現在的助聽器功能越來越強大，助聽器技術的發展甚至可以和芯片、移動電話技術相比較。科技的發展使得過去全聾的孩子也有了聽到聲音的希望。助聽器中的全數字助聽器以一種嶄新的方式來對聲音信號進行處理，能夠改善音質、降低噪音。麥克風收集完聲音信號后，再通過模/數(shu)轉化器(qi)(qi)將模擬信(xin)(xin)號(hao)轉化為數(shu)字(zi)信(xin)(xin)號(hao)，對聲音信(xin)(xin)號(hao)進(jin)行(xing)放大，最后(hou)數(shu)字(zi)信(xin)(xin)號(hao)再通(tong)過受話器(qi)(qi)轉變成聲音輸出。

數字助聽器原理

1、助聽器的聲學途徑

對于(yu)佩帶助(zhu)聽器的人(ren)們來說，聲(sheng)音進入耳(er)(er)道(dao)的途徑有三條：第一條途徑：聲(sheng)音通過助(zhu)聽器或耳(er)(er)模的通氣(qi)孔或耳(er)(er)道(dao)縫隙直接進入耳(er)(er)道(dao)，到達鼓膜。

選(xuan)配的助聽(ting)器開放程(cheng)度(du)越高、聽(ting)力(li)損失程(cheng)度(du)越輕，這條途徑的就越占主導地位；第二(er)條途(tu)(tu)徑：當佩帶(dai)者自己(ji)發(fa)聲時，聲音通過顱骨的振動(dong)傳(chuan)人耳道，在(zai)鼓膜處產生一定(ding)的聲壓級，這種途(tu)(tu)徑只(zhi)有在(zai)本人說話時才能夠被感受(shou)到(dao)；第三條(tiao)途徑(jing)：聲(sheng)音進入助(zhu)聽器的(de)麥克(ke)風(feng)轉(zhuan)換(huan)為電能(neng)，經過運算后(hou)進行放大，最(zui)后(hou)通過受話器轉(zhuan)換(huan)成聲(sheng)能(neng)送到佩帶者的(de)鼓膜處(chu)。

在佩(pei)帶者感(gan)受到(dao)(dao)聲音(yin)前，聲音(yin)通(tong)(tong)過(guo)(guo)這(zhe)幾條路徑到(dao)(dao)達鼓膜的時間不同。當佩(pei)帶者發聲時，聲音(yin)通(tong)(tong)過(guo)(guo)前兩(liang)條路徑很快到(dao)(dao)達鼓膜，從而先被佩(pei)帶者感(gan)受到(dao)(dao)，而聲音(yin)通(tong)(tong)過(guo)(guo)第三(san)條路徑時要經過(guo)(guo)助聽器(qi)的運算處理，會產(chan)生(sheng)(sheng)一定的延遲(chi)，當這(zhe)種延遲(chi)達到(dao)(dao)一定程(cheng)度時，佩(pei)帶者會明(ming)顯感(gan)到(dao)(dao)音(yin)質發生(sheng)(sheng)變化。

數(shu)字助(zhu)聽器(qi)要經過復(fu)雜的(de)數(shu)字運算，如信號的(de)模數(shu)/數(shu)模(mo)轉換(huan)、濾波、量化等，所以產生的延遲(chi)時(shi)(shi)間(jian)就(jiu)長。在過(guo)去的十(shi)年當中，數(shu)字助聽(ting)器引起的延遲(chi)時(shi)(shi)間(jian)越(yue)來越(yue)受到人們的重視，因為(wei)其遠(yuan)比模(mo)擬助聽(ting)器的延遲(chi)時(shi)(shi)間(jian)要長。

