研究员Ryan Corey最近从一位在一所学校教书的朋友那里听到一些学生有听力损失。这位朋友想知道他是否有什么想法可以帮助她在戴口罩的情况下与这些学生沟通，以减缓COVID-19的传播。科里也有听力损失，不知道该告诉她什么。因此，杏耀主管他前往伊利诺伊增强听力实验室寻找解决方案。

 

科里是伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校(University of Illinois Urbana-Champaign)电气与计算机工程博士后研究员，他在安德鲁·辛格(Andrew Singer)教授的指导下，领导了一个研究音频信号处理的团队，尤其是研究助听器等听力设备的音频信号处理。研究小组的新研究评估了面罩对说话的声学影响，研究结果发表在《美国声学学会杂志》上。

 

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科里说:“之前的研究主要集中在医疗环境中佩戴的医用口罩上，但还没有人研究过不同种类的织物口罩所产生的声音效应，所以这是我的研究重点。”

 

该团队测试了医用口罩、一次性外科口罩、嘴部有透明塑料窗户的口罩，以及由不同类型和数量的织物制成的自制和从商店购买的布口罩。

 

研究人员使用了一种特殊的扬声器，这种扬声器是由艺术与设计学院的毕业生尤赖亚·琼斯定制的，形状像人的头部，这样声音就会像从人嘴里发出的那样发出。

 

“我们把不同的面具戴在头部形状的扬声器上，每次测试都播放相同的声音，”科里说。“我们还把扬声器放在一个转盘上，为我们的数据添加方向组件。”

 

研究小组还从一个戴着面具的人类说话者身上收集了数据。

 

“使用真人可以让声音不那么容易重复，因为我们不可能每次都用同样的方式说同样的话。然而，它确实让我们能够解释头部的真实形状和嘴唇的真实运动。”科里说。“尽管这两组数据略有不同，但它们都显示了哪些声音频率最容易受到戴口罩的影响，哪些口罩的影响最大。”

 

他们的数据显示，当一个人发出辅音时，所有的面具都会屏蔽掉轻声高频率的声音。“对于那些有听力损失的人来说，杏耀注册不管戴不戴口罩，这些声音已经是一个挑战， 杏耀 ，甚至当你把口罩加入其中时，对那些没有听力损失的人来说也是一个挑战。”

 

面具还会阻碍面部表情和嘴唇运动等视觉线索，所以当戴上大多数面具时，人们不再可以选择语音阅读。科里说，几乎每个人都在一定程度上使用语言阅读，不管有没有听力损失。

 

“这就是为什么我们测试了非常流行的透明窗口罩，”他说。“不幸的是，这样做的代价是你可以看穿它们，但在我们测试的所有面具中，它们屏蔽了大部分的声音。”

 

科里说，研究发现，一次性外科口罩的声学性能在所有测试中是最好的。松松编织的100%纯棉口罩也有很好的效果，但正如伊利诺斯州其他研究人员的一项研究显示的那样，它们在阻挡呼吸道飞沫方面可能不如医用口罩有效。这项研究表明，密织棉和混纺织物可能会阻挡更多的水滴，但科里的团队发现，它们也会阻挡更多的声音。Corey在对水滴研究的基础上提出，用松紧棉织成的多层口罩可以在水滴阻挡效率和声学性能之间提供一个合理的折衷。

 

好消息是，大多数口罩并没有完全阻挡声音，它们只是让声音从嘴里转移开。这个细节意味着简单的扩音装置可以让每个人都更容易理解掩蔽语。特别是，已经在许多教室和演讲大厅使用的翻领麦克风只会受到口罩的轻微影响。许多助听器支持远程麦克风配件，也可以戴在衣领附近。

 

科里说:“大多数人不会在戴着口罩的时候带着麦克风和扩音系统四处走动，但在一些有意义的场合，比如教室和会议，戴口罩会有帮助。”