BR112019019159A2

BR112019019159A2 - sistema de privacidade de fala e/ou método associado

Info

Publication number: BR112019019159A2
Application number: BR112019019159A
Authority: BR
Inventors: Krasnov Alexey
Original assignee: Guardian Glass Llc
Priority date: 2017-03-15
Filing date: 2018-03-14
Publication date: 2020-04-14
Also published as: US10373626B2; WO2018170044A1; US20180268836A1; CN110800052A; KR20190122788A; WO2018170044A8; JP2020514819A; DE112018001333T5

Abstract

certas modalidades de exemplo estão relacionadas a sistemas de privacidade de fala e/ou métodos associados. as técnicas descritas neste documento interrompem a inteligibilidade da fala percebida, por exemplo, sobrepondo a um sinal de fala original uma réplica mascarada do sinal de fala original na qual partes dele são afetadas por um atraso de tempo e/ou ajuste de amplitude, com os atrasos de tempo e/ou ajustes de amplitude oscilando ao longo do tempo. em certas modalidades exemplificativas, o dano do sinal original pode ser gerado em faixas de frequência correspondentes a formantes, sons consoantes, fonemas e/ou outros blocos de fala relacionados ou não relacionados ao transporte de informações. além disso, ou em alternativa, reverberações irritantes específicas para uma sala ou área em faixas de baixa frequência podem ser "cortadas" do sinal de réplica, sem aumentar ou aumentar substancialmente a intensidade percebida.

Description

SISTEMA DE PROTEÇÃO DE PRIVACIDADE DA FALA E/OU MÉTODO ASSOCIADO [0001] Alguns exemplos de modalidades da presente invenção se referem a sistemas de proteção da privacidade da fala e/ou métodos associados. Mais particularmente, alguns exemplos de modalidades desta invenção se referem a sistemas de proteção de privacidade da fala e/ou métodos associados que distorcem (mascaram) a inteligibilidade da fala por meio, por exemplo, da sobreposição a um sinal de fala de uma réplica do sinal de fala original na qual porções do sinal original são atrasadas e/ou ajustadas em fase e/ou em amplitude, com os atrasos de tempo e/ou ajustes de amplitude oscilando ao longo do tempo. ANTECEDENTES E SUMÁRIO [0002] Proteger a privacidade de fala tem se tornado uma tarefa cada vez mais importante nos locais de trabalho modernos. Aqueles que falam gostariam que o conteúdo de sua fala ficasse confinado a seus escritórios ou salas de reunião. Os ouvintes não intencionais, por outro lado, gostariam de não ser perturbados por informações orais desnecessárias. A fala irritante de outras pessoas é também um problema em ambientes além de escritórios como, por exemplo, residências, bibliotecas, bancos e/ou similares, por exemplo, onde as pessoas em geral não se dão conta de que sua fala é uma perturbação para outras pessoas.

[0003] De fato, existem vários efeitos adversos potenciais causados pela tolerância a sons irritante. Esses efeitos adversos podem variar desde perdas de produtividade para organizações (por exemplo, devido à falha em manter e/ou a interrupções na concentração) a problemas médicos para pessoas (por exemplo, o aparecimento de dores de cabeça causadas por sons irritantes, irritabilidade, aumento da frequência cardíaca e/ou similares) e até mesmo a necessidade de buscar um novo ambiente de trabalho. A misofonia, uma condição aprendida relacionada à associação de som com algo desagradável,

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2/44 ocorre também de tempos em tempos. Algumas pessoas sofrem de hipervigilância acústica ou supersensibilidade a certos sons e falas invasivas.

[0004] Em muitos ambientes, a irritação causada por sons está frequentemente relacionada ao volume de som, brusquidão, altura e, no caso de sons da fala, ao seu conteúdo. Em muitos casos, existem certos componentes na fala ou em ruídos que os tornam particularmente perturbadores ou irritantes. Com relação ao conteúdo da fala, os seres humanos tendem, independentemente do volume, a se esforçarem para ouvir o que lhes é dito, fato que, descobriu-se, aumenta subconscientemente o incômodo. Ou seja, quando alguém está ciente de que outra pessoa está falando, a primeira torna-se involuntariamente envolvida, e isso cria uma espécie de perturbação subconsciente.

[0005] É comum as pessoas se irritarem com altas frequências (por exemplo, sons na faixa de 2.000 a 4.000 Hz). Esses sons não precisam ser de alta intensidade para serem percebidos como altos. Nesse sentido, a Figura 1 é um gráfico mostrando a audição humana percebida em um nível constante, plotando o nível de pressão sonora em função da frequência. Como pode ser visto, a curva isofônica na Figura 1 demonstra que sons de frequências mais baixas com altos níveis de pressão sonora em geral são percebidos da mesma maneira que sons de frequências mais altas com níveis de pressão sonora mais baixos. Tipicamente, a irritação aumenta com o volume do ruído.

[0006] As ondas sonoras, inclusive da fala, se propagam principalmente na direção longitudinal, alternando compressões e rarefações de ar. Quando as ondas atingem uma parede, a distorção das moléculas cria uma pressão no lado externo da parede que, por sua vez, emite um som secundário.

[0007] Será reconhecido que seria desejável projetar uma parede com recursos de cancelamento de ruído, incluindo propriedades de distorção da fala, pelo menos para alguns ambientes. Alguns materiais de construção, como vidro,

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3/44 não são bons isoladores acústicos. Além disso, o uso de vidro é em geral vantajoso, uma vez que tal material possibilita excelente conectividade visual entre escritórios e pode contribuir para um melhor engajamento entre funcionários. Dessa forma, deve-se reconhecer que seria desejável projetar uma parede opticamente transparente com propriedades de cancelamento de ruído, incluindo propriedades de distorção da fala, para ao menos alguns desses ambientes.

[0008] Janelas com propriedades de isolamento acústico são conhecidas na técnica. Uma abordagem convencional envolve o aumento da classe de transmissão sonora (STC - Sound Transmission Class) da parede. A STC é uma classificação dada por um número inteiro que indica quão bem uma parede atenua o som. Ela é ponderada sobre 16 frequências em toda a faixa da audição humana. A STC pode ser aumentada, por exemplo, usando-se um espaçamento em paredes de vidro com painel duplo para reverberar destrutivamente o som; aumentando-se a STC de paredes únicas ou duplas mediante o aumento da espessura do vidro e/ou uso de vidro laminado.

[0009] Infelizmente, entretanto, essas técnicas têm um custo. Por exemplo, aumentar a espessura de vidro de painel único resulta apenas em uma atenuação modesta de som, enquanto aumenta o custo. O uso de vidro de painel duplo, apesar de ser mais eficaz, tipicamente exige o uso de ao menos duas lâminas de vidro comparativamente espessas (por exemplo, de 6 a 12,5 mm). Essas abordagens tipicamente exigem também altas tolerâncias na construção da parede, e o uso de conexões mecânicas flexíveis especiais para evitar efeitos de flanqueamento (desvios ou atalhos de propagação do som). Vidros de tal espessura são pesados e caros, e resultam em altos custos de instalação.

[0010] Além disso, paredes duplas tipicamente funcionam bem, principalmente para sons de baixa frequência. Isso pode limitar sua eficácia a um número reduzido de aplicações como, por exemplo, paredes externas para

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4/44 contrabalançar ruídos de baixa frequência de motores de jatos e veículos, ruídos de portos marítimos, estradas de ferro, etc. Ao mesmo tempo, a maioria dos sons da fala responsáveis pela perturbação e reconhecimento de fala encontrase na faixa de 1800+ Hz ou mais. Seria, portanto, desejável ter o cancelamento de ruídos nessa faixa de frequências mais altas, por exemplo, para ajudar a bloquear componentes irritantes e aumentar a privacidade de fala.

[0011] Em vez de mitigar ruídos de frequências mais altas, algumas soluções acústicas concentram-se em mascaramento de som. Por exemplo, sons de várias frequências podem ser sobrepostos eletronicamente através de um alto-falante, de modo que o som adicional seja fornecido em cima do ruído original. O mascaramento de som pode incluir sons da natureza que variam desde sons de cachoeiras e chuva a sons de chamas crepitantes e tempestades. Vários tipos de ruídos de mascaramento gerados artificialmente como, por exemplo, ruídos branco, rosa, marrom, e outros ruídos, são usados também nesse sentido. Um propósito principal dessas técnicas de mascaramento de som envolve a redução do incômodo causado por ruídos circundantes, e tais abordagens podem de fato atenuar a irritação. Infelizmente, contudo, elas também criam ruído adicional que é percebido por algumas pessoas como irritante em si. Um problema com as técnicas de mascaramento de som mencionadas acima é que as frequências se situam fora da faixa de frequências de aparecimento de sílabas - as unidades estruturais da fala. Vide, por exemplo, a Figura 11, discutida a seguir em mais detalhes, que mostra os resultados da análise de frequência temporal de um padrão de fala normal, ruído branco e mascaradores de alguns sons da natureza. [0012] Outra abordagem exemplificadora para obter o cancelamento de ruídos é usada em fones de ouvido Bose. Essa abordagem envolve o registro de ruído de entrada e a criação de um ruído neutralizador que esteja defasado em relação ao ruído de entrada registrado. Embora seja relativamente fácil

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5/44 para uma pessoa se isolar do ambiente usando fones de ouvido, essa prática não impede que tal pessoa produza ruídos que sejam perturbadores para outros no mesmo ambiente. Ou seja, mesmo que o usuário dos fones de ouvido tenha criado um ambiente isolado no nível individual, ainda existe a questão da criação de uma área isolada para um grupo de modo que outras pessoas no grupo não ouçam o que é dito. Adicionalmente, uma dificuldade com esse conceito de paredes é que ele tipicamente funciona bem apenas em uma área pequena e é adequado principalmente para sons contínuos de baixa frequência (como, por exemplo, o ruído produzido por motores). Uma razão para isso é que apenas uma faixa estreita de frequências pode ser eficazmente sintonizada fora de fase, e quanto mais altas fossem as frequências, menor seria o espaço acústico para o cancelamento eficaz de ruídos.

[0013] Dessa forma, deve-se reconhecer que seria desejável fornecer técnicas que resolvessem alguns ou todos os problemas descritos acima e/ou outros relacionados ao mascaramento de fala. Por exemplo, deve-se reconhecer que seria desejável fornecer técnicas acústicas que ajudassem a reduzir ou de outro modo contrabalançar sons, inclusive a fala, que causam irritação e perturbação nas pessoas.

[0014] O inventor reconheceu que seria desejável bloquear o conteúdo da fala evitando que o mesmo fosse entendido por pessoas ao redor da pessoa falante em ambientes como, por exemplo, espaços abertos ou fechados em escritórios e/ou outros ambientes, escritórios adjacentes separados por finas paredes com baixa STC, veículos (como, por exemplo, veículos comerciais e particulares como automóveis, caminhões, trens, aviões, etc.), espaços para funcionários em bancos, hospitais, delegacias de polícia, salas de conferência, etc. De fato, aparentemente há uma demanda crescente por privacidade acústica, em termos amplos, nos atuais espaços de escritórios.