雖(sui)然數字助聽器(qi)引起的(de)延遲時間僅(jin)有幾(ji)毫秒，但言(yan)語信號的(de)音質仍(reng)然會受到(dao)影響。當延遲時間達到(dao)10 ms時，直(zhi)接進入耳道的(de)(de)聲(sheng)音(yin)(yin)和經過放大后(hou)的(de)(de)聲(sheng)音(yin)(yin)就會(hui)相互(hu)干擾(rao)，這就使頻譜出現了(le)小的(de)(de)起伏變化，改(gai)變了(le)音(yin)(yin)質。但(dan)這也是(shi)有條(tiao)改(gai)變了(le)音(yin)(yin)質。但(dan)這也是(shi)有條(tiao)件的(de)(de)，只有當(dang)兩(liang)種聲(sheng)音(yin)(yin)處在相似的(de)(de)強度下，才(cai)會(hui)引起聲(sheng)譜發生小變化。

也(ye)就(jiu)是說，如果放大(da)后(hou)的(de)(de)聲音(yin)能(neng)量顯著大(da)于直接(jie)的(de)(de)聲音(yin)能(neng)量的(de)(de)話，這(zhe)種變化就(jiu)不會發生了(le)。延遲達到一定(ding)時間，佩(pei)帶者會有種“回聲感”，當延遲時間達到一定程度(40ms以上)，就會發(fa)生(sheng)聽覺與視覺不同步的(de)現(xian)象(xiang)，即(ji)“對(dui)不上口型”。

助聽(ting)(ting)器延遲效應與聽(ting)(ting)力(li)損失的程度(du)有很(hen)大關系：聽(ting)(ting)力(li)越(yue)差，患者得(de)到的放大聲(sheng)音(yin)就越(yue)多，直接進入耳(er)道的聲(sheng)音(yin)就越(yue)少，延遲就越(yue)不容易注(zhu)意(yi)到;而且，聽力損失越(yue)重，助聽器與耳道的密封性就(jiu)越(yue)強(如(ru)通氣孔越小)，導致(zhi)直接(jie)傳人(ren)耳道(dao)的聲音的更大衰減(jian)，從而使人(ren)不容易(yi)察覺(jue)到(dao)延(yan)(yan)遲(chi)(chi)(chi)的發生。數字助(zhu)聽(ting)器不可避免地會引發延(yan)(yan)遲(chi)(chi)(chi)，目前延(yan)(yan)遲(chi)(chi)(chi)是無法(fa)消除的，但(dan)關鍵是多久的延(yan)(yan)遲(chi)(chi)(chi)可以被大多數助(zhu)聽(ting)器佩帶者(zhe)所(suo)接(jie)受(shou)。

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2、數字助聽器的延遲時間

聲學信號從進(jin)入放(fang)大(da)系統到輸(shu)出會產(chan)生的一定延遲(chi)時(shi)間，通常(chang)稱為處(chu)理(li)延遲(chi)時(shi)間( processing delay，PD)。延遲(chi)時(shi)間(jian)取決于系統(tong)的采樣率(lv)和算法，大(da)體上說，頻率(lv)分(fen)辨率(lv)越高，延遲(chi)時(shi)間(jian)越長。

在(zai)過去的十年(nian)中，Stone等針對(dui)可(ke)接受(shou)的助(zhu)聽(ting)器延(yan)遲(chi)時間做了大量研(yan)(yan)究(jiu)，其研(yan)(yan)究(jiu)成(cheng)果總(zong)結如下(xia)：延(yan)遲(chi)時間增加，干擾(rao)就會增加;20～30ms的(de)延遲時(shi)間就可以讓輕度至中度聽力損(sun)失的(de)患者感覺到聲音“失真”;而對于正常人來(lai)說，如果延遲時(shi)間超過(guo)30ms，其言語(yu)理解力就(jiu)會(hui)受到影響(xiang)。另外(wai)，一些助聽器研究人員認為延(yan)遲達(da)到10 ms就會(hui)影(ying)響音質。

