Как работает обнаружение звуков
Что слушает приложение, как оно принимает решения и что означают числа.
На этой странице
Snore Timeline превращает ночную аудиозапись в размеченные события. Доверять этим меткам проще, когда понимаешь, откуда они берутся, поэтому здесь разобран весь процесс: какие звуки слушает приложение, как оно решает, что попадёт на вашу шкалу времени, что означают децибелы и оранжевые цвета волновой формы, и почему шумная комната меняет результаты.
Звуки, которые классифицирует приложение
Приложение не считает храпом каждый шум. Оно раскладывает услышанное по шести основным категориям:
- Храп — главное событие. Каждый храп попадает на шкалу времени со своей громкостью.
- Судорожные вдохи — резкие вдохи, часто сразу после остановки дыхания.
- Кашель считается отдельно, чтобы не смешиваться с храпом.
- Разговор во сне: речь, шёпот и бормотание.
- Смех. Люди смеются во сне.
- Громкие звуки — всё, что громче фонового шума вашей комнаты или заданного вами уровня. Подробнее об этом ниже.
Храп, судорожные вдохи и кашель образуют респираторную группу. Приложение также следит за вашим дыханием всю ночь. Если наступает тишина секунд на десять или дольше, а затем приходит звук восстановления, заметно громче этой тишины, это помечается как нарушение дыхания. Раздел «Нарушения дыхания» разбирает их как следует.
Так как же приложение отличает храп от кашля? У каждого типа звука свой акустический отпечаток. Храп несёт основную энергию в низком и среднем диапазоне, примерно от 50 Гц до 3 кГц, и это отделяет его от речи, кашля и комнатного шума. Классификатор смотрит и на форму звука, и на его частотный состав, прежде чем остановиться на метке. Большинство фоновых шумов не получают никакой.
Иногда он ошибается. Когда два звука накладываются или одеяло приглушает один из них, событие попадает не в ту категорию. Если метка выглядит странно, воспроизведите этот момент и послушайте сами. И напоминание: всё это аудиоанализ для вашего личного понимания. Приложение не диагностирует апноэ сна и ничего другого.
Анализ в реальном времени без выборочного прослушивания
Некоторые приложения экономят заряд, слушая выборочно. Они время от времени просыпаются, слушают мгновение и снова засыпают, так что всё, что происходит между сеансами, теряется. Snore Timeline слушает постоянно, с помощью фреймворка Apple Sound Analysis на самом телефоне. Каждый звук обрабатывается по мере возникновения, и ничего не загружается. Как это выглядит на фоне других приложений для храпа, смотрите в статье какие приложения для храпа собирают ваши данные.
Вы заметите из-за этого две вещи:
- Обнаружение начинается сразу. Ни калибровки, ни настройки. Первый храп за ночь засчитывается так же, как сотый.
- На шкале времени нет пропусков. Поскольку приложение никогда не перестаёт слушать, тихий промежуток означает, что в комнате было тихо, и эти промежутки используются в анализе дыхания и фаз сна.
Всё работает на устройстве. Ваш звук никогда не покидает телефон. Политика конфиденциальности объясняет, что это означает на практике.
Обнаружение в реальном времени означает и то, что приложение может что-то сделать с храпом, пока он идёт. «Толчок при храпе» проигрывает короткий сигнал с iPhone или постукивает по запястью через Apple Watch, как только храп подтверждён, и этого часто хватает, чтобы вы повернулись. Большинство трекеров могут рассказать об этом только утром.
Чувствительность и ложные срабатывания
Не каждый звук проходит проверку. Приложение записывает событие только тогда, когда звук достаточно сильно совпадает с одной из его категорий. Именно поэтому скрипящий радиатор не заполняет вашу ночь мнимым храпом.
Насколько строг этот порог, задаёте вы сами, настройкой чувствительности. Уровней пять: Минимальная, Низкая, Сбалансированная, Высокая и Максимальная, и по умолчанию стоит «Сбалансированная».
- Минимальная ловит только явный громкий храп и игнорирует почти всё остальное. Используйте её в шумной комнате или когда храп партнёра то и дело запускает детектор.
- Максимальная ловит очень тихий храп ценой большего фонового шума и большего числа ложных срабатываний.
Пусть шкала времени подскажет, в какую сторону двигаться. Много посторонних событий, которые при воспроизведении оказываются ничем? Снизьте чувствительность. Храп слышен в записи, а приложение его пропустило? Повысьте. «Сбалансированная» подойдёт большинству как отправная точка.
Децибелы и цвета частот
Громкость показана по всему приложению в дБ SPL, по шкале примерно от 28 дБ (почти тишина) до 105 дБ (болезненно громко). Читайте её как индикатор громкости. Грубый ориентир для храпа:
- Ниже примерно 40 дБ: очень тихий храп
- 40–48 дБ: тихий храп
- 48–56 дБ: отчётливый храп
- 56 дБ и выше: громкий храп
У каждого эпизода есть пиковый и средний уровень. Считайте эти числа личным ориентиром. Телефон на тумбочке — не калиброванный шумомер.
Приложение знает, какой микрофон используется, и корректирует показания, пока телефон воспроизводит звук, например музыку или подкаст.
