IN MEMORIAM:
Audion ja akustiikan uranuurtaja, professori Matti Karjalainen on poissa

In English Auf Deutch

Professori Matti Karjalainen kuoli kotonaan Espoossa 30.5.2010 pitkäaikaiseen sairauteen. Hän syntyi 2.4.1946 esikoisena pienviljelijäperheeseen Hankasalmen Halttulan kylässä. Matin koulutie alkoi paikallisesta kyläkoulusta ja keskikoulun ja lukion hän kävi Lievestuoreen Yhteiskoulussa, jossa hän kirjoitti ylioppilaaksi 1965.

Jo yhteiskouluvuosina Mattia alkoivat kiinnostaa sähkömoottorit ja radiot. Viisikymmenluvun lopulla markkinoille tulivat ensimmäiset transistorit, mistä monet sen ajan koulupojat Matin tavoin saivat uuden harrastuksen: taskuradioiden rakentelun. Viisikymmenluvulla suosituksi tulivat myös pop- ja rockmusiikki, joista Matti innostui. Muiden nuorten tavoin hän seurasi uusia hittejä mm. Radio Luxemburgista.

Kuusikymmenluvun alussa Matti sai ensimmäisen akustisen kitaransa ja huuliharpun. Näin käynnistyi oma aktiivinen musiikkiharrastus, joka jatkui läpi elämän. Matti soitti itse ja oli musiikin aktiivinen kuuntelija monentyylisissä musiikkitapahtumissa.

Teknilliseen korkeakouluun Tampereelle

Syksyllä 1965 Matti aloitti opinnot Tampereen teknillisessä korkeakoulussa..Pääsykoepisteet olisivat riittäneet Otaniemeenkin, mutta Tampere tuntui Matista kotoisammalta opiskelupaikkakunnalta. TTKK oli juuri aloittanut toimintansa TKK:n sivukorkeakouluna ja ensimmäisen vuosikurssin opiskelijoiden tehtäväksi tuli käynnistää ylioppilaskunnan toiminta. Teekkarit perustivat radiokerhon, ja Matista tuli tämän jäsen ja teknisen luokan radioamatööri. Matti myös suunnitteli teekkareille jykevät äänentoistolaitteet. Syksyllä 1968 Matin opinnot olivat edenneet jo niin pitkälle, että hän pääsi hoitamaan ensimmäistä tehtäväänsä yliopistossa: assistentin virkaa. Valmistuttuaan diplomi-insinööriksi Matti suoritti asevelvollisuutensa Riihimäen Viestirykmentissä vuonna 1972.

Vuosi 1973 oli käännekohta Matin urakehityksessä. Elokuisena viikonloppuna tehtiin elektronimusiikkiin kokeiluja TTKK:n elektroniikan laitoksen tiloissa. Kokeilujen yhteydessä syntyi muun muassa analogiatekniikalla toteutettuja säätyviä resonanssipiirejä, joilla saatiin tuotettua puhetta muistuttavia ääniä. Kun tätä esiteltiin laitoksen esimiehelle, Professori Boris Segerståhlille, hän kysyi, voisikohan tästä saada aikaan ihan oikeaa puhesynteesiä. Suomen Akatemia myönsi hankkeelle pienen starttirahan, mikä merkitsi puheteknologisen tutkimuksen alkua Suomessa keväällä 1974. Tuo vuosi sujui intensiivisessä kehitystyössä, ja vuoden lopulla syntetisaattori pystyi jo omalla äänellään pyytämään lisää rahoitusta Akatemiasta!

Matti sai TTKK:lta elektroniikan yliassistentin toimen, ja vuonna 1974 hän valmistui tekniikan lisensiaatiksi. Lisensiaattityö liittyi tehoelektroniikkaan. Parin vuoden kuluttua 1976 Matti Karjalainen avioitui Raija Vappu Valtarin kanssa, ja seuraavana vuonna perheeseen syntyi esikoispoika ja parisen vuotta myöhemmin tytär.

Puheäänen syntetisointia

Puhesynteesin tutkiminen ja soveltaminen jatkui Tampereella aina vuoteen 1981 saakka. Tänä aikana rakennettiin puhesyntetisaattorit Synte 2 ja Synte3. Matti Karjalaisen puhesynteesiä käsittelevä väitöskirja hyväksyttiin lokakuussa 1978.