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6/44 [0015] As técnicas existentes, incluindo as técnicas de mascaramento de som e de cancelamento de ruídos discutidas acima, não tratam do conteúdo da fala, e não são especificamente tecnologias de distorção da inteligibilidade da fala. De fato, as técnicas de mascaramento de som conhecidas na arte não são, fundamentalmente, destinadas a distorcer falas eficazmente sem causar uma grande quantidade de perturbação adicional. Nesse sentido, o inventor percebeu que embora as frequências fundamentais da fala humana se situem no mesmo espectro de frequências que alguns ruídos de mascaramento disponíveis e/ou faixas que podem ser, ao menos parcialmente, cancelados, ele constatou que blocos contendo informações ocorrem em frequências essencialmente diferentes. Nesse contexto, blocos contendo informações são formantes, que representam as explosões de energia do som.

[0016] Foi reconhecido, dessa forma, que seria desejável desenvolver uma técnica de mascaramento acústico destinada a distorcer o conteúdo informacional da fala sem causar incômodos adicionais. Deve-se reconhecer que as técnicas de mascaramento em geral acrescentam certa quantidade de volume de som à fala original. As técnicas de alguns exemplos de modalidades acrescentam apenas uma pequena quantidade de volume de som adicional, por exemplo, porque se destinam especificamente a elementos essenciais de fala, como formantes.

[0017] Em certos exemplos de modalidade, é fornecido um método para distorcer a inteligibilidade da fala. O método inclui: receber, através de um microfone, um sinal de fala original; gerar um sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade a partir do sinal de fala original, sendo que o sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade é diferente do sinal de fala original em virtude de ser gerado para ter (a) um atraso de tempo em relação ao sinal de fala original, (b) alteração no atraso de tempo de acordo com uma frequência de oscilação, e (c) uma amplitude que é modulada; e fazer com que

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7/44 o sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade seja fornecido por um alto-falante para reduzir o nível de inteligibilidade do sinal de fala original.

[0018] Dispositivos e sistemas que incorporam tal funcionalidade são também contemplados na presente invenção, assim como paredes que incorporam tais dispositivos e sistemas.

[0019] Os recursos, aspectos, vantagens e modalidades exemplificadoras aqui descritos podem ser combinados para materializar ainda outras modalidades. BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS [0020] Estas e outras características e vantagens podem ser melhor e mais completamente compreendidas por referência à seguinte descrição detalhada de modalidades ilustrativas exemplificadoras em conjunto com os desenhos, nos quais:

[0021] A Figura 1 é um gráfico mostrando a audição humana percebida em um nível constante, plotando o nível de pressão sonora em função da frequência;

[0022] a Figura 2 é um diagrama com alguns exemplos do que acontece com tempos de reverberação diferentes, e mostra exemplos de aplicações adequadas para tempos de reverberação diferentes;

[0023] a Figura 3 representa o Teo (tempo de reverberação) calculado em uma sala com dimensões variáveis com paredes construídas com três materiais diferentes, a saber, vidro, policarbonato e gesso acartonado;

[0024] as Figuras 4A e 4B fornecem um exemplo do efeito que a reverberação pode ter;

[0025] a Figura 5 é um gráfico que plota a STC em função do Teo, confirmando adicionalmente algumas vantagens que resultam do uso de uma abordagem ativa à distorção da inteligibilidade da fala, de acordo com alguns exemplos de modalidades;

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8/44 [0026] as Figuras 6A e 6B são vistas esquemáticas de conjuntos de paredes acústicas que incorporam abordagens ativas de distorção da inteligibilidade da fala de acordo com alguns exemplos de modalidades;

[0027] a Figura 7 é uma vista esquemática de outro conjunto de parede acústica que incorpora uma abordagem ativa de distorção da inteligibilidade da fala de acordo com alguns exemplos de modalidades;

[0028] as Figuras 8A e 8B são vistas esquemáticas de conjuntos de paredes acústicas que incorporam abordagens ativas de distorção da inteligibilidade da fala utilizáveis em conexão com duas paredes, de acordo com alguns exemplos de modalidades;

[0029] a Figura 9 é um fluxograma mostrando um exemplo de abordagem ativa de distorção da inteligibilidade da fala, que pode ser usada em conjunto com alguns exemplos de modalidades;

[0030] a Figura 10 mostra frequências de formantes para fala de uma e de múltiplas vozes, em suas porções superior e inferior, respectivamente;

[0031] a Figura 11 mostra frequências de formantes para diferentes tipos de sons, incluindo diferentes sons da natureza e diferentes sons de fala; e [0032] a Figura 12 é um diagrama de blocos de um dispositivo eletrônico de distorção da inteligibilidade da fala de acordo com alguns exemplos de modalidades;

[0033] a Figura 13 inclui um exemplo da dependência da frequência de várias sílabas, cada uma incluindo uma consoante e uma vogal;

[0034] a Figura 14 é um diagrama de blocos de um dispositivo eletrônico que ajuda a reduzir reverberações irritantes em uma sala, de acordo com alguns exemplos de modalidades;

[0035] a Figura 15 é um gráfico mostrando um exemplo de sinal de mascaramento (cinza) sobreposto a um sinal de fala original (preto); e

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9/44 [0036] a Figura 16 fornece dados de teste obtidos a partir de uma amostra produzida de acordo com alguns exemplos de modalidades.

DESCRIÇÃO DETALHADA [0037] Alguns exemplos de modalidades se referem a um conjunto de parede acústica que usa a reverberação sonora ativa (através de meios eletrônicos) para alcançar a funcionalidade de distorção da inteligibilidade da fala e/ou um método de produção e/ou de uso da dita funcionalidade. A reverberação, adicionada de uma forma ativa, ajuda a mascarar sons irritantes que são produzidos dentro ou fora de uma sala equipada com tal conjunto de parede. Essa abordagem inclui, por exemplo, ajudar a fazer com que uma fala potencialmente perturbadora seja percebida como ininteligível (e, dessa forma, menos irritante), em alguns exemplos de modalidades.

[0038] Em alguns exemplos de modalidades, propriedades de mascaramento de ruído e de distorção da fala são adicionadas a paredes com uma baixa STC, possibilitando, vantajosamente, soluções de baixo custo e baixo peso com qualidades de proteção da privacidade da fala. Alguns exemplos de modalidades podem ser usados em paredes com alta STC, por exemplo, como uma medida para melhorar ainda mais a proteção à privacidade de fala e/ou o mascaramento de som.

[0039] A reverberação é às vezes vantajosa quando comparada a técnicas comuns de mitigação de sons e mascaramento de som. Por exemplo, a reverberação em alguns casos acrescenta apenas o volume de som necessário para distorcer uma fala ou um ruído. Nenhum ruído ou apenas um mínimo de ruído adicional desnecessário é criado em algumas modalidades. Também vantajosamente, a reverberação não está restrita às dimensões e/ou geometrias específicas do conjunto de parede, pode funcionar igualmente bem em frequências baixas e altas, e é tolerante com relação à presença de perdas por flanqueamento

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10/44 (que, de outro modo, podem comprometer o isolamento acústico como resultado da passagem das vibrações sonoras através de uma estrutura ao longo de uma trajetória incidente como, por exemplo, através de conexões estruturais, tomadas elétricas, luzes embutidas, tubulações, rede de dutos, e outros vãos acústicos). A reverberação, ainda vantajosamente, é resistente à vigilância. A fala mascarada por ruído branco pode algumas vezes ser facilmente decifrada (por exemplo, removendo-se do sinal o ruído adicional gerado aleatoriamente), e a reverberação é difícil de decodificar porque basicamente não há sinal de referência (por exemplo, ela é essencialmente autorreferenciada). Além disso, a reverberação é, ao menos em alguns casos, ativada pelo sinal de fala original, e seu volume é ajustado automaticamente para acompanhar o volume do sinal original. Um benefício adicional do uso da reverberação está relacionado à sua capacidade de distorcer o chamado batimento, que é um infrassom potencialmente irritante construído por duas frequências sonoras diferentes. Embora nem sempre possa ser ouvido separadamente, o infrassom pode ter um efeito subconsciente adverso. Ainda adicionalmente, a reverberação pode ser vantajosa do ponto de vista de custo, porque ela simplesmente distorce a parte informacional da fala, em vez de tentar cobri-la completamente em prejuízo do volume de som. De fato, a reverberação geralmente exigirá menos energia do que a adição de ruído branco, por exemplo.

[0040] Quando se trata da fala em particular, alguns exemplos de modalidades são eficazes em: distorcer o ritmo da fala, inclusive as frequências fundamentais e seus harmônicos; mascarar elementos acústicos chave de sílabas e vogais sobrepostas; eliminar infrassom criado artificialmente com frequências subliminares que ressoam adversamente com as ondas cerebrais; etc. Alguns exemplos de modalidades usam reverberação na faixa de 4 a 6 Hz, que corresponde ao número de sílabas pronunciadas por segundo na fala normal (em Inglês).

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11/44 [0041] O tempo de reverberação, Teo, é uma medida associada à reverberação. Ele representa o tempo necessário para o som diminuir 60 decibéis em relação ao seu nível inicial. Salas com propósitos diferentes se beneficiam de tempos de reverberação diferentes. A Figura 2 é um diagrama com alguns exemplos do que acontece com tempos de reverberação diferentes, e mostra exemplos de aplicações adequadas para tempos de reverberação diferentes. Em geral, valores de Teo que são muito baixos (por exemplo, com pouca ou nenhuma reverberação) tendem a tornar o som da fala seco, e são preferenciais em salas de conferência, salas de aula e escritórios, ao passo que valores de Teo que são muito altos (por exemplo, fornecendo muita reverberação) tendem a tornar a fala mais rica e são usados em salas para concertos, igrejas, etc. Valores muito altos de Teo tornam a fala ininteligível.

[0042] O Teo pode ser calculado com base na fórmula de Sabine:

V T₆₀ = 0,16[0043] Na fórmula, V é o volume e S_e é uma área superficial eficaz combinada da sala. A S_e de cada parede é calculada multiplicando-se a área física pelo coeficiente de absorção, que é um valor teórico que varia para materiais diferentes. A tabela a seguir fornece os coeficientes de absorção sonora de alguns materiais comuns de construção de interiores.

Materiais para pisos	125 Hz	250 Hz	500 Hz	1 kHz	2 kHz	4 kHz
Carpete sobre espuma	0,08	0,24	0,57	0,69	0,71	0,73
Materiais para paredes	125 Hz	250 Hz	500 Hz	1 kHz	2 kHz	4 kHz
Tijolo: não vitrificado	0,03	0,03	0,03	0,04	0,05	0,07
Cortina: 10 oz/yd²(283,5 g/0,914m²)	0,03	0,04	0,11	0,17	0,24	0,35

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Fibra de vidro: 2”	0,17	0,55	0,80	0,90	0,85	0,80
Vidro: Placa grande de ¹/₄”	0,18	0,06	0,04	0,03	0,02	0,02
Policarbonato	0,27	0,38	0,25	0,18	0,1	0,07
Materiais para tetos	125 Hz	250 Hz	500 Hz	1 kHz	2 kHz	4 kHz
Painéis de teto acústicos	0,70	0,66	0,72	0,92	0,88	0,75
Painel de madeira compensada de 3/8”	0,28	0,22	0,17	0,09	0,10	0,11

[0044] A Figura 3 representa o Teo (tempo de reverberação) calculado em uma sala com dimensões variáveis com paredes construídas com três materiais diferentes, a saber, vidro, policarbonato e gesso acartonado.

