Исследователи Университета имени Бен-Гуриона в Негеве (Израиль) разработали метод активного шумоподавления для очков дополненной реальности, позволяющий уменьшать окружающий шум без размещения микрофона непосредственно возле уха. В компьютерном моделировании система с пятью переключаемыми фильтрами обеспечила среднее подавление шума на 25,3 дБ. Научную работу представили 2 сентября на Европейской конференции по обработке сигналов EUSIPCO 2026, а 20 октября опубликовали в открытом доступе.
Обычные системы активного шумоподавления используют микрофоны для регистрации внешних звуков и динамики, создающие звуковые волны противоположной фазы. Благодаря интерференции шум ослабевает в определённой области. Для эффективной работы системе желательно знать, какой звук достигает уха пользователя, поэтому в наушниках микрофоны нередко располагают непосредственно возле слухового прохода.
В умных очках и очках дополненной реальности такой подход реализовать труднее. Микрофоны и динамики здесь обычно в оправе, а уши остаются открытыми. Кроме того, в зависимости от расположения источника шума звуковая волна может достигать уха раньше, чем опорного микрофона. В таком случае система не успеет сформировать компенсирующий сигнал.
Авторы исследования Нитай Пелед и Боаз Рафаэли предложили использовать виртуальный микрофон — математическую модель, которая позволяет оценивать звуковое давление возле уха по сигналам датчиков, расположенных на оправе. Для этого применяется метод вспомогательного фильтра. При предварительной настройке он связывает измерения в разных точках, после чего система может управлять шумоподавлением без физического микрофона у слухового прохода.
Эффективность такого фильтра зависит от направления источника звука. Если откалибровать систему для шума, приходящего спереди, а затем переместить источник в сторону, качество подавления может резко ухудшиться. Исследователи описали зависимость и подтвердили её компьютерным моделированием.
Для решения проблемы они предложили заранее подготовить несколько вспомогательных фильтров для разных направлений. Во время работы система должна выбирать тот, который соответствует текущему положению источника шума. Такой подход позволяет обойтись без частой рекалибровки системы.
В эксперименте учёные использовали геометрию микрофонов исследовательских очков Project Aria. Они смоделировали один источник шума на расстоянии трёх метров, динамик на оправе и виртуальный микрофон возле уха. Испытания проводили с шумом в диапазоне частот от 100 до 800 Гц, где активное шумоподавление наиболее эффективно.
При использовании пяти фильтров среднее ослабление шума составило 25,3 дБ, семи — 26,5 дБ. Для сравнения, индивидуальная калибровка под каждое направление обеспечивала 29,1 дБ. Результаты усреднялись по углам в пределах 90° в каждую сторону от выбранного направления, где сохранялись благоприятные условия для работы алгоритма.
За пределами этого диапазона эффективность всех рассмотренных методов существенно падала: звук достигал уха раньше опорного микрофона. Это ограничение нельзя устранить одним лишь переключением фильтров.
Разработка пока существует только в виде математической модели и компьютерного моделирования. Исследователи не испытывали алгоритм на физических очках и не учитывали задержки оборудования, отражения звука от окружающих поверхностей или одновременную работу нескольких источников шума. В модели также предполагалось, что направление источника известно: отдельную систему его определения авторы не представили.
Тем не менее работа показывает, как можно приблизить активное шумоподавление к конструкции лёгких очков с открытыми ушами. В перспективе технология может помочь уменьшать окружающий низкочастотный шум, сохраняя возможность слышать необходимые звуки. Следующим этапом исследователи называют проверку метода в более реалистичных акустических условиях с несколькими источниками и каналами управления.
Не пропускайте важнейшие новости о дополненной и виртуальной реальности — подписывайтесь на Голографику в Телеграме, Максе, ВК и X! Поддержите проект на Бусти.
