从软硬件开发方面谈谈助听器技术

nlf17318

近期，魏先生捐赠助听器事件闹的沸沸扬扬，指责者有之，支持者有之，且不说这事情到底值不值得，正确不正确，倒是感觉用议论绑架这种慈善，尤其是媒体，对慈善行为打击的非常大。如果再这样下去， 有多少人作慈善也不知可否。下面就从技术层面剖析一下助听器的现状，欢迎拍砖。
   大学都知道，现在的助听器分两种，模拟机和数字机。这是笼统的，作为技术的，我再细分一样。助听器严格来说应分三种：1.模拟机 2.模拟机+固件 3.完全的数字机。但是受于环境及肋听的需要的，完全的数字机在目前环境下还是不可能的，因为只要用耳机，就可能存在存在模拟与数字的转换（模数转换），要用数字机就要借助完全的数字信号。在目前如果要用完全的数字机就要借助第方的工具或者硬软件。说到这里，大家可能糊涂了，现在大家用的都不是数字机吗？其实不是的，现在大家说的数字机全名应该是可编程的数控助听器，主要借助集成路或者芯片存储处理电路实现声音控制，通过编程进行控制，也就是硬件+软件的实现方式。既然是硬件+软件实现，那么他应该属于我说的第二种：模拟机+固件，只是这里的模拟机已经不是我们说的那种，它是已经进行了特殊处理的硬件。模拟机相信大家都清楚，是完全的硬件实现。这里说的模拟机就是硬件。针对第二种，我们只知道这一种.  实际上他应该还有其他几种变体。

待续。。。。

苏文

探讨助听器的帖子还是放到“助听咨询”栏目里好，那里人多。

我把帖子移动过去。

轻松熊

魏先生是善举，不过个人认为模拟机不是很适合儿童。特别是6岁以下的儿童，现在的儿童学习说话，基本都是带数字机的。如果家庭贫困，也可以申请国家项目救助。
明年起北京可以免费对听障儿童发放辅助器具。

老工人

这方面的知识，一般的听障群体确实知之甚少，需要得到专业人士的有关科普，谢谢楼主了！期待后续。

nlf17318

续上文------请看下文

　　上文简单说了助听器的分类，本文继续就助听器的第二分类展开技术分析与讨论。话说,我将上文的助听器第二类描述为模拟机+固件，模拟机就是接收模拟信号的，在这里我们指声音，然后通过模拟机把声音转换为声音数字量。固件在这里比较宽泛。先来解释一下固件的概念。固件通俗地说就是固化的软件，嵌入在某类的芯片里，和硬件在一块，我们看不到，但是提供硬件功能，有时也被化为硬件，但是它确实是软件，为了区分这个，人们习惯地称他为“固件”。说到这里，不得不说还有几个技术名词，下文可能也有用到，1.模拟与数字的相互转换2.数据信号处理（DSP）3.单片机芯片（包括DSP芯片，ARM芯片，STM芯片），想深入了解的可以搜索，不想了解的可以略过。但是请注意下3种的这类芯片价格。这可是你关心的。
　　通常我们说的助听器应该是这一种,见下图。

助听器数据单元模块

　　这种助听器因为采用了助听器的专用芯片，往往价格不菲，但是细看这个助听器结构，他的贵就贵在声音处理控制模块这部分，也就是DSP芯片上。那么我们不采用国外专用的助听器芯片，而采用国际通用的，比如DSP TMS320C5416，自己开发电路设计，那么助听器的价格将会质的下降。实际上国际上助听器专用芯片使用也大都是研发助听器芯片的专用厂家，外包使用都要收专利费，受专利保护，价格也可能不便宜，国外采用的都不多，如果我们从助听器价格上考虑，我们也会弃之不用。
　　说到这里，那么第二种助听器的变体就产生了。声音信号处理单元采用通用的DSP处理芯片，而不是国外专业的助听器芯片。只可惜的是国内还没采用，也没有生产。为了让你们拍砖，我们在这里称其为变体１。
　　另外如果真这样做，那么要从零做起，前期研发投入也可能不小，从研发到听力不好的人手上，价格可能也不会太低，但是相比的国外要低也可能不少。不过这样做，缺点也很明显，山寨嘛，你懂的。
　　
　　除了上面所说，常规编程助听器和上面的变体1，因为采用助听耳机一体，考虑体积空间及占用，功能上也受到诸多的限制。
　　现在为了破解这种限制，我们把助听器声音控制处理的模块移到助听器外，制作成一个可以放在口袋的外设。助听器和外设控制分离，那么这样就有变体2，见下图。

