓越助听器

当然，设计助听器的第一个目标是使助听器用户声音听起来。但是，在满足了这一要求之后，可以添加很多其他功能，包括：

• 方向性麦克风或梁形器，以指出来自一定角度的声音，例如用户后面
• 计算语音隔离系统自动区分目标语音和干扰背景噪声并促进背景噪声的抑制

克雷斯纳（Kressner）指出，这些方法既遇到了区分声音信号的挑战，又遇到了听众想听的挑战。例如，您可能想听听一个朋友在您面前或房间另一侧的人聊天的朋友，他们刚叫您的名字。

助听器。UdoSchröter的图像 - 自己的作品。获得许可CC BY-SA 3.0， 通过Wikimedia Commons。

助听器设备将如何知道用户想要听的信号？这可可项目认为大脑信号（EEG信号）是答案。不过，该解决方案仍在进行大量工作，包括对解码认知关注的更多研究，然后使用此信息调整设备并抑制不需要的信号。

寻找设计更好的助听器的灵感

让我们离开我们虚构的鸡尾酒会，而是穿过茂密的森林。在这里，在温暖的春天晚上，您可能会听到应对的灰色树蛙。虽然每个单独的呼叫相似，但Fitter雄性释放速度更快，更长的呼叫。女性聆听这些电话，调整出去额外的声音和调音在要呼吁。研究这些青蛙如何实现这一壮举以及耳朵和人耳之间的差异可以帮助改善助听器和语音识别系统的设计。

寻找灵感来改善自然界的助听器设计；COPE的灰色树蛙的照片。图片由Fryfish 4-自己的作品。获得许可CC BY-SA 4.0， 通过Wikimedia Commons。

到目前为止，Kressner指出，大量研究助听器问题“已经通过非常受控但不切实际的实验室实验获得了鸡尾酒会问题”。这不是理想的，因为“我们在实验室中看到的与现实世界中看到的内容之间存在脱节。”为了向前迈进和缩小这一差距，Kressner建议可以使用，例如数值建模或更现实的心理繁殖技术，以更好地了解现实世界中正在发生的事情。

在模拟中找到灵感；A探针管麦克风，可以与助听器联合使用，并与ComsolMultiphysics®软件进行模拟。

了解有关鸡尾酒会问题和声学的更多信息

• 了解有关鸡尾酒会问题的最新研究当前的生物学文章
• A.W Bronkhorst，“鸡尾酒会现象：多对言语条件下的语音可理解性研究综述”，Acta Acustica与Acustica联合，2000年。
• 通过集体参数建模分析助听器接收器
• 用声学模拟分析探针管麦克风设计