Come to think of it – Filtering annoying background noise

Delta, 21-02-2008

Richard Hendriks received his Ph.D. cum laude this week for a new method to filter background noise.

Everyone who uses a cell phone at a train station knows how annoying the noise of loudly passing trains can be, as it’s virtually impossible to make oneself heard on the phone. Background noise causes similar problems for people with hearing aids. When hearing aid wearers are at a party, for example, it’s difficult for them to hear what the person talking to them is saying, because of all the noise in the room. Dr Richard Hendriks was irritated by these problems and intrigued about how technology could fix them.

For his PhD thesis, Hendriks developed a filter that reduces background noise: “We developed an algorithm that suppresses sounds that change very fast. When for example a car or train drives by, the volume of the sound increases and then fades away. At present it takes a few seconds for hearing devices to detect a train, and by the time it adjusts, the train has already passed. My algorithm detects a passing vehicle earlier and adjusts faster, so it makes a difference.”

The filter could also reduce some of the sound of ambient noise at a party. “But it’s very hard to reduce all the noise,” he says. “It’s all about voices. The sound of the background noise is very similar to the voice of someone who’s talking to you that you still would like to hear.”

After Hendriks received his PhD cum laude in 2008, he further developed his filter in Denmark. He worked in Copenhagen at Oticon, a company that develops hearing aids and works together with TU Delft. “For my algorithm, lots of calculations must be done. That was difficult, because there is only a small processor inside hearing aids. I therefore had to adjust the algorithm. I simplified it, without consequences for the performance. Now we are looking into using the filter inside a hearing aid. We still have to test it and certify it, but I think that in a couple of years the filter will be used in hearing devices.”

Hendriks returned to TU Delft a year ago and is now an assistant professor in the multimedia signal processing group of the faculty of Electrical Engineering, Mathematics and Computer Science. Recently he received a prestigious Veni grant for young scientists to develop a system that improves the sound of a voice, instead of only reducing the ambient noise. Hendriks: “That research could also make it easier for people who are talking on the phone with someone who’s at a train station, for example. When a train passes they could still hear the one who’s talking, because the sound of the voice is improved.”

Klimaatscenario’s voorspellen dat zomerdroogtes in Europa frequenter en langer zullen worden en dat de waterstanden lager zullen zijn. Niet gek dus dat Havenbedrijf Rotterdam een strategische studie heeft laten uitvoeren naar de gevolgen van klimaatverandering voor de binnenvaart, die 35 procent van de vervoerde tonnen naar het achterland voor haar rekening neemt. Die studie resulteerde in het afstudeerverslag ‘Klimaatverandering en binnenvaart’ van ir. Caroliene Bosschieter (2005).  Ze constateert dat trends als grotere schepen en afvlakking van de rivier de gevolgen van de klimaatverandering nog zullen verergeren.
Haar afstudeerhoogleraar, waterbouwkundige prof.ir. Han Ligteringen (CiTG), vertelt dat men in het onderzoeksprogramma ‘Ruimte voor de Rivier’ probeert de tegenstrijdige eisen van veiligheid en bevaarbaarheid met elkaar te verenigen. Men streeft naar een smalle diepe geul als klimaatbestendige vaarweg met daarnaast aan weerszijden ruimte voor extreem hoogwater. Maar het gevaar is dat de smalle zomerrivier dan gaat meanderen door het brede winterbed. Dit is te voorkomen door kribben aan te leggen, korte dammen loodrecht op de oever. “De uitdaging is nu die zo te dimensioneren dat ze voorkomen dat de rivier uitslijpt en dat de rivier toch zoveel mogelijk oppervlaktewater voert. Daar zijn we met Deltares mee bezig”, aldus Ligteringen.
Een andere ontwikkeling is die van het binnenvaartschip van de toekomst, dat breder en lichter zal moeten worden dan de huidige schepen. Inzet van aluminium en kunststof kan schepen lichter maken.
Staat het water ’s zomers laag door verminderde afvoer van smeltwater, in de winter neemt de afvoer van de Rijn juist toe als gevolg van toenemende neerslag in het stroomgebied. Tel daar de stijgende zeespiegel bij op en je ziet dat Rotterdam vanuit beide kanten door het water wordt bedreigd. “Je wilt de Rijnmond open houden”, zegt Tiedo Vellinga, director environmental monitoring van het project Tweede Maasvlakte. “Maar waterstanden komen steeds hoger. Dan kun je dijken verhogen waar mogelijk, bijvoorbeeld langs het Haringvliet, maar in de stad kom je aan een grens. Dan moet je een stormvloedkering gebruiken.” Daarvan zijn er nu al twee: de Maeslantkering in de Nieuwe Waterweg en de Hartelkering in het Hartelkanaal bij Spijkenisse. Beiden beschermen Rijnmond tegen de zee. Maar overstromingsgevaar komt in de toekomst ook van de andere kant, zodat men ook vloedkeringen in de rivieren overweegt. Ir. Ties Rijcken maakte een schets voor het rapport van de Commissie Veerman (‘Samen werken met water’, 2008) waarin het Rijnmondgebied omgeven is door een ring van zeven waterkeringen. “Als haven willen we die keringen zo weinig mogelijk dicht”, benadrukt Vellinga nog. “Wij zien liever hoge dijken.”
Op korte termijn kunnen problemen met de binnenvaart het best getackeld worden met informatiemanagement. Laagwater kan goed enkele dagen van te voren voorspeld worden, zodat op tijd alternatieve vervoerscapaciteit via weg of rail te boeken is. Op termijn zouden nieuwe schepen voor uitbreiding of vervanging van de vloot een geringere diepgang moeten krijgen. Vellinga kan het kort samenvatten: “Klimaatverandering zorgt voor veel werk.”