全数字助听器技术概念释疑

zhouyk

这是我日前写的一篇小短文，希望为大家解释数字助听器的各种五花八门的新技术，望各位大家斧正。

进入21世纪后，数字信号处理技术广泛应用于助听器行业，各大助听器公司纷纷推出全数字助听器产品。数字技术的使用极大的提高了助听器的听力补偿效果，并且为应用各种新技术做好了基础准备。
数字助听器的工作原理与传统的模拟助听器完全不同。
模拟助听器的工作原理是这样的：信号由麦克风送往滤波器，然后送到放大器，放大后再送给微型喇叭。电源由小电池提供。方框图如下：


而数字助听器通常由麦克风、模/数A/D转换器、微处理器、数/模D/A转换器和喇叭组成。微处理器取代模拟助听器上的放大电路。声音处理采用数字方式，可以非常精确灵活地处理例如：降噪、改善言语信号频响、调节反馈抑制，且没有内部噪声。


而且应用于助听器的数字微处理器体积很小，可以制作深耳道等各种定制式助听器。（下图由上至下依次为：耳内式、耳道式、深耳道式助听器）






近期的助听器新技术
1. 多通道技术
由于听力障碍患者在不同频率点的听力损失情况不同，而且因人而异，所以助听器在验配过程中需要进行频响调节，使得助听器的频率补偿可以切合特定的听力损失。
传统助听器通过使用微调旋钮进行调节，以适应患者的频率损失情况。若助听器拥有的微调越多，则调节就越精细。传统助听器和单段可编程助听器由于本身的局限及成本考虑，设置微调有限，因而它们可分平坦型斜坡型倒斜坡型和陡降型等补偿类型，以适应不同的听力损失情况。而多通道助听器将整个频率段分为许多可以独立调节的通道，分段越多则它频响调节越灵活，也就越能够适应各种类型听力损失情况。下图是一台双通道的助听器（Siemens Music Pro）与16通道的助听器(Siemens Acuris P)的验配模拟结果比较。可以明显看到，16通道的助听器可以更加精确的补偿听力损失。


2. 多环境技术
所谓多环境技术（又称多程序技术）指的是助听器可以存储多套程序，每套程序针对不同的使用环境进行优化。当用户身处于不同的环境时，可以选择（部分高级助听器可以自动识别环境并转换）适当的程序进行助听，这样可以获得更好的助听效果。例如Siemens 公司的Music Pro就可以最多设定4个程序，例如安静环境、噪音环境、电话环境、音乐环境、音靴环境等。



3. 噪音抑制技术
传统助听器的所谓“噪音抑制”通常是通过低频削减（NH）调节，或者高频削减（NL）调节来实现。其实这种“噪音抑制”准确讲应该是属于频响调节范畴，并不是真正的噪音抑制，因为它并不能识别噪音，并且对其进行实时的抑制。
真正的噪音抑制依赖于多通道数字处理技术，由于语言和噪音有不同的信号包络结构，通过对信号数字化分析，处理芯片能够分辨出哪些信号是语言，哪些信号是噪音，确定出噪音信号的频率范围，并对其进行抑制，当噪音信号消失后，抑制也停止作用。（点击下面图形可以播放一个噪音抑制的实例）


4. 放反馈（啸叫）技术
• 反馈（或者称之为啸叫），一直是助听器使用者和验配师需要解决的一个问题，特别是对于功率较大的助听器，只要音量开的较大，就容易引起反馈。过去的解决办法一般是制作密闭性好的耳模，现在通过数字方反馈技术，可以大幅度的减少反馈发生的可能性。自适应滤波器会持续的监测反馈路线的脉冲响应，并且可以主动的进行临界增益测试并进行增益优化避免反馈的发生。


5. 自适应多麦克风指向性技术
如何在嘈杂的环境中提高语言识别能力一直是一个难题。使用多麦克风指向性技术是有效的解决发难之一。使用双麦克风或者三麦克风可以使助听器具备指向性放大能力，即只用者正前方一定角度内的声音得到较大的放大，而其他方向上的声音放大较少。这样，助听器佩戴者在嘈杂环境中，只需面对想听的方向，即可获得更清楚的声音。
指向性功能与噪音抑制功能向结合，就有了自适应指向性技术，即助听器能够识别噪音的频率和方位，并对其进行抑制，即便噪音源的方位在不断移动，也可以对其进行追踪抑制。
这是一个自适应方向性麦克风的例子。