[0045] Um exemplo do efeito que a reverberação pode ter é apresentado nas Figuras 4A e 4B. A Figura 4A representa um padrão de fala original, e a Figura 4B mostra um exemplo do efeito que a reverberação pode ter. Como pode ser visto nas Figuras 4A e 4B, a reverberação distorce a articulação da fala mediante (entre outras coisas) o preenchimento de espaços entre formantes, os quais podem ser imaginados como agrupamentos de energia vocal. A adição de um sinal a essas unidades estruturais de fala (ou seja, vogais e especificamente consoantes) e a distorção do espaço entre formantes ajudam a tornar a fala ininteligível e reduzem efeitos psicoacústicos potencialmente adversos da fala.

[0046] Conforme indicado acima, alguns exemplos de modalidades podem usar abordagens ativas para disparar a reverberação para atuar nas funções de mascaramento de ruído e distorção da inteligibilidade da fala. Como ficará mais claro a partir da descrição a seguir, as abordagens ativas podem envolver um aparelho eletrônico, eletromecânico e/ou mecânico seletivamente controlável, para distorcer ondas sonoras incidentes sobre e/ou próximas a um conjunto de parede ou similares. Em alguns exemplos de modalidades, abordagens passivas podem complementar essas técnicas. Nesse sentido, abordagens passivas

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13/44 podem envolver (por exemplo) conjuntos de paredes especificamente projetados para disparar a reverberação, por exemplo, através da incorporação de orifícios nos conjuntos de paredes e/ou a fixação ou outro tipo de formação de componentes reverberadores de som no interior e/ou sobre as paredes, utilizando propriedades naturais da assim formada parede, etc.

[0047] Novamente com referência à Figura 3, pode-se notar que a reverberação em paredes é principalmente observável na faixa de baixas frequências. Dessa forma, pode ser desejável usar uma abordagem ativa para utilizar a reverberação em uma faixa de altas frequências para mascarar sons irritantes e o conteúdo informacional da fala em alguns casos. A Figura 5 é um gráfico plotando a STC em função do T60, confirmando adicionalmente algumas vantagens que resultam da utilização de uma abordagem ativa para distorção da inteligibilidade da fala, de acordo com determinados exemplos de modalidade. Ou seja, como pode ser visto na Figura 5, uma alta STC pode ser desejável para tornar a fala ininteligível e/ou similar quando um baixo valor de T60 está envolvido. Em contraste, um regime criado eletronicamente pode ajudar também a tornar ininteligível a fala percebida, mesmo em baixos valores de STC.

[0048] A Figura 6A é uma vista esquemática de um conjunto de parede acústica que incorpora uma abordagem ativa de distorção da inteligibilidade da fala de acordo com alguns exemplos de modalidades. Conforme mostrado na Figura 6A, a parede 600 inclui as superfícies principais externa e interna 600a e 600b. É desejável na modalidade da Figura 6A reduzir tanto a inteligibilidade como o incômodo causado pelo som da fala 602 em relação ao(s) ouvinte(s) 604. Dessa forma, um microfone ou outro dispositivo de recepção 606 capta esse som, e um sinal é passado para o circuito de mascaramento de som 608 embutido ou de outro modo fornecido em conexão com a parede 600 no conjunto de parede mais amplo da Figura 6A. O sinal proveniente do microfone 606 pode ser um sinal

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14/44 analógico ou um sinal digital em diferentes modalidades exemplificadoras, e o circuito de mascaramento de som 608 pode incluir um conversor analógico-digital, por exemplo, no caso de um sinal analógico fornecido ser processado digitalmente. Em alguns exemplos de modalidades, o microfone 606 pode ser instalado dentro da parede 600, no mesmo lado da parede onde se encontra(m) o(s) ouvinte(s) 604 e/ou em configurações similares.

[0049] O circuito de mascaramento de som 608 determina se o sinal fornecido ao circuito a partir do microfone 606 está dentro de uma ou mais faixas de frequências predeterminadas e/ou contém ruído com a uma ou mais faixas de frequências predeterminadas em seu interior. Nesse sentido, um filtro passabanda ou outro tipo de filtro que seja parte do circuito de mascaramento de som 608 pode ser usado. Uma dentre as uma ou mais faixas de frequências predeterminadas pode corresponder à fala e/ou ao ruído determinado como sendo psicoacusticamente disruptive, perturbador ou irritante. Uma dentre as uma ou mais faixas de frequências predeterminadas pode corresponder à faixa entre 2800 e 3200 Hz, o que ajuda a mascarar os sons da maioria das consoantes (que pode ser, estatisticamente, a forma mais eficaz de mascarar sons) e os sons portadores de informações de ao menos algumas sílabas. Uma dentre as uma ou mais faixas de frequências predeterminadas pode corresponder à faixa de frequências de formantes, ao contrário da frequência fundamental da fala, por exemplo, conforme discutido a seguir em mais detalhes.

[0050] Em resposta à detecção de ondas sonoras nas uma ou mais faixas de frequências predeterminadas, o circuito de mascaramento de som 608 cria um sinal de mascaramento e aciona o alto-falante 610, por exemplo, para gerar ondas sonoras para distorcer, através de um efeito reverberativo e/ou outro efeito, ruído em uma faixa de frequências determinada que, de outro modo, passaria através da parede. Isso inclui, por exemplo, distorcer a parte

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15/44 informacional da fala percebida, reduzindo assim sua inteligibilidade. Esse processo, por sua vez, ajuda a mascarar seletivamente as ondas sonoras detectadas à medida que elas passam da parte externa da superfície principal externa 600a da parede 600 para a parte interna da superfície principal interna 600b da parede 600, ajudando assim a reduzir o incômodo causado ao(s) ouvinte(s) 604. Ou seja, a reverberação 612 em alguns exemplos de modalidades ajuda a distorcer a fala percebida e/ou ruídos irritantes. Em alguns exemplos de modalidades, o ruído é, em essência, oculto de uma forma não constante, potencialmente sob demanda ou dinâmica. Vantajosamente, esse efeito ajuda a proteger contra a atenção de curiosos, uma vez que microfones a laser (por exemplo) não podem captar sons discretos; a reverberação é autorreferenciada e, dessa forma, mais difícil de decifrar; não há adição de ruído branco que possa ser facilmente subtraído, etc.

[0051] Embora o microfone 606 e o alto-falante 610 sejam mostrados em lados opostos da parede 600 na Figura 6A, será reconhecido em alguns exemplos de modalidades que eles podem ser fornecidos no mesmo lado (por exemplo, no mesmo lado que o(s) ouvinte(s) 604). Em alguns exemplos de modalidades, a reverberação 612 pode, em alguns casos, ser útil em distorcer a inteligibilidade do som (que inclui ou consiste essencialmente na fala), independentemente de onde ele foi gerado e onde se encontra em relação ao(s) ouvinte(s) 604. Por exemplo, a reverberação 612 pode, em alguns casos, ser útil em distorcer a inteligibilidade do som (que inclui ou consiste essencialmente em fala), mesmo que o som seja gerado pelo(s) ouvinte(s) 604 (por exemplo, se houver outros ouvintes no mesmo lado da parede 600 que possam, de outro modo, perceber som produzido pelo(s) ouvinte(s) 604).

[0052] Adicional ou alternativamente, a reverberação pode, em alguns exemplos de modalidades, implementar o mascaramento ativo por meio do

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16/44 mascaramento inverso. O mascaramento de som habilitado pelo circuito de mascaramento de som 608 pode ser executado de acordo com um algoritmo (por exemplo, um algoritmo de reverberação) que usa uma técnica como, por exemplo, convolução padrão, convolução aprimorada, reverberação inversa, reverberação controlada por atraso e/ou similares. Em alguns exemplos de modalidades, o circuito de mascaramento de som 608 pode processar o ruído de entrada 602 e controlar o alto-falante 610 de acordo com a saída produzida pelo algoritmo. Em alguns exemplos de modalidades, o algoritmo pode alterar o volume de som percebido do ruído incidente no domínio do tempo. São fornecidos a seguir detalhes adicionais de um algoritmo exemplificador que pode ser usado em conjunto com alguns exemplos de modalidades.

[0053] A parede 600 pode ser formada a partir de qualquer material adequado como, por exemplo, uma ou mais lâminas de gesso acartonado, vidro, policarbonato, reboco e/ou similares. Em alguns exemplos de modalidades, a parede ou os um ou mais materiais que formam a parede têm coeficientes de absorção acústica na faixa de: 0,03 a 0,3 a 125 Hz, 0,03 a 0,6 a 250 Hz, 0,03 a 0,6 Hz a 500 Hz; 0,03 a 0,9 a 1000 Hz, 0,02 a 0,9 a 2000 Hz e 0,02 a 0,8 a 4000 Hz. Nesse sentido, pode-se pensar na Figura 6A como uma vista em planta ou uma vista em seção transversal. No primeiro caso (isto é, uma vista em planta), o altofalante 610 e/ou o circuito de mascaramento de som 608 podem ser fornecidos acima da parede 600 (por exemplo, no teto e sob, por exemplo, uma placa superior) ou na lateral da parede 600. Em alguns exemplos de modalidades, o circuito de mascaramento de som 608 pode ser conectado em um lado da parede 600, mas oculto da visão (por exemplo, oculto no teto, atrás de uma moldura, etc.). O mesmo pode ser aplicado ao microfone 606. O alto-falante 610 pode gerar reverberação 612 próximo à parte superior e/ou laterais da parede 600, disparando a reverberação dentro da parede, a partir da própria parede ou próximo a ela.

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17/44 [0054] Com relação à vista em seção transversal, as superfícies principais externa e interna 600a e 600b podem ser superfícies de gesso acartonado separadas, por exemplo, por armações de metal e/ou de madeira ou similares. O alto-falante 610 e/ou o circuito de mascaramento de som 608 podem ser fornecidos acima da parede 600 (por exemplo, no teto e sob, por exemplo, uma placa superior), na lateral da parede 600 ou dentro do vão entre as superfícies principais externa e interna 600a e 600b. De modo similar ao descrito acima, o circuito de mascaramento de som 608 pode ser conectado em um lado da parede 600, mas oculto da visão (por exemplo, oculto no teto, atrás de uma moldura, dentro do vão entre as superfícies principais externa e interna 600a e 600b, etc.). O mesmo pode ser aplicado ao microfone 606. O alto-falante 610 pode gerar reverberação 612 próximo à parte superior e/ou laterais da parede 600, dentro dos lados da parede 600, etc., disparando assim a reverberação dentro da parede, a partir da parede ou próximo a ela. Dessa forma, em alguns exemplos de modalidades, pode-se dizer que a parede 600 compreende um primeiro e um segundo substratos (de ou incluindo vidro e/ou similares) substancialmente separados um do outro, com o alto-falante 610 e o circuito de mascaramento de som 608 localizados entre eles e/ou sobre eles.