近(jin)年來(lai)，開放(fang)耳道助聽器的(de)受(shou)歡迎度與日(ri)俱增，重(zhong)又(you)引發了對助聽器延遲時間的(de)關(guan)注。從命名來(lai)看，“開放”使耳模/耳(er)(er)塞與耳(er)(er)道的密封性大(da)大(da)降(jiang)低，這(zhe)(zhe)與傳統的耳(er)(er)模(mo)或定制(zhi)機有很大(da)差別。因此，在開(kai)放(fang)耳(er)(er)道助聽器(qi)(qi)驗配中(zhong)，有更(geng)多的聲音直接傳人(ren)耳(er)(er)道，佩戴者很容易感(gan)受到(dao)這(zhe)(zhe)部分聲音。而且，往往選(xuan)配開(kai)放(fang)耳(er)(er)道助聽器(qi)(qi)的人(ren)群都為(wei)輕度到(dao)中(zhong)度聽力損失，他們更(geng)能(neng)感(gan)受到(dao)助聽器(qi)(qi)的延遲時間(jian)。

最近(jin)的一項研究表(biao)明，如果(guo)聽力(li)損(sun)失最先(xian)發生于2kHz和1 kHz，開放耳(er)道選配中的延(yan)遲時間(jian)分別不能超過5ms和6ms，否則(ze)會使音質受損。但研(yan)究者同時(shi)也(ye)指出，其試驗中所(suo)使用的(de)(de)模擬方法混有很(hen)多其他因素(su)，實際情(qing)況下佩戴者可以忍受更長的(de)(de)延遲時(shi)間。

3、助聽器的信號處理

數字信號處理中，助(zhu)聽器的每(mei)個“特性”都會使線路總的群延遲(group delay，GD)時問增加。助聽器的(de)通道數越多(duo)，數字噪聲(sheng)抑制功能(neng)越(yue)(yue)先進，反饋處理(li)系統(tong)越(yue)(yue)復(fu)雜，其(qi)產生(sheng)的延遲時間越(yue)(yue)長。信號處理(li)的種(zhong)類是另一個需要考(kao)慮的因素。

助聽器(qi)制造商通常采用兩(liang)種(zhong)不(bu)同的(de)方法(fa)對信(xin)號進行(xing)處理和頻率分析(xi)：一種(zhong)是通過(guo)濾(lv)波器(qi)把聲音信(xin)號按照頻率的(de)不(bu)同分別(bie)進行(xing)處理，另(ling)一種(zhong)是使(shi)用快速傅立葉變換( fast fourier transformation，FFT)同(tong)時(shi)處理所有輸入(ru)信號。兩種方法都遵循聲學不確(que)定(ding)性原理或測不準(zhun)原理，即頻域與時(shi)域都可以變化，但(dan)頻域與時(shi)域的乘積(ji)是不變的。

這(zhe)表明系統的時域(yu)(yu)分(fen)(fen)辨(bian)能(neng)(neng)力(li)(li)與頻(pin)域(yu)(yu)分(fen)(fen)辨(bian)能(neng)(neng)力(li)(li)相互制約，這(zhe)就是說，如(ru)果頻(pin)域(yu)(yu)分(fen)(fen)辨(bian)率(lv)(lv)增加，時域(yu)(yu)分(fen)(fen)辨(bian)率(lv)(lv)就會降低，反(fan)之也(ye)如(ru)此。所以，通道越窄(zhai)，群(qun)延遲時間越長(不論是濾波法(fa)還是快速(su)傅立葉變換法(fa))。兩(liang)種方法的根本(ben)區別(bie)是(shi)：快速傅(fu)立(li)葉變換的各(ge)個通(tong)道的帶寬是(shi)相同(tong)的，而(er)濾(lv)波方法各(ge)個通(tong)道的帶寬可以是(shi)不同(tong)的。

濾波方法模(mo)擬了(le)入耳耳蝸(gua)基底膜(“臨界帶寬”)的對數結構，其低(di)頻感(gan)受區基(ji)底(di)膜(mo)(mo)的分辨率要高于(yu)高頻感(gan)受區基(ji)底(di)膜(mo)(mo)。按照聲學不確定(ding)性原(yuan)理，低(di)頻所需的窄(zhai)帶濾波(bo)器(qi)相對于(yu)高頻引發了更(geng)長(chang)的延遲(chi)時(shi)間。