Synte 2 herätti maailmanlaajuista kiinnostusta, koska se oli ensimmäinen, millekään maailman kielelle rakennettu, rajoittamattomasta tekstistä puhetta muodostava, kannettava laite. Tämän kehitysharppauksen teki mahdolliseksi juuri markkinoille tullut yhden piisirun mikroprosessori, jota päästiin heti soveltamaan. Puhuvat koneet olivat ilmestyessään pieni sensaatio. Aihetta käsiteltiin julkisuudessa melko runsaasti myös Suomessa, lehdissä uutisina ja radiossa ja TV:ssä haastatteluina ja asiaohjelmina.

Vuonna 1980 tuli muutto Espooseen, kun Matti nimitettiin akustiikan apulaisprofessoriksi TKK:n sähkötekniikan osastolle. Matin aloittaessa Otaniemessä laboratoriossa ei ollut kuin yksi assistentin virka ja laboratoriomestari. Tiloja oli, mutta laitteisto auttamattomasti vanhentunutta. Lähes kaikki piti aloittaa alusta. Pienin askelin tutkimushankkeita alkoi syntyä, resurssit lisääntyä ja myös kurssien opiskelijamäärät kasvaa.

Matin johdolla yliopistomaailmassa alkoi kehittyä puheteknologiaan erikoistunut tutkimuslinja, joka käynnistyi huomattavasti aikaisemmin kuin Suomessa oli alan teollisuutta. 1990-luvun alussa digitaalisen matkapuhelinteknologian myötä tutkimusala kasvoi voimakkaasti ja synnytti osaamista mm. Nokian tarpeisiin. Puheteknologian tutkimus jatkuu aktiivisesti vieläkin Matin viitoittamalla tiellä Aalto-yliopistossa.

Tutkiessaan puhesynteesiä Matti huomasi, että mikään perinteinen signaaleille määritelty mittari ei kyennyt kertomaan syntetisaattorin tuottaman puheen laatua. Hän oivalsi, että tähän tehtävään täytyi kehittää ihmisen korvaa ja kuulojärjestelmää kuvaavia laskennallisia malleja. Tällaiseen psykoakustiseen mallintamiseen perustuvat esimerkiksi standardoitu PEAQ (Perceptual evaluation of audio quality) -algoritmi ja häviölliset audiokoodausmenetelmät, kuten MP3. Matti jatkoi psykoakustiikan tutkimuksia uransa loppuun asti ja hyödynsi näitä periaatteita laajasti ääniteknologian eri osa-alueilla. Hän kirjoitti aiheesta myös yhä käytössä olevan suomenkielisen oppikirjan.

Soitinäänten syntetisointia

Matti kiinnostui myös soittimien akustiikasta ja soitinten äänen mahdollisimman autenttisesta syntetoinnista. Kitaran akustiikkaa tutkittiin ja mallinnettiin. Syntyi myös ensimmäinen kanteleen akustiikkaa käsittelevä tieteellinen julkaisu maailmassa. Siinä selvitetään, mikä kanteleen rakenteessa synnyttää sille tyypillisen, kauniisti heleävän soinnin. Tästä kehittyi yksi aktiivisista tutkimuslinjoista, joka on laajentunut audioefekteihin sekä ihmisen ja koneen väliseen äänen kautta tapahtuvaan vuorovaikutukseen.

Matti käynnisti myös tilaäänen mallintamiseen, tallentamiseen sekä havaitsemiseen liittyvän tutkimuksen 1990-luvun alussa, josta syntyneet kaksi tutkimusryhmää jatkavat tutkimustyötään.

Innostava ja salliva opettaja

Tutkimuksen ohella Matti Karjalainen myös kasvatti opetuksellaan lukuisia akustiikan ja ääniteknologian osaajia Suomeen. Otaniemessä hän aloitti ensimmäisenä Suomessa kommunikaatioakustiikkaan, signaaliprosessoreiden ohjelmointiin ja puheenkäsittelytekniikkaan liittyvät yliopistotasoiset kurssit, jotka ovat yhä voimissaan. Vuosikymmenten saatossa näiden kurssien kautta on kulkenut satoja opiskelijoita, ja alan teollisuus on saanut ääniteknologiaa osaavia insinöörejä muun muassa suomalaisen matkapuhelinteollisuuden tarpeisiin.