[0055] Conforme mencionado acima, a parede pode ser formada de ou incluir vidro. Ou seja, alguns exemplos de modalidades podem ser direcionados a uma parede de vidro usada em conexão com um conjunto de parede acústica. A parede de vidro pode compreender uma, duas, três ou outro número de lâminas de vidro. O vidro pode ser vidro float comum, vidro reforçado a quente, vidro temperado e/ou vidro laminado. Em alguns exemplos de modalidades, a parede pode ser de ou incluir uma unidade de vidro isolado (IG - insulated glass), uma unidade de vidro isolado a vácuo (VIG - vacuum insulated glass) e/ou similares. Uma unidade de IG pode incluir um primeiro e

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18/44 um segundo substratos substancialmente paralelos e separados um do outro, com uma vedação de borda formada ao redor das bordas periféricas, e a cavidade entre os substratos sendo opcionalmente preenchida com um gás inerte (por exemplo, Ar, Xe e/ou similares) com ou sem ar. Uma unidade de VIG pode incluir um primeiro e um segundo substratos substancialmente paralelos e separados um do outro, com uma vedação de borda formada ao redor das bordas periféricas, espaçadores e a cavidade entre os substratos evacuada a uma pressão menor que a pressão atmosférica. Uma moldura pode ser fornecida ao redor da unidade de IG e/ou da unidade de VIG em alguns casos, e essa moldura pode ser parte do conjunto de parede acústica. Em alguns exemplos de modalidades, podem ser utilizados outros materiais transparentes. Em alguns exemplos de modalidades, o coeficiente de reflexão acústica naturalmente alto do vidro pode ser vantajoso, por exemplo, durante o disparo de reverberação e/ou outros efeitos de mascaramento de som.

[0056] A Figura 6B é similar à Figura 6A, exceto que o primeiro e o segundo microfones 606a e 606b são fornecidos de modo que os ruídos incidentes 602a e 602b possam ser registrados e contrabalançados através do primeiro e/ou do segundo alto-falantes 610a e 610b, reduzindo assim o incômodo aos ouvintes 604a e 604b, em ambos os lados da parede 600’. Em alguns exemplos de modalidades, o primeiro e o segundo alto-falantes 610a e 610b podem ser controlados independentemente um do outro, por exemplo, para emitir diferentes reverberações 612a e 612b, para produzir os mesmos efeitos reverberativos em diferentes níveis de volume de som, para que o primeiro alto-falante 610a seja responsive ao som recebido do primeiro microfone 606a enquanto o segundo alto-falante 610b permanece desligado e/ou não responde ao ruído incidente 602a e vice-versa, etc. Em alguns exemplos de modalidades, o primeiro e o segundo alto-falantes 610a e 610b podem ser controlados para funcionar juntos,

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19/44 por exemplo, para produzir o mesmo efeito reverberativo. Conforme indicado acima, em alguns exemplos de modalidades, o circuito de mascaramento de som 608’ pode disparar ações idênticas ou diferentes em relação aos altofalantes 610a e 610b, por exemplo, com base em qual lado da parede 600’ o ruído provém. Nesse sentido, o circuito de mascaramento de som 608’ pode ser capaz de determinar de qual lado da parede 600’ o som provém, por exemplo, com base na intensidade e/ou similares. A eficácia da reverberação 612a e 612b pode ser captada por outro microfone e realimentada no circuito de mascaramento de som 608’, por exemplo, para melhorar os efeitos de mascaramento de som. Em outras modalidades, um ou ambos dentre o primeiro e o segundo microfones 606a e 606b podem ser fornecidos na superfície externa ou na superfície interna da parede 600’. Em alguns exemplos de modalidades, um dentre o primeiro e o segundo microfones 606a e 606b pode ser formado em uma superfície externa da parede 600’, e o outro dentre o primeiro e o segundo microfones 606a e 606b pode ser formado em uma superfície interna da parede 600. Em outras modalidades, um ou ambos dentre o primeiro e o segundo alto-falantes 610a e 610b podem ser fornecidos na superfície interna ou na superfície externa da parede 600’. Em alguns exemplos de modalidades, um dentre o primeiro e o segundo alto-falantes 610a e 610b pode ser formado em uma superfície externa da parede 600’, e o outro dentre o primeiro e o segundo alto-falantes 610a e 610b pode ser formado em uma superfície interna da parede 600. No exemplo da Figura 6B, pode-se dizer que a reverberação funciona ativamente em ambas as direções (embora seja reconhecido que, em alguns casos, é possível implementar a mesma funcionalidade ou outra similar em conexão com um único microfone).

[0057] A Figura 7 é uma vista esquemática de outro conjunto de parede acústica que incorpora uma abordagem ativa de distorção da inteligibilidade da

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20/44 fala de acordo com alguns exemplos de modalidades. A Figura 7 mostra uma parede 700 formada no lado externo de uma sala silenciosa ou protegida. O ruído 702 vindo do interior da sala é detectado pelo microfone 606’. O circuito de mascaramento de som 608 recebe sinais do microfone 606’ e dispara o altofalante 710, que dispara as reverberações de 712a a 712d dentro, sobre ou nas proximidades da parede 700. Em alguns exemplos de modalidades, as reverberações de 712a a 712d são substancialmente uniformes por toda a parede 700 de modo que os ouvintes de 704a a 704d na sala (e ao redor da parede 700) não conseguem perceber sons e/ou perturbação vindos do interior da sala. Em alguns exemplos de modalidades, será reconhecido que o exemplo da Figura 7 pode ser modificado para incluir um ou mais microfones dentro da sala. Adicional ou alternativamente, será reconhecido que o exemplo da Figura 7 pode ser modificado para incluir um ou mais microfones para detectar e contrabalançar sons que se originam fora da sala, por exemplo, de maneira similar àquela descrita com referência à Figura 6B. Com referência à Figura 7, um ou mais microfones fornecidos para receber sons que se originam fora da sala, independentemente de sua localização, podem ser usados em uma sala privada ou silenciosa, onde os sons no lado externo são contrabalançados e mascarados. [0058] Em certas modalidades, um ou mais alto-falantes podem estar situados no lado externo da parede 700. Por exemplo, os alto-falantes podem estar dispostos em um, dois ou mais lados da parede 700, por exemplo, dentro ou nas proximidades de áreas onde uma parte dos ou todos os ouvintes de 704a a 704d possam estar situados, por exemplo, para mascarar o ruído, distorcer a inteligibilidade da fala, etc. Nesses casos, podem ser gerados efeitos reverberativos de 712a a 712b e/ou similares externamente à parede 700. Adicional ou alternativamente, um ou mais alto-falantes podem ser colocados na

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21/44 sala para distorcer o som em seu interior, por exemplo, no caso de um som potencialmente perturbador ser gerado dentro, fora ou dentro e fora da sala.

[0059] As Figuras 8A e 8B são vistas esquemáticas de conjuntos de paredes acústicas que incorporam abordagens ativas de distorção da inteligibilidade da fala utilizáveis em conjunto com duas paredes, de acordo com alguns exemplos de modalidades. As Figuras 8A e 8B são similares às Figuras 6A e 6B. Entretanto, em vez de uma configuração com superfícies externa e interna em uma parede única, a presente revelação fornece uma parede externa e uma parede interna 800a e 800b. O circuito de mascaramento de som 608 e/ou o alto-falante 810 podem ser colocados dentro da cavidade 800 definida pelas paredes externa e interna 800a e 800b, e podem cooperar para criar reverberação 812 dentro, sobre ou nas proximidades da cavidade 800. Em alguns exemplos de modalidades, o alto-falante 810 pode ser instalado próximo ao(s) ouvinte(s) 604, por exemplo, conforme mostrado na Figura 8A. De modo similar, em alguns exemplos de modalidades, os alto-falantes 810a e 810b podem ser colocados próximos ao(s) ouvinte(s) 604a e 604b para criar efeitos reverberativos 812a e 812b, por exemplo, conforme mostrado na Figura 8B. As modificações (incluindo relações posicionais e/ou funcionalidade dos circuitos de controle de som e dos alto-falantes) discutidas anteriormente com referência às Figuras 6A e 6B podem ser feitas também com referência às Figuras 8A e 8B.

[0060] Acredita-se que as dimensões laterais da parede podem afetar significativamente as regiões espectrais fundamentais da fala e seus harmônicos de ordem mais baixa, enquanto a distância entre os dois painéis da parede irá afetar principalmente os componentes de alta frequência e seus harmônicos de ordem mais alta. Um exemplo de modalidade de uma parede de vidro tem as dimensões 10 pés x 12 pés (3,05 m x 3,66 m), com um espaçamento de ar entre

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22/44 duas lâminas de vidro de preferência na faixa de 1 a 20 cm, com mais preferência na faixa de 7 a 17 cm, e uma separação exemplificadora de 10 cm.

[0061] A Figura 9 é um fluxograma mostrando um exemplo de abordagem ativa de distorção da inteligibilidade da fala, que pode ser usada em conjunto com alguns exemplos de modalidades. A Figura 9 presume que uma parede ou um conjunto de parede já tenha sido fornecido (etapa S902). Ondas sonoras incidentes são detectadas (etapa S904). Se as ondas sonoras detectadas não estiverem em ou não incluírem uma faixa de frequências de interesse (conforme determinado na etapa S906), então o processo simplesmente retorna à etapa S904 e aguarda até que outras ondas sonoras incidentes sejam detectadas. Por outro lado, se as ondas sonoras detectadas estiverem em ou incluírem uma faixa de frequências de interesse (conforme determinado na etapa S906), um alto-falante é usado para gerar o sinal de distorção da inteligibilidade da fala, por exemplo, de acordo com os algoritmos exemplificadores discutidos a seguir em mais detalhes (etapa S908). Esse comportamento possibilita o mascaramento dinâmico ou sob demanda de ruídos, inclusive a distorção da inteligibilidade da fala, por exemplo, através de um sistema que não está sempre ativado. Se o som não cessar (conforme determinado na etapa S910), então o processo retorna à etapa S908 e o sinal de distorção da inteligibilidade da fala ainda é gerado. Por outro lado, se o som cessar, então as informações sobre o incidente poderão ser registradas (etapa S912), e o processo poderá retomar à etapa S904 e aguardar até outras ondas sonoras incidentes serem detectadas.

[0062] O registro na etapa S912 pode incluir, por exemplo, a criação de um registro em um arquivo de dados armazenado em uma mídia de armazenamento não transitório legível por computador e/ou similares (por exemplo, uma memória flash, um dispositivo USB, uma memória RAM, etc.). O registro pode incluir um carimbo de data/hora indicando os tempos de início e de fim do evento, bem como

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23/44 um identificador de localização (por exemplo, especificando a parede na qual o som foi detectado, por exemplo no caso de haver múltiplas paredes implementando a tecnologia aqui revelada, o microfone que detectou o som, por exemplo no caso de haver vários microfones em uma dada parede, etc.). As informações sobre a(s) faixa(s) de frequências e/ou sinais detectados e/ou gerados podem também ser armazenadas no dito registro. Em alguns exemplos de modalidades, um circuito pode armazenar uma representação digital ou outro tipo de representação do som detectado e/ou gerado, por exemplo, no registro ou num arquivo de dados associado. Como resultado, a fala ou outros ruídos podem ser gravados, possivelmente com todas as conversações sendo captadas e arquivadas para análise subsequente. Em uma modalidade, o circuito de mascaramento de som pode, por exemplo, ser usado como um dispositivo de gravação (como uma câmera de segurança, dispositivo de escuta, dispositivo de monitoramento de estatísticas de sons e/ou similares). Em alguns exemplos de modalidades, as informações podem ser armazenadas localmente e/ou transmitidas a um terminal de computador remoto, ou similar, para possível acompanhamento como, por exemplo, reprodução de eventos sonoros e/ou conversações, análise dos mesmos (por exemplo, para ajudar a revelar quais tipos de ruídos foram gravados com mais frequência, qual hora do dia é a mais ruidosa, que produz a maioria de tipos de ruídos diferentes, etc.). A transmissão pode ser feita removendo-se mídias físicas (como um pen drive, dispositivo USB e/ou similares), através de uma conexão com fio (por exemplo, incluindo transmissões por meio de um cabo serial, USB, Ethernet, ou outro cabo), uma conexão sem fio (por exemplo, Wi-Fi, Bluetooth, Internet e/ou similares), etc. As informações podem ser transmitidas periodicamente e/ou sob demanda em diferentes modalidades exemplificadoras.