研究已經(jing)證實，如果助聽器的(de)頻率依賴性延(yan)遲太久的(de)話，當原始(shi)語言信(xin)號中輔音出現(xian)在元音之后(hou)(即“元音十輔音”)時(shi)產生延遲(chi)后，聽者(zhe)(zhe)在元音(yin)之前就感(gan)覺到輔(fu)音(yin)的存在，即“輔(fu)音(yin)十元音(yin)”，或者(zhe)(zhe)兩者(zhe)(zhe)同(tong)時(shi)出(chu)現。

而利(li)用(yong)傅立葉變換的方(fang)法，信號(hao)包絡被統一分(fen)析(xi)，各(ge)等帶寬的頻譜進行相同(tong)處理(li)(li)，因此，與濾波(bo)法不同(tong)，傅立葉變換引起(qi)的延遲時間在(zai)(zai)各(ge)個頻段內是相同(tong)的，不會(hui)出現以上(shang)元(yuan)音(yin)和輔音(yin)先后顛倒的情況。無論(lun)助聽器(qi)(qi)生產廠家采用(yong)哪種方(fang)法進行信號(hao)處理(li)(li)，助聽器(qi)(qi)的延遲時間都會(hui)延長，因為聲音(yin)信號(hao)所經過的處理(li)(li)器(qi)(qi)和算法都在(zai)(zai)增加。

數字助聽器的特點

全數字助聽(ting)器(qi)有這個(ge)或多個(ge)微(wei)小芯片整理器(qi)，能將模擬信號(hao)轉換為0和1的計算(suan)機語言(yan)。這種格式的聲(sheng)(sheng)波比模擬聲(sheng)(sheng)波可(ke)以更快、更有效地開展整理。數字(zi)運算(suan)法能快速分析聲(sheng)(sheng)強和聲(sheng)(sheng)頻，并通過調節聲(sheng)(sheng)強和聲(sheng)(sheng)頻，使助聽器切合(he)不(bu)同的聽力損(sun)失。

數字運算法(fa)能(neng)夠(gou)繼續地顧問噪聲，盡管演講(jiang)的(de)響(xiang)(xiang)聲的(de)強度在(zai)毫秒(miao)之內都可快速變化，但噪聲在(zai)這個(ge)相對較長的(de)時刻內保持穩定。經過一段使用(yong)時刻后，數字技術能(neng)夠(gou)精確減小諸如(ru)車流聲及家用(yong)電器等連續性的(de)噪聲。當短促的(de)響(xiang)(xiang)聲如(ru)說話聲被助聽(ting)(ting)器監(jian)測到(dao)今后，阿拉伯數字技術能(neng)立即調(diao)整助聽(ting)(ting)器，把響(xiang)(xiang)聲回答到(dao)放(fang)大的(de)水平。

數(shu)字技術能連(lian)續地把聲音分(fen)成不(bu)同的(de)頻道。例如，這個聽力損(sun)失者聽不(bu)清(qing)低音，但如果放(fang)大(da)某些頻段的(de)聲音，甚至是一(yi)點兒，就會讓他(ta)受不(bu)了。具有全數(shu)字壓縮路線(xian)的(de)助(zhu)聽器能夠(gou)將接收的(de)響聲分(fen)層，探(tan)測并著(zhu)重放(fang)大(da)那(nei)些需求放(fang)大(da)的(de)響聲。

數(shu)字技術精密調節的性(xing)能還體如今寧靜(jing)的環境中。助聽器通(tong)過使用一種叫擴(kuo)展技術(shu)的(de)(de)聽(ting)力技術(shu)，數字(zi)運(yun)算法(fa)能(neng)夠把細微的(de)(de)環境(jing)響聲從家用電器的(de)(de)噪音中區別出來。阿(a)拉伯數字(zi)運(yun)算法(fa)還能(neng)夠減小或消除聲反映(ying)。聲反映(ying)是助聽(ting)器消耗中的(de)(de)一大困(kun)難。 數字(zi)運算(suan)法能(neng)夠在聲(sheng)反(fan)映(ying)可以(yi)聽到之前即(ji)開展監(jian)測(ce)，然后減小(xiao)聲(sheng)反(fan)映(ying)所屬頻段的響(xiang)聲(sheng)，老(lao)人助(zhu)聽器而不會對可覺察(cha)的響聲水平產(chan)生顯著影(ying)響。