6. 开放耳技术
开放耳技术是一项新技术，过去的耳背式助听器都使用全密闭式耳塞，甚至使用耳模，不可避免的都有一定的堵耳效应，特别是对于低频听力损失小的患者。这一直是一个难题。而开放耳技术通过使用开放式耳塞，极大地减轻了堵耳效应，而且机器外形很小，甚至可以媲美深耳道式助听器。使用者可以马上感觉到轻松自然的验配效果，避免了长时间的适应与调整过程。开放耳技术同时应用高效率的数字防反馈功能，抑制了开放式耳塞可能产生的反馈。


7. 无线技术
在助听器中使用遥控技术已经有一段时间了，但从前只是局限于使用小型遥控器控制助听器的音量等功能。近期应用于助听器的无线技术又有了进一步的发展，Siemens 公司于2005年推出的ACURIS e2e系列产品具备双向无线通讯功能，佩戴于双耳的2台助听器之间，助听器与遥控器之间都可以相互通讯，实现比如情景识别，程序转换，音量调整，电池电量读取等各种功能。
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助听器验配师，熟悉西门子，瑞声达，奥迪康等品牌，欢迎和大家交流。
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苏文

谢谢楼主提供的资料，你提供的资料都是图文并茂的啊！看起来非常清楚明白！很好！

月光如水

我到目前为止，所见过的最好的助听器菜鸟启蒙资料。
看了楼主的介绍，如醍醐灌顶，很多技术的作用都变得一目了然，呵呵。
想请教一个问题，对于那个“开放耳技术”，人在运动时，这样的助听器是不是容易掉？

木木我

那个噪音抑制技术好帅啊。..不过下面的那个动画没有太看明白...有谁可以解释一下

bh1573

受教了，让楼主费心了，都很实用，在此代表所有业内人事和听障朋友谢谢楼主

bh1573

引用第3楼木木我于2006-04-15 12:16发表的“”:
那个噪音抑制技术好帅啊。..不过下面的那个动画没有太看明白...有谁可以解释一下

其实这个问题楼主已经讲得很清楚了，本菜鸟也可以谈谈自己的关点，简单地讲就是助听器采用双麦或多麦工作，通过对声音采样分析出噪声源（图中的摩托车），然后调节前后麦克风的放大量，避开对发出噪声那一点的放大量，图中可见有摩托车的地方，都是在麦克风的收集放大范围以外的。回答完毕！
初试牛刀，有不对的地方还请指正，相互学习，共同进步

悟空

引用第2楼月光如水于2006-04-15 11:44发表的“”: 我到目前为止，所见过的最好的助听器菜鸟启蒙资料。 看了楼主的介绍，如醍醐灌顶，很多技术的作用都变得一目了然，呵呵。想请教一个问题，对于那个“开放耳技术”，人在运动时，这样的助听器是不是容易掉？

开放耳助听器我看过图片，应该是耳塞部分有一个比较大的通气孔，让耳朵感到更舒适。不过这样一来助听器就容易产生啸叫，所以开放耳助听器一般都有啸叫抑制功能。

zhq217

6楼的解释极不正确!如果因为有抑制反馈功能就可以作成开放耳,那所有的助听器都不用做那么大了

zhouyk

引用第2楼月光如水于2006-04-15 11:44发表的“”:
我到目前为止，所见过的最好的助听器菜鸟启蒙资料。
看了楼主的介绍，如醍醐灌顶，很多技术的作用都变得一目了然，呵呵。
想请教一个问题，对于那个“开放耳技术”，人在运动时，这样的助听器是不是容易掉？

只要不是剧烈运动，是没有问题的。

zhouyk

引用第5楼bh1573于2006-04-25 22:00发表的“”:

其实这个问题楼主已经讲得很清楚了，本菜鸟也可以谈谈自己的关点，简单地讲就是助听器采用双麦或多麦工作，通过对声音采样分析出噪声源（图中的摩托车），然后调节前后麦克风的放大量，避开对发出噪声那一点的放大量，图中可见有摩托车的地方，都是在麦克风的收集放大范围以外的。回答完毕！
初试牛刀，有不对的地方还请指正，相互学习，共同进步

正确