[0063] Em alguns exemplos de modalidades, o circuito de mascaramento de som pode ser programado para determinar se o ruído incidente corresponde

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24/44 a um padrão ou tipo conhecido. Por exemplo, apesar de irritantes, sons de alarmes, sirenes e/ou similares podem ser detectados pelo circuito de mascaramento de som e podem ser transmitidos através do conjunto de parede por motivos de segurança, informacional e/ou outros propósitos.

[0064] Em alguns exemplos de modalidades, o circuito de mascaramento de som pode ser programado para funcionar como um distorcedor de som (por exemplo, fala) (por exemplo, através do uso de reverberação e/ou similares), e também como um aprimorador (sweetener) de som. Em relação a esta última função, o circuito de mascaramento de som pode gerar sons reverberativos e/ou agradáveis para ajudar a mascarar ruídos potencialmente irritantes e/ou distorcer a inteligibilidade da fala. Sons agradáveis podem ser sons da natureza (por exemplo, som do mar, trovão, chuva, cachoeiras, etc.), sons de animais (por exemplo, golfinhos), música relaxante e/ou similares. Esses sons podem ser armazenados em um armazenamento de dados que pode ser acessado pelo circuito de mascaramento de som. Quando apropriado (por exemplo, durante o disparo de reverberação conforme descrito acima), o circuito de mascaramento de som pode obter o aprimorador de som e fornecê-lo como saída para um alto-falante ou similar (o qual pode ser, por exemplo, o mesmo alto-falante que é usado como a bomba de ar em alguns exemplos de modalidades, ou outro diferente).

[0065] Será reconhecido que abordagens passivas à distorção e/ou cancelamento de ruídos podem ser usadas em alguns exemplos de modalidades, por exemplo, a maneira como a própria parede pode ser estruturada para servir como um ressonador indutor de reverberação que envolve contraste acústico. Isso pode ser feito disponibilizando-se uma ou mais (de preferência duas ou mais) aberturas, fendas e/ou similares, formadas no conjunto de parede acústica, usando-se assim propriedades naturais da própria parede para criar efeitos reverberativos de um tipo desejado. Esses recursos podem ser formados em um

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25/44 lado do conjunto de parede acústica, adicionando propriedades direcionais à acústica do conjunto de parede. Por exemplo, ao menos uma abertura pode ser feita no painel externo de uma parede dupla para tornar direcional o efeito, e de modo que o efeito de reverberação seja mais pronunciado no lado externo da parede. Como outro exemplo, ao menos uma abertura pode ser feita no painel interno da parede dupla. Isso pode ser vantajoso em algumas aplicações, como salas para concertos, que podem se beneficiar da reverberação sonora adicional que torna os sons aparentemente mais ricos.

[0066] Em alguns exemplos de modalidades, elementos adicionais de reverberação podem ser afixados a uma parede. Os um ou mais elementos indutores de reverberação para mascaramento de som podem ser fornecidos em um contato direto com uma parede única ou parcial, de modo que a parede possa atuar como uma fonte de sons em alguns exemplos de modalidades. Em alguns exemplos de modalidades, os elementos indutores de reverberação para mascaramento de som podem ser fornecidos entre os painéis de um conjunto de parede. O mascaramento de som resulta vantajosamente em um aumento do contraste ruído/sinal, o que torna a fala percebida atrás de uma parede única ou parcial menos abrangente e sons irritantes menos irritantes.

[0067] Em alguns exemplos de modalidades, um primeiro conjunto de recursos pode ser formado em e/ou sobre um painel interno, e um segundo conjunto de recursos pode ser formado em e/ou sobre um painel externo, por exemplo, mantendo do lado de fora alguns sons irritantes ou perturbadores e melhorando a acústica no lado de dentro. Em alguns exemplos de modalidades, podem ser formados múltiplos conjuntos de recursos em e/ou sobre um ou ambos os painéis de um conjunto de parede de dois painéis, sendo cada conjunto de recursos destinado a eliminar e/ou enfatizar um som específico.

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26/44 [0068] Outras propriedades naturais do conjunto de parede (tamanho, espaço entre paredes verticais adjacentes, etc.) podem ser também selecionadas para disparar efeitos reverberativos desejáveis, por exemplo, conforme descrito anteriormente.

[0069] Conforme mencionado anteriormente, será reconhecido que essas técnicas mais passivas possam ser usadas em adição às técnicas ativas discutidas acima, por exemplo, com conjuntos de paredes acústicas com paredes únicas ou duplas.

[0070] O conjunto de parede pode, dessa forma, ser construído como um ressonador de som com frequências ressonantes fundamentais projetadas especificamente. Como mencionado acima, qualquer material adequado pode ser utilizado na construção das paredes. Por exemplo, pelo fato de vidro ser naturalmente um bom ressonador, algumas modalidades exemplificadoras podem fazer uso de uma variedade de harmônicos ressonantes, que são os múltiplos inteiros da frequência fundamental. Qualquer que seja o material, a adaptação do som de entrada através dos recursos pode ajudar a distorcer as faixas de frequências de fala e de ruídos com a finalidade de torná-los ininteligíveis e/ou menos irritantes. Por exemplo, é possível selecionar as faixas de frequências associadas a consoantes ou formantes quando se lida com a fala, etc. Além disso, como tal conjunto de parede é projetado para distorção seletiva de som, é possível, em alguns exemplos de modalidades, usar vidro fino e uniões rígidas mais duráveis no conjunto de parede. Essa construção vantajosamente pode tornar todo o projeto mais sólido e confiável. No caso de ser usado vidro, altas tolerâncias podem ser desejáveis para ajudar a maximizar a eficácia das propriedades de reverberação de som evitando-se vazamento, etc.

[0071] As paredes aqui descritas podem ser paredes parciais, por exemplo, paredes que deixam espaço aberto entre áreas separadas. Ou seja, as paredes

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27/44 acústicas e conjuntos de paredes acústicas podem ser paredes inteiras (até o teto) ou paredes parciais em modalidades diferentes. Paredes únicas ou duplas podem ser utilizadas também. Adicionalmente, embora alguns exemplos de modalidades tenham sido descritos considerando-se paredes e/ou salas, será reconhecido que as técnicas aqui descritas podem ser usadas em conexão com áreas mais gerais que têm nenhuma ou poucas partições ou divisões estruturalmente definidas (por exemplo, quartos de hospitais onde a separação entre pacientes é feita por cortinas, saguões, área entre os bancos anteriores e posteriores de um carro, espaços entre diferentes fileiras ou áreas de um avião, etc.).

[0072] Embora o cessionário tenha usado a reverberação passiva ou ativa (por exemplo, gerada por computador) para reduzir a inteligibilidade percebida da fala, descobriu-se que outras melhorias ainda são possíveis. Por exemplo, o cérebro humano é adaptado para lidar com sons de eco atribuindo uma prioridade ao primeiro sinal a chegar. Além disso, a chamada restauração fonêmica é conhecida por ajudar o cérebro a restaurar a informação de sons ausentes ou sobrepostos. Esses dois fenômenos às vezes filtram réplicas idênticas temporalmente atrasadas e preservam a inteligibilidade de um sinal de fala original. Isto, por sua vez, pode comprometer a eficácia de reverberação direta. Nos exemplos de modalidades descritos a seguir, é apresentado outro método potencialmente mais eficaz de distorção da inteligibilidade e redução do incômodo da fala percebida que leva em conta essas questões.

[0073] Novamente com referência à etapa S908 na Figura 9 e ao modo como as frequências de distorção da inteligibilidade da fala podem ser geradas, alguns exemplos de modalidades usam uma abordagem dinâmica em relação ao sinal de mascaramento, o qual é aplicado sobre a fala original. Essa abordagem usa uma ou uma combinação das seguintes abordagens: (1) atraso de tempo constante, (2) atraso de tempo variável no tempo (faseamento temporal), (3) modulação de

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28/44 amplitude e (4) filtragem espectral. A contribuição desses efeitos pode ser regulada, dependendo das necessidades ou preferencias específicas. Por exemplo, as alterações no aumento da amplitude podem ser mantidas a um mínimo em ambientes onde é esperado um certo nível de silêncio e tranquilidade (por exemplo, quartos de recuperação de hospitais, etc.), ao passo que essas alterações podem ser maiores em áreas onde é esperado um nível elevado de ruídos (por exemplo, uma sala de espera em um hospital, a sala de espera em uma delegacia, etc.).

[0074] Constatou-se que a abordagem acima produz uma forte distorção da inteligibilidade da fala. Contudo, às vezes pode ocorrer um amento perceptível no volume de som percebido, e os ouvintes podem sentir certo incômodo decorrente desse aumento no volume de som. Dessa forma, deve-se reconhecer que seria desejável melhorar adicionalmente a técnica de distorção da inteligibilidade da fala original sem um aumento significativo de seu volume de som e potencial incômodo. [0075] Os seres humanos tendem a interpretar réplicas sonoras (desde que sejam similares em formato) como parte do som original, ignorando eficazmente assim o conteúdo informacional e se concentrando apenas no volume de som aumentado. Isso é conhecido como efeito de precedência. Entretanto, o sinal de réplica pode ser adicionalmente modificado para distorcer o conteúdo informacional e ajudar a reduzir o impacto do efeito de precedência. Alguns exemplos de modalidades se beneficiam, portanto, da técnica descrita acima através da distorção seletiva do sinal de mascaramento da fala. Como ficará mais claro a partir da descrição a seguir, essa distorção seletiva pode ocorrer em conexão com formantes, fonemas, sons consonantais e/ou outras unidades estruturais da fala.

[0076] Alguns exemplos de modalidades usam uma frequência de oscilação de um atraso de reverberação na faixa de vários hertz. Essa faixa é vantajosa porque corresponde ao número de sílabas pronunciadas por segundo na fala normal (em Inglês). Como resultado, em alguns exemplos de modalidades, a

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29/44 inteligibilidade da fala pode ser significativamente distorcida sem que seja acrescentada uma grande quantidade de ruído. Ou seja, foi reconhecido que a frequência portadora de informações da fala está em uma faixa de frequências diferente daquela da porção de incômodo, e, portanto, selecionar a primeira permite que a distorção do conteúdo da fala ocorra com um pequeno aumento do volume de som adicional causado pelo mascaramento acústico.