Каждый звук — это смесь частот. Частота — это скорость колебаний воздуха, измеряемая в герцах (Гц). Низкие звуки колеблются медленно, высокие быстро. Нажмите воспроизведение, потяните ползунок и посмотрите, как волна уплотняется по мере роста высоты тона:
Увеличьте волновую форму до максимума, и каждый столбик разделится на наложенные оттенки оранжевого, показывая, где по частотному диапазону лежит энергия этого звука:
- Тёмно-оранжевый: низкие частоты, примерно 50–250 Гц, глубокое рокотание храпа.
- Средний оранжевый: средние частоты, около 250–1500 Гц, обертоны и гласные звуки.
- Ярко-оранжевый: высокие частоты, около 1500–8000 Гц, свистящие звуки вроде «с» в «ссс».
Для дыхания важнее всего яркая высокая полоса. Каждый выдох создаёт едва слышный шелест, тихое «ссс», и этот шелест находится в верхней части высокой полосы. Snore Timeline следит за ним, чтобы отслеживать ваше дыхание всю ночь, и на этом отслеживании построены обнаружение нарушений дыхания и оценка фаз сна. Поэтому телефон, лежащий слишком далеко, или шумная комната ослабляют обе функции. Шелест тихий, и теряется он первым.
Детализацию частот вы получаете только на секундных столбиках, на шаг дальше режима реального времени. При более широком масштабе столбики сплошные. Раздел «Шкала времени и воспроизведение» разбирает чтение волновой формы целиком.
Увеличьте до максимума тихий отрезок вашей ночи и поищите короткие вспышки ярко-оранжевого, под которыми почти ничего нет. Это ваше дыхание.
Обнаружение громких звуков
С храпом и разговором во сне классификатор справляется сам. Обнаружение громких звуков нужно для всего остального. Оно создаёт эпизод всякий раз, когда звук превышает порог громкости, чем бы этот звук ни оказался. Так фиксируются шумы, которые классификатор не может назвать: шёпот во сне, слишком тихий, чтобы считаться речью, скрежет зубов, шорох, когда вы переворачиваетесь, или что угодно ещё, что случилось в комнате.
У порога два режима, они задаются в «Настройках» в пункте «Режим порога»:
- «Автоматически», вариант по умолчанию. Приложение измеряет фоновый шум вашей комнаты, пока вы записываете, и ставит порог на 5 дБ выше него, чтобы ровный гул обычной комнаты не вызывал срабатываний. Фоновым уровнем считается тихий минимум ночи: уровень, выше которого комната остаётся 90% времени, в пределах от 28 до 45 дБ. Приложение повторяет измерение каждую минуту, поэтому включившийся вентилятор или открытое окно поднимают порог, а более тихая комната опускает, и каждая ночь начинается с уровня, измеренного в прошлый раз. В «Настройках» видно измеренный уровень, из какой он ночи и какому значению в дБ он соответствует.
- «Фиксированный». Ползунок дБ, который вы ставите сами, когда хотите одну и ту же границу каждую ночь. Если вы задали уровень ещё до появления режима «Автоматически», у вас по-прежнему «Фиксированный» с этим уровнем.
Чем тише комната, тем ниже стоит порог и тем больше вы уловите. В тихой спальне с уровнем 28 дБ граница окажется на 33 дБ.
Каждый эпизод громкого звука показывает, в какой комнате он случился. На карточке указан уровень комнаты, например 34 дБ в комнате, а в подробностях эпизода добавлены «Фоновый шум комнаты» и «Порог обнаружения», например «Автоматически: на 5 дБ выше фонового уровня комнаты в момент срабатывания (34 дБ)». У эпизодов, записанных до появления этой функции, виден фоновый уровень без строки порога.
Иногда вы увидите в категории «Громкие звуки» то, что точно было храпом. Так бывает, когда фоновый шум перекрывает паттерны дыхания, на которые опирается классификатор храпа. Ему нужен чистый сигнал, чтобы назвать звук храпом, и как только фоновый шум в комнате превышает примерно 45 дБ, больше звуков записывается как сигналы громких звуков, а не как храп. Следующий раздел рассказывает, что с этим делать.
Как фоновый шум влияет на обнаружение
Ровный фоновый шум — кондиционер, вентилятор, транспорт, музыка, дождь или звуки океана — отслеживается отдельно и не создаёт события храпа на вашей шкале времени. Приложение распознаёт его как непрерывный фоновый шум, поэтому гудящий кондиционер сам по себе не заполнит вашу ночь ложным храпом.
Но ровный шум всё же мешает: он маскирует другие звуки. Высокий шумовой фон заглушает тихое дыхание и едва слышный храп, и классификатору остаётся меньше материала. Происходят две вещи:
- Тихие звуки становится труднее обнаружить вообще.
- В комнатах, где фоновый шум превышает примерно 45 дБ, звуки, которые обычно считались бы храпом, переходят в категорию «Громкие звуки».
Чтобы классификация была точнее, по возможности уберите источники шума. Обычные виновники — вентиляторы и генераторы белого шума, вентиляция и очистители воздуха, открытое окно на оживлённую улицу и оставленный включённым телевизор или колонка. Чем тише комната, тем точнее обнаружение.
Когда с шумом ничего не сделать, скажем в гостиничном номере, работайте с тем, что есть:
- Положите телефон ближе к голове, чтобы ваше дыхание оставалось слышно сквозь гул. Раздел «Начало работы» разбирает размещение.
- Повысьте чувствительность, чтобы приложение всё ещё улавливало более тихие звуки сквозь фон.
