對(duì)聽障人士而言，在嘈雜場(chǎng)所中捕捉特定的說(shuō)話內(nèi)容是一件非常困難的事。據(jù)世界衛(wèi)生組織預(yù)測(cè)，到2050年全球?qū)⒂屑s25億人出現(xiàn)聽力問(wèn)題。近日，波士頓大學(xué)開發(fā)出首次模擬人腦工作原理的新型聲音處理算法BOSSA（Biologically Oriented Sound Segregation Algorithm），可為助聽器過(guò)濾干擾，在嘈雜環(huán)境中準(zhǔn)確鎖定特定說(shuō)話者的聲音。測(cè)試發(fā)現(xiàn)，該算法在識(shí)別詞匯的準(zhǔn)確率方面，相較當(dāng)前助聽器所用的算法提高40%，該研究成果已發(fā)表于《Communications Engineering》期刊。

BOSSA算法的靈感來(lái)自大腦處理聲音的模式。該算法開發(fā)者、波士頓大學(xué)工程學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程副教授Kamal Sen和其所在的“自然聲音與神經(jīng)編碼實(shí)驗(yàn)室”，多年來(lái)致力于研究大腦篩選不同聲源的機(jī)制，并探究神經(jīng)回路如何壓制干擾信號(hào)，發(fā)現(xiàn)大腦通過(guò)“抑制性神經(jīng)元”實(shí)現(xiàn)內(nèi)部降噪，從而幫助個(gè)體聚焦某個(gè)特定聲源。

“它本質(zhì)上就是一個(gè)模仿大腦功能的計(jì)算模型”，Sen表示。該算法通過(guò)模擬人腦的神經(jīng)機(jī)制，分析聲音的空間線索，如音量、聲源方向、傳入時(shí)間等，并根據(jù)個(gè)體需要“調(diào)諧”，適當(dāng)增強(qiáng)或抑制不同聲源，從而真正將聲音源分離并優(yōu)化處理。

為驗(yàn)證BOSSA的實(shí)用性，波士頓大學(xué)健康與康復(fù)科學(xué)學(xué)院語(yǔ)言、語(yǔ)言學(xué)與聽力科學(xué)副研究教授Virginia Best召集一批患有感音神經(jīng)性聽力損失的年輕人，使其在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)佩戴耳機(jī)，模擬多人交談情境。

實(shí)驗(yàn)分別測(cè)試了采用新算法、傳統(tǒng)算法與無(wú)算法三種情境下受試者識(shí)別特定聲源的能力，結(jié)果顯示，傳統(tǒng)算法幾乎無(wú)法改善識(shí)別效果，而BOSSA則帶來(lái)顯著提升。但Best也指出，“要確定這項(xiàng)技術(shù)最終是否對(duì)聽障用戶有幫助，還必須通過(guò)行為學(xué)研究才能驗(yàn)證。”

更重要的是，該算法的意義遠(yuǎn)不止緩解聽力障礙。Sen認(rèn)為，大腦神經(jīng)回路是通用的，核心是聚焦注意力，他希望該技術(shù)能夠幫助更多有患有注意力缺陷障礙（ADHD）或自閉癥的群體。當(dāng)前，該團(tuán)隊(duì)正測(cè)試升級(jí)版算法，加入眼動(dòng)追蹤功能，幫助用戶通過(guò)視線控制聚焦聽覺焦點(diǎn)，進(jìn)一步提升算法的交互性與實(shí)用性。

目前， Sen已為這款新算法申請(qǐng)專利，希望能與對(duì)該技術(shù)感興趣的公司開展授權(quán)合作。他指出，“如果傳統(tǒng)助聽器企業(yè)不盡快創(chuàng)新，可能會(huì)被市場(chǎng)淘汰。”當(dāng)前，蘋果公司的最新款A(yù)irPods Pro 2就已宣傳其具備臨床級(jí)助聽功能?！斑@是一個(gè)臨界點(diǎn)。若能將其及時(shí)落地，BOSSA有可能徹底改變助聽設(shè)備的語(yǔ)音處理方式”，Sen表示。

論文來(lái)源： https://medicalxpress.com/news/2025-04-noisy-crowded-spaces-algorithm-aid.html