[0077] Em alguns exemplos de modalidades, o sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade da fala pode assumir o padrão geral do sinal de fala original. Em alguns exemplos de modalidades, o sinal de mascaramento pode ser atrasado em relação ao sinal original e/ou múltiplas vozes pré-gravadas podem ser adicionadas ao sinal de distorção da inteligibilidade da fala (por exemplo, para criar a percepção de um ruído de multidão). Em alguns exemplos de modalidades, outros sons (como, por exemplo, os sons mencionados anteriormente ou outros sons da natureza, aprimoradores de som e/ou similares) podem ser adicionados para melhorar o efeito de distorção da inteligibilidade da fala.

[0078] A Figura 10 mostra frequências de formantes para fala de uma e de múltiplas vozes, como suas porções de topo e de fundo, respectivamente. Será reconhecido que o gráfico inferior pode ser adicionado sobre a fala detectada em alguns exemplos de modalidades, por exemplo, para reduzir a inteligibilidade da fala, etc.

[0079] A Figura 11 mostra frequências de formantes de diferentes tipos de sons, incluindo sons da natureza diferentes e sons de fala diferentes, e os primeiros podem ser adicionados aos últimos como aprimoradores de som ou similares, por exemplo, conforme observado acima.

[0080] Em operação, um método para distorcer a inteligibilidade da fala compreende receber, através de um microfone ou outro dispositivo de escuta, um sinal de fala original. O sinal de fala original inclui uma pluralidade de formantes

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30/44 (as unidades estruturais de inteligibilidade da fala) e tem um certo nível básico de inteligibilidade perceptível por um ouvinte humano. O sinal de fala original é processado (por exemplo, com o uso de um processador em hardware ou outro circuito de controle) para identificar as faixas de frequências associadas aos formantes que compreendem o sinal de fala original. Vários parâmetros podem então ser usados para, em essência, alterar o sinal de fala e gerar o sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade. Por exemplo, um sinal de distorção da inteligibilidade pode ser gerado para compreender formantes distorcedores da inteligibilidade que estão na mesma faixa (ou faixas) de frequências que os formantes que compreendem o sinal de fala original, e o nível de inteligibilidade da fala percebida resultante pode ser reduzido mediante a emissão, através de um alto-falante, do sinal de distorção da inteligibilidade que compreende os formantes distorcedores da inteligibilidade gerados. Os formantes distorcedores da inteligibilidade são gerados dentro de uma faixa de frequências de 0,02 a 8 Hz em alguns casos. Em alguns casos, os formantes distorcedores da inteligibilidade são gerados com uma frequência de 2 a 6 Hz (por exemplo, 4 Hz).

[0081] Em alguns exemplos de modalidades, o sinal de distorção da inteligibilidade: pode ser temporalmente atrasado em relação ao sinal de fala original, por exemplo, de modo que o sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade siga o padrão gerado do sinal de fala original, é uma réplica temporalmente atrasada do sinal de fala original, uma réplica temporalmente atrasada do sinal original, uma versão modulada por amplitude do sinal de fala original e/ou similares. A faixa de atraso de tempo constante de 0 a 150 ms é preferencial, com 40 a 120 ms sendo mais preferencial e 60 a 110 ms sendo a mais preferencial. Um exemplo de atraso de 80 ms pode ser ideal em alguns casos e em outros casos, atrasos que têm em média 80 ms podem ser ótimos. Em alguns exemplos de modalidades, uma reverberação dinâmica pode ser

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31/44 usada adicional ou alternativamente, por exemplo, de modo que o atraso de tempo oscile ao longo do tempo.

[0082] Em alguns exemplos de modalidades, o ganho em relação ao sinal de fala original pode ser ajustado, adicional ou alternativamente. Além disso, o ganho pode ser também modulado no tempo. Por exemplo, o sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade pode ser gerado de modo que o volume de som do sinal de distorção da inteligibilidade oscile ao longo do tempo. De preferência, o ganho (correspondente ao sinal modulado de distorção da inteligibilidade somado ao sinal de fala original) não é muito grande, uma vez que isso podería criar efeitos psicoacústicos negativos, por exemplo, ao criar excesso de volume de som ou distorção. Em alguns exemplos de modalidades, o ganho aplicado é até duas vezes o sinal de fala original correspondente. Em alguns exemplos de modalidades, o ganho é, ou fica em média, de 0,05 a 0,25%, com mais preferência de 0,10 a 0,20%, com um exemplo de 0,15%.

[0083] Em alguns exemplos de modalidades, o atraso de tempo e/ou o ajuste de amplitude podem ser modulados a uma ou mais determinadas frequências. Por exemplo, o atraso de tempo e/ou o ajuste de amplitude podem ser modulados a uma frequência de oscilação de, ou que fica na média de, 1 a 10 Hz, com mais preferência de 2 a 6 Hz, e de 4 Hz como exemplo. Será reconhecido que a modulação pode ser a mesma ou uma modulação diferente para o atraso de tempo e o ajuste de amplitude em diferentes modalidades exemplificadoras. Em alguns exemplos de modalidades, a modulação do atraso e/ou da amplitude pode ser fornecida de acordo com um ou mais algoritmos. Em alguns exemplos de modalidades, a modulação do atraso e/ou da amplitude pode ser gaussiana, aleatória, de acordo com uma forma de onda (por exemplo, uma onda senoidal, uma onda quadrada, etc.), gradual, em conformidade com um padrão predefinido (por exemplo, uma oscilação de frequência crescente e então decrescente, etc.),

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32/44 um resultado da aplicação de um algoritmo e/ou similares. Em alguns exemplos de modalidades, pode ser usada uma modulação dinâmica do atraso de tempo de 40 a 400 Hz, com mais preferência de 60 a 300 Hz, e de 80 a 230 Hz, por exemplo.

[0084] Alguns exemplos de modalidades podem compreender adicionalmente a emissão, através do alto-falante, de um sinal de som de mascaramento adicional, juntamente com o sinal de distorção da inteligibilidade que compreende os formantes distorcedores da inteligibilidade gerados. Por exemplo, o sinal de distorção da inteligibilidade pode ser gerado de modo a incluir uma mistura pré-gravada de múltiplas vozes. Adicional ou alternativamente, pode ser utilizado um aprimorador de som ou similar.

[0085] Em alguns exemplos de modalidades, essa funcionalidade pode ser incorporada em um dispositivo eletrônico. A Figura 12 é um diagrama de blocos de um dispositivo eletrônico de distorção da inteligibilidade da fala de acordo com alguns exemplos de modalidades. O dispositivo eletrônico pode incluir ou de outro modo ser acoplado a um microfone 606 que recebe a fala 602, um circuito de processamento 1202 (por exemplo, um microcircuito programado ou um dispositivo analógico), uma fonte de alimentação (não mostrada), e um ou mais alto-falantes 810 que implementam esses exemplos de técnicas. O circuito de processamento 1202 recebe o sinal de fala original a partir do microfone 606 e um conversor analógico-digital 1204 opcional converte o sinal de fala original em uma representação digital (por exemplo, no caso de o microfone ser analógico). O sinal digitalizado é enviado a um oscilador de atraso de tempo 1206, que usa um padrão de atraso de tempo para criar um sinal de réplica do sinal de fala original, modificado de modo que a reverberação seja adicionada através dos atrasos de tempo oscilantes. O sinal é então modificado adicionalmente por um oscilador de amplitude 1208, que usa um padrão de ajuste de amplitude para modificar adicionalmente o

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33/44 sinal. O sinal assim modificado é fornecido ao alto-falante 810 para saída, conforme observado anteriormente. Conforme observado acima, o tipo de oscilação usada para o atraso de tempo e o ajuste de amplitude pode ser o mesmo ou um tipo de oscilação diferente. De modo similar, um sistema que inclui esses elementos pode ser incorporado em ou ser instalado em uma parede, em uma área definida (incluindo uma área aberta) e/ou similares, por exemplo, para dissimular o conteúdo da fala.

[0086] Conforme mencionado acima, outras unidades estruturais da fala podem ser selecionadas em alguns exemplos de modalidades. Por exemplo, sabe-se que as frequências fundamentais da fala ocorrem entre 85 Hz e 250 Hz. Acima desse canal básico de baixa frequência, existem unidades estruturais adicionais da fala que compreendem (a) vogais inertes que são responsáveis principalmente pelos formantes energéticos que determinam a potência da voz, e (b) consoantes portadoras de informações.

[0087] As consoantes contêm pouca energia, mas acredita-se que sejam essenciais para a inteligibilidade (ao menos quando se trata do idioma Inglês ou outros idiomas), por exemplo, sob a forma das unidades fonológicas diferenciadoras de significado, isto é, fonemas (definidos tanto por local de articulação como volume de som) e tonemas dependentes da frequência. Outras unidades estruturais de fala, como cronemas dependentes da duração, podem ser também selecionadas em alguns casos. As vogais ocorrem entre 350 Hz e 2 KHz e são basicamente blocos portadores de volume da fala. Selecionar as consoantes portadoras de informações de baixo volume e deixar intactas as vogais de alto volume com o auxílio de um filtro espectral pode ajudar a reduzir ainda mais o incômodo durante a distorção da fala.

[0088] Várias consoantes diferem quanto ao grau de constrição da cavidade vocal e o tempo de articulação. Ainda assim, a maioria delas está

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34/44 situada em uma faixa de frequências situada entre 1,5 kHz e 4 kHz. Nesse sentido, a Figura 13 inclui um exemplo da dependência de frequência de várias sílabas, cada uma incluindo uma consoante e uma vogal.

[0089] Embora o início da transição de formantes de consoantes-chave difira dependendo da próxima vogal, sua interpretação de fonema permanece inalterada. Esse conhecimento pode ser usado para disparar a distorção da fala com base na frequência-limite de consoantes, que pode ser vista também como unidades primárias de fala portadoras de informações em alguns casos.

[0090] Portanto, em alguns exemplos de modalidades, a geração de um sinal de mascaramento pode ser disparada com base no fato de ser atingida a frequência-limite que é mais alta que a frequência da maioria das vogais, mas mais baixa que a frequência da maioria das consoantes (por exemplo, em torno de 1,5 kHz). Em alguns exemplos de modalidades, uma faixa de frequências predefinida de 1,2 a 2 kHz pode ser eficaz nesse sentido. Essa abordagem pode ajudar a evitar a replicação da maioria das vogais, que contêm pouca carga informacional, mas contribuem para um volume de som indesejado, e em vez disso pode ajudar a focalizar o sinal de réplica sobre as consoantes portadoras de informações. Um filtro acústico passa-alta, por exemplo, pode ser utilizado para esse propósito. O diagrama de blocos da Figura 12 pode ser usado em conexão com tais técnicas exemplificadoras, por exemplo, desde que um filtro acústico passa-alta seja instalado antes do oscilador de atraso de tempo 1206.

[0091] Em alguns exemplos de modalidades, o sinal de mascaramento pode oscilar (faseamento temporal) de modo a fornecer um atraso entre 20 ms e 95 ms, o que corresponde ao tempo de início do vozeamento (VOT - Voice Onset Time) da maioria das consoantes. O VOT é o tempo entre a liberação de uma consoante oclusiva e o início do vozeamento. A frequência de modulação de faseamento temporal na faixa de 1 a 10 Hz pode ser vantajosa, de 2 a 10 Hz

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35/44 mais vantajosa, de 2 a 6 Hz ainda mais vantajosa, e uma frequência de 4 Hz considerada ideal. As modulações de amplitude podem ser também implementadas em alguns exemplos de modalidades. Constatou-se que as modulações de amplitude de 10 a 100% do sinal original, e com mais preferência de 40 a 90% do sinal original são vantajosas nesse sentido.

