слух акустический рефлекс FIR встраиваемый DSP
arXiv eess.AS

EarLog: использование обычного прослушивания для персонального контроля риска для слуха

ArXiv:2610.12501

EarLog превращает музыку, которая обычно мешает измерению физиологии уха, в зондирующий сигнал и отслеживает акустический рефлекс прямо во время прослушивания. Работа интересна сочетанием физически ограниченной FIR-модели, двух микрофонов и проверки на 81 человеке: это не лабораторный классификатор по чистому пробному тону, а попытка выделить очень слабое изменение слухового прохода под нестационарным содержимым.

Метод. Для каждого уровня громкости система оценивает ожидаемый отклик «наушник — ухо» без рефлекса, вычитает его и анализирует остаток по гамматонным полосам. Ограничения на задержки разреженного FIR-фильтра задаются геометрией слухового прохода. Внешний микрофон помогает отвергать утечки и шум, локальная спектральная шероховатость отделяет рефлекс от общего изменения усиления, а перенос калибровки и редкое обновление опоры компенсируют посадку и многодневный дрейф.

Результаты. В проверке без пересечения участников на 145 800 допустимых окнах получены чувствительность 99,0%, специфичность 98,7%, точность положительного ответа 81,4% и F1 89,3%; доверительный интервал чувствительности и специфичности составляет ±0,8 п.п. На внешнем шуме 70 дБ точность остаётся 95,15%. Фиксированная реализация на STM32H747 обрабатывает два потока 48 кГц со скоростью 1,05× реального времени; добавочная мощность алгоритма относительно аудиотракта равна 16 мВт.

Ограничения. Прототип воспроизводит внутренний и внешний микрофоны ANC-наушников, но не встроен в настоящий серийный ANC-тракт и требует синхронного доступа к воспроизведению и обоим каналам. Рефлекс маркируется клинической установкой в контролируемых блоках; долгосрочная связь числа срабатываний с повреждением слуха пока не доказана. Система пропускает окна с необъяснимой помехой, поэтому полнота временного журнала зависит от поведения пользователя.

Фишка из статьи. Абляция показывает, что итог складывается из нескольких разных механизмов, а не из одного удачного классификатора.

ВариантТочностьПотеря
Полный EarLog98,71%—
Без физической модели отклика без рефлекса90,35%−8,36 п.п.
Одна полоса вместо многополосного pLDS86,55%−12,16 п.п.
Без обработки артефактов и помех75,90%−22,81 п.п.
Только энергия и порог47%−51,71 п.п.

Как это читать: физическая нормализация нужна для переноса между музыкой и посадками, а проверка валидности — для реального окружения. Сырая энергия почти не отличает физиологию от самого воспроизведения.

Источник: arXiv:2610.12501; связанная публикация: DOI 10.1145/3795866.3844456. Оригинальное название: EarLog: Opportunistic Ear Physiology Sensing toward Personalized Hearing Risk Awareness.

Оригинальная статья на arXiv