數字助聽器和模擬助聽器的區別

1、從機(ji)芯上看，模(mo)擬(ni)(ni)助聽器是由(you)大量的(de)電(dian)(dian)子元(yuan)器件組成的(de)，采(cai)用(yong)(yong)模(mo)擬(ni)(ni)路(lu)線，其(qi)核心是模(mo)擬(ni)(ni)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)的(de)放(fang)大，當然，信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)也是使用(yong)(yong)模(mo)擬(ni)(ni)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)。而全數(shu)(shu)字(zi)助聽器芯片采(cai)用(yong)(yong)微電(dian)(dian)腦芯片，相當于一臺小型的(de)計算(suan)(suan)機(ji)，采(cai)用(yong)(yong)邏(luo)輯電(dian)(dian)路(lu)，即輸(shu)入信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)經(jing)過(guo)高(gao)精度計算(suan)(suan)后輸(shu)出，信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)為(wei)數(shu)(shu)字(zi)信(xin)(xin)(xin)號(hao)(hao)(hao)。

2、在聽(ting)(ting)力學的(de)(de)方面而言(yan)，傳統(tong)的(de)(de)模擬助(zhu)聽(ting)(ting)器采(cai)(cai)用線性(xing)放大，對所有聲(sheng)(sheng)(sheng)音進(jin)行相同程度的(de)(de)放大，使得相對較小的(de)(de)聲(sheng)(sheng)(sheng)音不會(hui)(hui)被清楚地(di)聽(ting)(ting)到(dao)，過(guo)度的(de)(de)聲(sheng)(sheng)(sheng)音非常(chang)不舒(shu)(shu)服(fu)，聲(sheng)(sheng)(sheng)音質量受到(dao)嚴(yan)重的(de)(de)影響，并且可能會(hui)(hui)進(jin)一(yi)步損壞患者的(de)(de)聽(ting)(ting)力。而全數(shu)字助(zhu)聽(ting)(ting)器采(cai)(cai)用的(de)(de)是(shi)非線性(xing)放大，不僅可以做到(dao)對大聲(sheng)(sheng)(sheng)壓(ya)縮，小聲(sheng)(sheng)(sheng)變大，使得經處理(li)過(guo)后的(de)(de)聲(sheng)(sheng)(sheng)音聽(ting)(ting)起來舒(shu)(shu)適(shi)清楚，還能夠更好的(de)(de)保護殘余聽(ting)(ting)力。

3、從功能上講，全數字(zi)助聽器還具(ju)備許多模擬式(shi)助聽器所沒(mei)有具(ju)備的(de)(de)功能，全數字(zi)助聽器處理速度極(ji)快(kuai)，就(jiu)像一個(ge)探測(ce)器，會自(zi)動隨環(huan)境的(de)(de)變(bian)化而變(bian)化，它會自(zi)動分析環(huan)境中(zhong)的(de)(de)聲音，如(ru)果在嘈雜的(de)(de)環(huan)境中(zhong)，它就(jiu)會發(fa)揮自(zi)動降噪(zao)功能，放大講話的(de)(de)聲音，而將噪(zao)音降低，從(cong)而提高(gao)語言的(de)(de)理解力。

4。數字(zi)助(zhu)聽器還具有體積小、外觀好、非常穩定、抗干擾等優點。

根據上面的(de)比較而(er)言，數(shu)(shu)(shu)字(zi)助(zhu)聽器(qi)(qi)不論是從性能上，還(huan)是效果上來講都比模擬(ni)助(zhu)聽器(qi)(qi)要好，現在大部分的(de)聽力患(huan)者都會(hui)更偏向(xiang)于購買數(shu)(shu)(shu)字(zi)助(zhu)聽器(qi)(qi)，數(shu)(shu)(shu)字(zi)助(zhu)聽器(qi)(qi)對患(huan)者的(de)體驗度更佳。