[0092] Algumas técnicas exemplificadoras que levam em conta as reverberações internas serão agora discutidas. Conforme observado acima, salas diferentes têm potencial mente propriedades acústicas diferentes, inclusive valores de Teo potencialmente diferentes medidos no interior da sala. Em salas com valores altos de Teo o excesso de reverberação pode ser um problema. Por exemplo, salas que incorporam paredes ou janelas de vidro podem apresentar um desafio maior em termos de alta inteligibilidade da fala dentro da sala: as reverberações internas causadas por superfícies altamente refletoras agem como sinais de mascaramento. Descobriu-se que salas diferentes (incluindo aquelas com vidro) têm reverberações acústicas internas irritantes em seu interior, particularmente nas faixas de baixas frequências (por exemplo, de 20 a 200 Hz). Embora existam algumas soluções disponíveis que ajudam a lidar com reverberações irritantes no interior de uma sala (por exemplo, utilizando várias superfícies que absorvem som), tais soluções em geral comprometem a transparência do vidro e adicionam um custo significativo.

[0093] Adicional ou alternativamente, alguns exemplos de modalidades fornecem uma solução acústica para reduzir (e às vezes até eliminar) reverberações acústicas em uma sala ou área causadas por reverberações nas faixas de baixas frequências. Por exemplo, em alguns exemplos de modalidades é gerada uma réplica do sinal de fala original que tem um volume de som equalizado (ou substancialmente equalizado), mas sem a reverberação irritante nas porções mais baixas do espectro.

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36/44 [0094] A Figura 14 é um diagrama de blocos de um dispositivo eletrônico que ajuda a reduzir reverberações irritantes em uma sala, de acordo com alguns exemplos de modalidades. O dispositivo eletrônico pode incluir ou de outro modo ser acoplado a um microfone 606 que recebe a fala 602, um circuito de processamento 1402 (por exemplo, um microcircuito programado ou um dispositivo analógico), uma fonte de alimentação (não mostrada), e um ou mais alto-falantes 810 que implementam esses exemplos de técnicas. O circuito de processamento 1402 recebe o sinal de fala original a partir do microfone 606 e um conversor analógico-digital 1404 opcional converte o sinal de fala original em uma representação digital (por exemplo, no caso de o microfone ser analógico). O sinal digitalizado é enviado a um filtro passa-banda 1406, que é programável com base nas características da sala. Ou seja, durante um processo de calibração específico de uma sala, são detectados os modos de reverberação da sala que inclui o dispositivo eletrônico. Tipicamente, esses modos de reverberação existem como pares de nós e antinós de 3/4 (formando assim ondas estacionárias) na faixa de 20 a 200 Hz e dependem das características da sala como, por exemplo, a geometria da sala, os materiais das paredes, coberturas para o teto, altura do teto/material das superfícies, etc. Esses e/ou outros parâmetros acústicos podem ser medidos usando-se um método para produzir um som alto e rápido, como bater palma ou emitir um som agudo, e gravar automaticamente as propriedades acústicas da sala, permitindo localizar a intensidade e as posições espectrais dos nós e/ou antinós correspondentes às reverberações irritantes. Em alguns exemplos de modalidades, esses parâmetros podem ser armazenados em um local na memória do circuito de processamento 1402, ou de outro modo serem acessados e lidos pelo circuito de processamento, e usados para controlar o filtro passa-banda 1406. Dessa forma, o filtro passa-banda 1406 pode permitir a passagem de frequências mais

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37/44 altas, sabendo-se que o amplificador 1408 pode amplificar o sinal passado pelo filtro de modo que tenha o mesmo ou substancialmente o mesmo volume de som total percebido (por exemplo, em virtude da intensidade aumentada das frequências mais altas que em essência mascaram os modos de reverberação das baixas frequências que não passam pelo filtro passa-banda 1406) e emitir essas frequências mais altas como saída através do alto-falante 810.

[0095] Desse modo, é gerada uma versão modificada do padrão acústico correspondente à fala original de modo que o nível do novo som combinado seja igual ou substancialmente igual ao nível combinado do som original e da reverberação irritante. A reverberação indesejada, entretanto, é em essência cortada do espectro resultante na versão modificada do padrão acústico, de modo que não haja picos em seu interior.

[0096] Será reconhecido que o formato do sinal que é essencialmente cortado pode ser um formato quadrado, no padrão de uma onda senoidal, gaussiano e/ou similares. Em alguns exemplos de modalidades, o formato do sinal que é essencialmente cortado pode ser adaptado mais precisamente para corresponder ao formato das formas de onda de reverberação. Em alguns casos, um único modo de reverberação fundamental pode ser cortado, enquanto em outros casos serão removidas faixas de frequências mais amplas. Nesse sentido, em alguns exemplos de modalidades, pode ser utilizada uma função delta que cause um corte abrupto.

[0097] Embora a Figura 14 mostre o filtro passa-banda 1406 a montante do amplificador 1408, será reconhecido que a ordem desses componentes pode ser invertida em alguns exemplos de modalidades. Será reconhecido também em alguns exemplos de modalidades que o circuito de processamento 1402 que é responsável por remover a reverberação indesejada pode ser colocado a jusante do circuito de processamento 1202 que é responsável por distorcer a inteligibilidade da fala fora da sala. Em diferentes exemplos de modalidades, a

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38/44 funcionalidade do circuito de processamento 1402, responsável por remover a reverberação indesejada, e a funcionalidade do circuito de processamento 1202, responsável por distorcer a inteligibilidade da fala, podem ser incorporadas em um único dispositivo (por exemplo, em um único circuito integrado). Será reconhecido em diferentes modalidades exemplificadoras que o componente eletrônico que suprime a reverberação da sala ou área pode ser idêntico ou diferente do componente que se destina a suprimir a inteligibilidade fora da sala ou área.

[0098] A Figura 15 é um gráfico mostrando um exemplo de sinal de mascaramento (cinza) sobreposto a um sinal de fala original (preto). O clone foi gravado a uma taxa de amostragem exemplificadora de 8 kHz (embora outras taxas de amostragem possam ser usadas em outros exemplos de modalidades). Deve ser entendido que a Figura 15 mostra apenas um exemplo de como a fala pode ser distorcida. Ou seja, os atrasos de tempo, as modulações de amplitude, etc., mostradas e/ou implícitas no gráfico são fornecidos a título de exemplo, a menos que expressamente indicado de outro modo.

[0099] Uma sala de teste foi preparada e algumas técnicas exemplificadoras foram avaliadas. A sala de teste é um típico escritório de gesso acartonado com ventiladores HVAC (aquecimento, ventilação e ar condicionado) temporariamente desativados, um tempo de reverberação de 0,4 s, e nenhuma situação acústica especial. Foram reproduzidos sinais de fala de teste com um alto-falante Yamaha HS5 posicionado atrás de uma das paredes com STC de 30. O sinal foi registrado com o uso de um microfone Crown Audio para longas distâncias, e então processado com software e reproduzido em um alto-falante idêntico posicionado na sala, 2 metros na frente do indivíduo. O software utilizou uma combinação destes quatro efeitos de áudio: (1) atraso de tempo constante, (2) atraso de tempo variável no tempo (faseamento temporal), (3) modulação de amplitude e (4) filtragem espectral. Atraso de tempo, frequência de modulação e profundidade de

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39/44 modulação são todos parâmetros ajustáveis. Os estímulos de fala eram blocos de 100 vocalizações pré-gravadas breves, de 5 a 7 palavras de comprimento não relacionadas, sintática e semanticamente corretas, pronunciadas em ritmo normal por um homem. As vocalizações foram apresentadas separadamente para cada um dos dez indivíduos, que pontuaram de forma subjetiva o reconhecimento da fala percebida e o incômodo do som de mascaramento. Todos os indivíduos eram falantes nativos do idioma Inglês com audição normal. No experimento, foram utilizados os seguintes tipos de mascaradores de fala: ruído branco (WN - white noise), um clone de um sinal de fala de teste temporalmente atrasado (TD - timedelayed), um mascarador que é uma combinação otimizada (OC - optimized combination) dos quatro efeitos de áudio descritos acima, e o mascarador OC foi complementado com um plano de fundo de múltiplos falantes (OCB).

[0100] Para o teste, o atraso de tempo do mascarador OC foi ajustado em 80 ms. O faseamento do atraso de tempo e a modulação de amplitude foram feitos a uma taxa de 3 a 5 modulações por segundo. A fala pré-gravada dos três falantes, dois homens e uma mulher, falando concorrentemente foi usada como plano de fundo para o mascarador OCB. A otimização OC foi feita para alterar o sinal de clone apenas o suficiente para distorcer os elementos essenciais da fala de teste e torná-la incompreensível a um custo mínimo de um incômodo adicional. Essa abordagem é ativada por voz, e a intensidade do sinal de mascaramento é constantemente autoajustada à intensidade da fala de teste.

[0101] As taxas de faseamento de atraso e modulação de amplitude de 3 a 5 ciclos por segundo são similares ao número de sílabas por segundo em uma fala normal no idioma Inglês, o que torna o mascaramento OC altamente seletivo na interferência com os ritmos verbais da fala de teste, conforme observado anteriormente. Para comparação, e conforme também observado acima, ruído branco e sons da natureza são mascaradores de fala insatisfatórios em volume

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40/44 de som moderado, uma vez que seus padrões temporais são diferentes daqueles da fala normal. Uma minimização adicional do incômodo relacionado ao mascaramento foi feita com o uso de um filtro espectral. O filtro espectral equilibrou a contribuição das regiões espectrais responsáveis pelas vogais energéticas e consoantes portadoras de informações.

[0102] Os resultados da pontuação são apresentados na Figura 16. Para uma classificação numérica, os níveis de decibéis dos quatro mascaradores foram igualados aos do WN (ruído branco) nos quais 50% das sentenças foram percebidas como ininteligíveis. No caso de mascaradores WN e TD (temporalmente atrasado), os dez indivíduos relataram uma atenção sustentada ao incômodo e uma fadiga cognitiva considerável nos níveis de mascaramento quando a fala ainda era audível, mas nenhuma palavra pôde ser compreendida. No caso dos mascaradores OC e OCB, nenhuma fadiga cognitiva foi relatada, e os níveis de incômodo foram sensivelmente mais baixos. Após cerca de 30 s de uso do mascarador OCB, a maioria dos indivíduos parou de prestar atenção à fala deficitária de conteúdo. Três indivíduos relataram a percepção da fala mascarada por OC como um idioma estrangeiro.

[0103] A partir dos dados da Figura 16, será reconhecido que alguns exemplos de modalidades podem fornecer uma técnica conceitualmente eficaz de mascaramento de fala, na qual os elementos relacionados à inteligibilidade da fala são distorcidos por faseamento temporal e modulação de amplitude do sinal da fala. A relação entre a inteligibilidade da fala percebida e o incômodo experimentado foi avaliada usando-se uma análise de classificação subjetiva. A abordagem é vantajosamente ativada por voz e se ajusta automaticamente aos aspectos psicolinguísticos e elementos acústicos-fonéticos da fala. Ela pode ser usada em dispositivos de mascaramento de som autônomos ou pode ser integrada em paredes de escritório em espaços acústicos arquitetônicos com

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41/44 baixos níveis de STC e altas perdas por flanqueamento, bem como em outras aplicações aqui discutidas.