Opetuksessaan Matti korosti oppimaan oppimisen periaatetta ja piti tärkeänä, että opinnot olisivat riittävän laaja-alaisia antamaan pohjan monenlaisiin alan työtehtäviin ja uusille tutkimuslinjoille. Matti Karjalainen oli uransa aikana yli 20 väitöskirjan valvova professori ja hän ohjasi yli sata diplomityötä.

Vuosikymmenten myötä Matti Karjalaisen uuttera työ ja herkeämätön kiinnostus akustisia ja psykoakustisia ilmiöitä kohtaan on kantanut merkittävän hedelmän. Matilla oli johtajana suuri sydän, hän antoi kaikkien tulla sellaisina kuin he olivat ja auttoi vähäeleisesti ja hyväntuulisesti jokaista tutkijanalkua kehittymään. Hänen aito innostumisensa tarttui tutkijoihin, ja Akustiikan laboratorion kasvoi räjähdysmäisesti 1990-luvun loppupuolella. Laboratorioon perustettiin kolme uutta professuuria puhe- ja audiosignaalinkäsittelyyn, ja henkilöstön määrä nousi lähelle 40:tä. Nykyisin yksikkö on liitetty osaksi Signaalinkäsittelyn ja akustiikan laitosta, joka kuuluu Elektroniikan, tietoliikenteen ja automaation tiedekuntaan uudessa Aalto-yliopistossa.

Kansainvälistä tunnustusta

Matti rakensi laajalti myös kansainvälisiä yhteyksiä. Jo 1970-luvun keskivaiheilla hän alkoi osallistua aktiivisesti alan kansainvälisiin konferensseihin ja teki tutustumiskäyntejä yrityksiin ja yliopistojen tutkimuslaitoksiin mm. Yhdysvalloissa. Esimerkiksi Stanfordin yliopistoon rakentuivat hyvät suhteet jo tuolloin. Ne vahvistuivat edelleen Matin viettäessä sapattivuottaan Palo Altossa 1995.

Kunnianosoituksena mittavasta elämäntyöstä akustiikan ja audiotekniikan alueilla, Matti Karjalaiselle on myönnetty useita tiedepalkintoja. Hän sai Audio Engineering Society:n (AES) Fellow-statuksen 1999 ja AES:n hopeamitalin 2006. Hänellä myönnettiin IEEE Fellow -arvonimi joulukuussa 2009 merkittävästä tieteellisestä työstä äänisignaalien kuulonmukaisen mallintamisen ja käsittelyn parissa.

Matti Karjalainen -rahasto

Täyttäessään 60 vuotta ja ollessaan jo tietoinen sairaudestaan Matti Karjalainen perusti nimeään kantavan rahaston tukemaan akustiikan tutkimusta ja erityisesti alaa opiskelevia lahjakkaita nuoria. Matin viesti on, että jos opiskelijalla on motivaatiota ja lahjoja, taloudelliset tekijät eivät saa olla esteenä tieteellisen uran valitsemisessa ja sillä etenemisessä.

Matti Karjalaisen oma elämä on tästä suurenmoinen esimerkki. Hänen luovuutensa, ahkeruutensa ja ajattelunsa tulokset tulevat elämään pitkään suomalaisessa ja kansainvälisessäkin tieteessä meidän Matin työtovereitten, yhä uusien opiskelijapolvien ja koko yhteiskunnan hyödyksi.

Matti Karjalaisen uurna saatetaan Gräsan uurnalehtoon hiljaisuudessa, lähiomaisten läsnäollessa. Hänen elämäntyötään voi muistaa lahjalla Matti Karjalaisen rahastoon:

Tilin omistaja: Akustinen Seura
Tili: Nordea 101130-205947
Viesti: Lahjoitus Matti Karjalaisen rahastoon

Akustiikan ja äänenkäsittelytekniikan tutkimusryhmä jää syvästi kaipaamaan entistä johtajaansa, ystäväänsä ja esikuvaansa.