/Voorpagina /Nieuws /Mensen /Achtergrond /Academie /Onderzoek /Opinie /Reportage /Bestuur /Cultuur /Studentenleven /Ruis /Harmpje /Colofon

/Vacatures /Mensa /Oude cursors /pdf formaat /Faculteits Berichten /Zoeken /TUE

jaargang 42, 9 september 1999 Onderzoek

De rondzingende microfoon is straks verleden tijd Geluid/Gertjan Harberink Voor mensen met een gehoorapparaat is het niet makkelijk om op een feestje met iemand te praten. Het apparaat versterkt behalve de stem van de gesprekspartner immers ook de achtergrondmuziek en de stemmen van andere aanwezigen. Promovendus ir. Dani‘l Schobben ontwikkelde een methode waarmee dit probleem in de toekomst wellicht opgelost kan worden. Dezelfde methode kan worden toegepast om te zorgen dat stembediende apparaten beter functioneren en dat een programma als Free Speech ook in een rumoerige kantooromgeving gebruikt kan worden. Wie de geluidsfragmenten beluistert die promovendus Dani‘l Schobben op cd bij zijn proefschrift meelevert, krijgt een goed beeld van het werk waarmee hij de afgelopen jaren bezig geweest is. Het eerste fragment dat Schobben laat horen, klinkt als een brij van stemmen. Wie goed luistert hoort de stem van Schobben, de stem van een Franse collega en iets wat lijkt op een nieuwsbulletin van een Franse radiozender. Wat ze zeggen is zo goed als onhoorbaar. De woorden gaan verloren in de brij van geluid. Wanneer hij echter het fragment laat horen waarop BSS, Blind Signal Separation, toegepast is, wordt opeens duidelijk wat er gezegd wordt. ÎIndians came here for stone weapons. She was the last girl in the world.â De zinnen klinken helder en verstaan- baar. De nieuwsuitzending en de andere stem zijn onderdrukt en alleen nog op de achtergrond hoorbaar. Het zijn testzinnetjes die Schobben de afgelopen jaren honderden, zo niet duizenden keren voorbij hoorde komen. Promovendus Dani‘l Schobben deed onderzoek naar digitale signaalbewerking. Slechthorenden zouden veel baat kunnen hebben bij de resultaten van dit onderzoek. Foto: Bart van Overbeeke De 26-jarige Schobben studeerde elektrotechniek. Hij studeerde af in digitale signaalbewerking en besloot zich daar als promovendus verder in te verdiepen. ÎIk kon na mijn afstuderen bij het Natlab beginnenâ, zegt Schobben. ÎMaar ik koos er toch voor om onderzoeker te worden bij de vakgroep Systemen voor Elektronische Signaalbewerking van de faculteit Elektrotechniek. Natuurlijk zou het werk bij Philips meer opleveren, maar de universiteit biedt meer vrijheid in het doen van onderzoek, doordat aan zaken wordt gewerkt zonder dat deze geld op hoeven te leveren.â Aanvankelijk werd Schobben aangesteld om onderzoek te doen naar array signal processing. Dit begrip omvat zoân beetje elke vorm van akoestische signaalbewerking die met meerdere microfoons en luidsprekers te maken heeft. In de eerste instantie ging hij aan de slag met akoestische echo-compensatie, onderzoek waaraan in het verleden al veel aandacht was besteed binnen de vakgroep. Het gaat om een methode om te voorkomen dat geluid gaat rondzingen. Rondzingend geluid is vooral bekend van telefoonspelletjes op de radio. Wanneer iemand met zoân spelletje meedoet en vergeet zijn eigen radio zachter te zetten, gaat het geluid snerpend rondzingen. ÎOok bij teleconferencing heb je ermee te makenâ, zegt Schobben. Door echter slim gebruik te maken van de nog almaar toenemende rekenkracht van computers, is het mogelijk om het rondzingen te stoppen. ÎHiervoor heb je een echo-compensator nodig. Heel simpel gezegd is dat een kastje met software dat in staat is om de akoestische effecten van de omgeving te simuleren. Dat kastje gedraagt zich als het ware als de kamer. Doordat de software de beschikking heeft over het luidsprekersignaal en Îweetâ hoe de kamer reageert, Îweetâ het dus ook welk deel van het microfoonsignaal afkomstig is van de luidspreker en welk deel overeenkomt met de gewenste spraak. Een extra moeilijkheid voor Schobben was het feit dat de signaalbewerking in real time moet gebeuren. ÎHet signaal moet onmiddellijk verwerkt worden. Als je een systeem hebt wat eerst een uur staat te rekenen, heb je er nog niets aan. Bovendien wilde ik dat deze techniek in elke willekeurige ruimte toepasbaar zou zijn. Je wilt dus ook een apparaat hebben dat adaptief is. Het is daarom ook een slim apparaat, het past zichzelf aan.