[0104] A presente revelação contempla também métodos para produzir as paredes e conjuntos de paredes descritos acima e/ou outros tipos de paredes e conjuntos de paredes. Para os exemplos de abordagens ativas aqui descritos, tais métodos podem incluir, por exemplo, construir paredes, conectar microfones e bombas de ar a circuitos de mascaramento de som, etc. São contempladas também as etapas de configuração de circuitos de mascaramento de som (por exemplo, especificar uma ou mais faixas de frequências de interesse, quando e/ou como atuar uma bomba de ar, etc.). Operações de montagem podem ser usadas, por exemplo, para microfones e/ou bombas de ar (inclusive a instalação suspensa de alto-falantes), etc. A integração com sistemas de HVAC e/ou similares está aqui contemplada também.

[0105] De modo similar, esta revelação contempla também métodos de modernização de paredes e/ou conjuntos de paredes existentes, sendo que tais métodos podem incluir as mesmas etapas ou outras similares. Os kits de modernização estão aqui contemplados também.

[0106] Alguns exemplos de modalidades foram descritos em conexão com paredes acústicas e conjuntos de paredes acústicas. Será reconhecido que essas paredes acústicas e conjuntos de paredes acústicas podem ser usados em uma variedade de aplicações para alterar os padrões de fala percebida, inibir certos componentes sonoros irritantes emanados de áreas adjacentes e/ou similares. Os exemplos de aplicações incluem, por exemplo, paredes acústicas e conjuntos de paredes acústicas de cômodos em uma residência; salas em um escritório; áreas de espera em um consultório médico, aeroportos, lojas de conveniência, bancos, shopping centers, etc.; paredes acústicas exteriores e conjuntos de paredes acústicas para residências, escritórios e/ou outras estruturas; elementos externos

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42/44 (por exemplo, portas, tetos solares, ou similares) de veículos, bem como áreas internas de veículos (por exemplo, de modo que as pessoas nos bancos da frente possam ficar acusticamente isoladas de crianças nos bancos de trás, e viceversa); etc. O mascaramento de som pode ser aplicado para sons que emanam de uma área adjacente, independentemente de a área adjacente ser outra sala, a parte externa dos limites da estrutura que aloja a parede acústica e o conjunto de parede acústica, etc. De modo similar, o mascaramento de som pode ser usado para evitar que ruídos entrem em uma área adjacente desses ou de outros tipos.

[0107] Em certos exemplos de modalidade, é fornecido um método para distorcer a inteligibilidade da fala. O método inclui: receber, através de um microfone, um sinal de fala original; gerar um sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade a partir do sinal de fala original, sendo que o sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade é diferente do sinal de fala original em virtude de ser gerado para ter (a) um atraso de tempo em relação ao sinal de fala original, (b) alteração no atraso de tempo de acordo com uma frequência de oscilação, e (c) uma amplitude que é modulada; e fazer com que o sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade seja fornecido por um alto-falante para reduzir o nível de inteligibilidade do sinal de fala original.

[0108] Além das características do parágrafo anterior, em certos exemplos de modalidades, a frequência de oscilação pode ser constante ou a frequência de oscilação pode variar dentro de uma faixa predefinida. No que diz respeito ao último, em certos exemplos de modalidades, a frequência de oscilação pode variar de acordo com um algoritmo.

[0109] Em adição aos recursos de qualquer um dos dois parágrafos anteriores, em certos exemplos de modalidades o método pode incluir adicionalmente: detectar se o sinal de fala original inclui as unidades estruturais fundamentais de fala; e condicionar a geração do sinal de mascaramento de

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43/44 distorção da inteligibilidade à detecção de unidades estruturais fundamentais de fala no sinal de fala original. Nesse sentido, as unidades estruturais fundamentais de fala podem compreender formantes, sons de consoantes, e/ou similares.

[0110] Em adição aos recursos de qualquer um dos três parágrafos anteriores, em certos exemplos de modalidade a geração do sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade compreende incluir no sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade faixas de frequência que distorcem as unidades estruturais fundamentais da fala no sinal de fala original.

[0111] Em adição aos recursos de acordo com qualquer um dos quatro parágrafos anteriores, em certos exemplos de modalidade a geração do sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade compreende incluir no sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade faixas de frequência que distorcem as unidades estruturais fundamentais da fala a uma taxa correspondente a uma taxa de ocorrência esperada para tais unidades estruturais fundamentais na fala comum.

[0112] Em adição aos recursos de qualquer um dos cinco parágrafos anteriores, em certos exemplos de modalidade a amplitude do sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade é modulada de modo que ela não seja maior que o dobro de uma amplitude correspondente no sinal de fala original correspondente.

[0113] Em adição aos recursos de qualquer um dos seis parágrafos anteriores, em certos exemplos de modalidades a amplitude do sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade pode ser modulada de modo que o volume de som perceptível é aumentado em não mais que 10%.

[0114] Em adição aos recursos de qualquer um dos sete parágrafos anteriores, em certos exemplos de modalidades um filtro pode ser aplicado ao sinal de fala original e a amplitude pode ser modulada na geração do sinal de mascaramento de

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44/44 distorção da inteligibilidade para não causar nenhum aumento considerável no volume de som na saída do sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade. [0115] Em certos exemplos de modalidades, um dispositivo de distorção de inteligibilidade da fala é fornecido. O dispositivo pode incluir um circuito de controle configurado para implementar a funcionalidade de qualquer um dos oito parágrafos anteriores.

[0116] Em certos exemplos de modalidades, um sistema de distorção de inteligibilidade da fala é fornecido. O sistema pode incluir um circuito de controle configurado para implementar a funcionalidade do parágrafo anterior.

[0117] Em alguns exemplos de modalidades, a parede pode incorporar o sistema do parágrafo anterior.

[0118] Embora a invenção tenha sido descrita em conexão com o que é considerado atualmente como a modalidade mais prática e preferencial, devese entender que a invenção não deve ser limitada à modalidade revelada, mas pelo contrário, tem por objetivo cobrir várias modificações e disposições equivalentes incluídas no espírito e no escopo das reivindicações anexas.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de distorção de inteligibilidade da fala, caracterizado por compreender:

receber, através de um microfone, um sinal de fala original;

gerar um sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade a partir do sinal de fala original, sendo que o sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade é diferente do sinal de fala original em virtude de ser gerado para ter (a) um atraso de tempo em relação ao sinal de fala original, (b) alteração no atraso de tempo de acordo com uma frequência de oscilação, e (c) uma amplitude que é modulada; e fazer com que o sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade seja fornecido por um alto-falante para reduzir o nível de inteligibilidade do sinal de fala original;
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a frequência de oscilação ser constante.
3. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por a frequência de oscilação variar dentro de uma faixa predefinida.
4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado por a frequência de oscilação variar de acordo com um algoritmo.
5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado por compreender adicionalmente:

detectar se o sinal de fala original inclui unidades estruturais fundamentais de fala; e condicionar a geração do sinal de mascaramento que distorce a inteligibilidade à detecção de unidades estruturais fundamentais de fala no sinal de fala original.

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6. Método, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado por as unidades estruturais fundamentais da fala compreenderem formantes.
7. Método, de acordo com a reivindicação 5 ou 6, caracterizado por as unidades estruturais fundamentais de fala compreenderem sons de consoantes.
8. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado por a geração do sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade compreender incluir no sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade faixas de frequência que distorcem as unidades estruturais fundamentais da fala no sinal de fala original.
9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado por a geração do sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade compreender incluir no sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade faixas de frequência que distorcem as unidades estruturais fundamentais da fala a uma taxa correspondente a uma taxa de ocorrência esperada para tais unidades estruturais fundamentais na fala comum.
10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado por a amplitude do sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade ser modulada de modo que ela não seja maior que o dobro de uma amplitude correspondente no sinal de fala original correspondente.
11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado por a amplitude do sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade ser modulada de modo que o volume de som percebido seja aumentado em não mais que 10%.
12. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado por compreender adicionalmente aplicar um filtro ao sinal de fala original e modular a amplitude na geração do sinal de mascaramento de distorção

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3/5 da inteligibilidade para não causar nenhum aumento considerável no volume de som na saída do sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade.
13. Dispositivo de distorção da inteligibilidade da fala, caracterizado por compreender:

um circuito de controle configurado para:

receber, através de um microfone, um sinal de fala original;

gerar um sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade a partir do sinal de fala original, sendo que o sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade é diferente do sinal de fala original em virtude de ser gerado para ter (a) um atraso de tempo em relação ao sinal de fala original, (b) alteração no atraso de tempo de acordo com uma frequência de oscilação, e (c) uma amplitude que é modulada; e fazer com que o sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade seja fornecido através de um alto-falante para reduzir o nível de inteligibilidade do sinal de fala original.
14. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado por a frequência de oscilação variar dentro de uma faixa predefinida.
15. Dispositivo, de acordo com a reivindicação 13 ou 14, caracterizado por o circuito de controle ser configurado adicionalmente para:

detectar se o sinal de fala original inclui unidades estruturais fundamentais de fala; e condicionar a geração do sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade à detecção de unidades estruturais fundamentais de fala no sinal de fala original.
16. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a 15, caracterizado por a geração do sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade compreender incluir no sinal de mascaramento de distorção da

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4/5 inteligibilidade faixas de frequência que simulam unidades estruturais fundamentais de fala.
17. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a

16, caracterizado por a geração do sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade compreender incluir no sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade faixas de frequência que distorcem as unidades estruturais fundamentais de fala que ocorrem no sinal de fala original.
18. Dispositivo, de acordo com qualquer uma das reivindicações 13 a

17, caracterizado por a amplitude do sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade ser modulada.
19. Sistema de distorção da inteligibilidade da fala, caracterizado por compreender:

um microfone;

um alto-falante; e um circuito de controle configurado para:

receber, através do microfone, um sinal de fala original;

gerar um sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade a partir do sinal de fala original, sendo que o sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade é diferente do sinal de fala original em virtude de ser gerado para ter (a) um atraso de tempo em relação ao sinal de fala original, (b) alteração no atraso de tempo de acordo com uma frequência de oscilação, e (c) uma amplitude que é modulada; e fazer com que o sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade seja fornecido através do alto-falante para reduzir o nível de inteligibilidade do sinal de fala original.
20. Sistema, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado por:

o circuito de controle ser adicionalmente configurado para:

Petição 870190098686, de 02/10/2019, pág. 10/12

5/5 detectar se o sinal de fala original inclui unidades estruturais fundamentais de fala;

condicionar a geração do sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade à detecção de unidades estruturais fundamentais de fala no sinal de fala original;

modular a amplitude do sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade, evitando aumentos consideráveis no volume de som além de um volume de som consistente com o sinal de fala original; e a geração do sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade compreender incluir no sinal de mascaramento de distorção da inteligibilidade faixas de frequência que simulam unidades estruturais fundamentais de fala.