设计的变形

nlf17318

　　在助听器和声音控制处理之间采用蓝牙连接。虽是简单的思路啊，天地可是不一般。这样处理后，处理器芯片选用的种类就会更多，价格也会丰富多端。由此想法生产处理的助听器，我们称其为变体2衍生体。你可以相像到这种助听器随着硬件的发展，种类有多庞大，功能上也会我们现在常规助听器强大的多。但是也有缺点啊，助听器被一分为二，任何一个没有电，助听器就不能发挥效应。不过相对来说，这缺点比起价格来说，很多人肯定能忍受得了。
　　在变体2 的基础上，如果声音控制不由DSP处理，而改由其他单片机芯片，比如，ARM（手机采用的芯片），STM32（工业工控机采用的芯片）。由于ARM或者STN不是专业的数字数据处理芯片，因些我们要用软件进行数字处理，这样加大了这种软件处理量，但是这种芯片价由于频率较高，且不受助听器体积限制，胜任此项也是很有余的。不过这对软件开发由于嵌入式开发软件工程师要求较高。和2在软件开发上面区别也相对较大，故独立出来，在此称这种助听器变体为变体3。
　　在变体3上我们在继续探究，由于ARM芯片的应用，智能手机已经推广的很普遍了，几乎每一个人都可能有一部智能手机，那么我们把此和手机结合，通过手机蓝牙模块与助听器蓝牙通讯，那么这两者就可能合而为一。非常接近现实吧。我们使用只要到应用软件商店下载这个对应的助听器声音处理程序安装在智能手机上两者同步就可以了。非常棒吧。遗憾的是这种技术国内也没有，只听说国外有机构在开展研究，什么时间应用也未可知。我们称这种助听器其为变体4吧。
　　说到这里还不完，别急，再耐心点，要看到最后哦。还有变体5呢？
　　在变体2中，助听器与外设已经分离，那么分离后的助听器是什么？还是可编程数字助听器吗？答案肯定是否定的，想必已经猜到了吧。那就是模拟助听器。现在就说我们变体5吧，那就是模拟机新用，“老瓶装新酒”，加上蓝牙或者无线传输模块，颠覆现在的数字助听器。用极低的价格，来享受堪比高档机才有的助听器功能。欢呼吧！大声欢呼吧！
　　不过悲哀的是模拟机现在什么处境啊？？这个话题留给你们吧，把模拟机的处境提上来。在变体5中，只设定接口，变体5和变体4一样都采用手机，助听器的声音处理程序交给外包公司或者愿意开发的个人，这样全员参与，谁开发谁受益。从而可以让低价高性能助听器遍地开花。（理想是美好的，现实那么大国际助听器厂商会上眼睁睁看着你铲人家的墙角么？）
　　以上所说，都是从技术和价格方面来考量的，从国内的需要出发。说到这里不得不提国内的议论环境，一边倒；对模拟机认识，畸形。没有模拟机硬件的发展，数字可编程助听器靠什么来支撑，单纯的数字式芯片吗？简直是笑话。单纯的软件程序——固件吗？那也是不可能的事。从技术方面看，两者是同时发展的，谁也不能少了谁。可现实呢，模拟机是不是进入冷宫了。。。。。。。
　　随着软硬件技术的发展，软硬件也日益区分不明显，能用硬件的地方，也能用软件，能用软件地方也同样也能用硬件。那么将来你说助听器是模拟机还是数字机呢？我不好答，你呢？

穿着短袖去跑步

个人觉得捐赠助听器这件事本身是善事，但是这个事觉得咨询一些听力相关的专家之后再进行比较好。这样也能了解到小孩学说话的重要时间，到底配什么类型的助听器，捐赠的助听器是否能够有专业的验配人员进行调试以及之后是否能够安排语训等等。

nlf17318

引用第1楼苏文于2012-12-12 22:33发表的  :
探讨助听器的帖子还是放到“助听咨询”栏目里好，那里人多。

我把帖子移动过去。

只要大家看就行，为大家普及点知识嘛

nlf17318

引用第2楼轻松熊于2012-12-13 09:56发表的  :
魏先生是善举，不过个人认为模拟机不是很适合儿童。特别是6岁以下的儿童，现在的儿童学习说话，基本都是带数字机的。如果家庭贫困，也可以申请国家项目救助。
明年起北京可以免费对听障儿童发放辅助器具。

谢谢关注，模拟机确实不适合儿童，这里只从价格或者性能上考量，单纯从技术上分析欢迎关注续文

nlf17318

引用第3楼老工人于2012-12-13 12:22发表的  :
这方面的知识，一般的听障群体确实知之甚少，需要得到专业人士的有关科普，谢谢楼主了！期待后续。

谢谢关注，续文已发，欢迎拍砖