â BSS Schobben vond het een leuk onderzoek, maar raakte na het lezen van een proefschrift uit Cambridge geboeid door Blind Signal Separation, kortweg BSS. Schobben: ÎIn Cambridge is een methode ontwikkeld die werkte voor heel simpele problemen. In de vakgroep was er in het verleden geen expertise op dit gebied. Aangezien het binnen de ruime beschrijving van het onderzoek viel, heb ik het zelf ingebracht. Omdat er binnen de vakgroep ervaring was met grote modellen en akoestiek, was dat geen probleem.â Het kostte het nodige denk- en rekenwerk, maar Schobben ontwikkelde een algoritme dat uitstekend overweg kan met twee geluidsbronnen. ÎVoor de juiste werking van het algoritme is vooralsnog aangenomen dat je evenveel microfoons hebt als geluidsbronnen. Mijn methode werkt optimaal voor twee sprekers. Je hebt opnieuw een kastje met software. Het komt er simpelweg op neer dat de software gaat zoeken naar signalen die niets met elkaar te maken hebben.â Het geluid wordt keurig gefilterd, overbodige signalen worden onderdrukt en alleen het belangrijkste signaal blijft over. ÎJe zou ook nog een radio aan kunnen zetten. De geluiden van de radio kun je immers direct invoeren in het kastje en die filtert hij vervolgens ook uit het signaal.â Ongewenste bijdragen De ÎBâ in BSS staat voor Blind. Het systeem kent de signalen van de sprekers niet en heeft ook geen informatie over hoe deze signalen, bijvoorbeeld via reflecties van de muren, op de microfoons terecht komen. De enige informatie die wordt gebruikt is het feit dat de signalen van de sprekers niets met elkaar te maken hebben. Verder heeft het geen enkele informatie om te beslissen hoe de signalen uit elkaar gepeuterd moeten worden. Het systeem is vooralsnog beperkt tot twee sprekers en een eventuele derde elektronische bron zoals een radio. ÎBij meer dan twee sprekers neemt de kwaliteit van het uitgefilterde signaal snel af. Geluiden op een podium worden immers niet door een maar door alle microfoons opgepikt. ÎAls je tien sprekers en tien microfoons neerzet, pikken de andere negen microfoons ook wat op. Zodoende ontstaan ongewenste bijdragen van elke spreker naar negen microfoons, wat het heel moeilijk maaktâ, aldus Schobben. Teleconferencing De toepasbaarheid van een dergelijk systeem is enorm groot. Slechthorenden zijn er bij gebaat, maar ook fabrikanten van stemgestuurde apparatuur kunnen hun voordeel doen met BSS, al dan niet gecombineerd met echo-cancellation. Voor teleconferencing is het heel handig. Je kan verstaanbaar teleconferencen in een ruimte waar ook andere mensen aanwezig zijn. De software regelt eventuele achtergrondgeluiden weg. Werken met stemgestuurde tekstverwerkers in een drukke kantoorruimte is ook mogelijk. ÎAlles is mogelijkâ. De vakgroep was enthousiast over de uitkomsten van zijn onderzoek. ÎDit is echt nieuwâ, verzekert Schobben. ÎSignaal-separatie is zelf een relatief nieuw onderzoeksgebied. Dat komt omdat computers pas nu in staat zijn om dat soort processen te verwerken. De eerste resultaten van onderzoek dat zich met signaal-separatie voor akoestische toepassingen bezighield, werden halverwege de jaren negentig bekend gemaakt. Er zijn ook niet veel mensen met dit soort onderzoek bezig. Sterker nog, wereldwijd zijn er misschien vijftien mensen die dit kunnen.â Het onderzoek in Eindhoven wordt voortgezet. De vakgroep was erg te spreken over Schobbens onderzoek en broedt op een vervolg. Schobben zelf houdt het voor gezien wat betreft signaal -separatie en echo-compensatie. ÎHet is tijd voor een nieuwe uitdagingâ, aldus Schobben die binnenkort alsnog op het Natlab begint. /.