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(zhuan)化器(qi)將模擬信號轉(zhuan)化為數(shu)字信號，對聲音信號進行(xing)放大，最后數(shu)字信號再通(tong)過受話器(qi)轉(zhuan)變成聲音輸出。

數字助聽器原理

1、助聽器的聲學途徑

對于佩帶助聽器的人們(men)來說，聲(sheng)(sheng)音進(jin)入耳道的途徑(jing)有(you)三條：第(di)一條途徑(jing)：聲(sheng)(sheng)音通過助聽器或耳模的通氣(qi)孔(kong)或耳道縫隙直接進(jin)入耳道，到(dao)達鼓膜(mo)。

選配的(de)助聽器開放程(cheng)度越(yue)高、聽力損(sun)失(shi)程(cheng)度越(yue)輕(qing)，這條途徑的(de)就越(yue)占主導地(di)位；第二條途(tu)(tu)徑(jing)：當佩帶者自(zi)己發聲時，聲音通過顱骨的振(zhen)動傳(chuan)人耳道，在(zai)鼓膜(mo)處產生一定的聲壓(ya)級，這種途(tu)(tu)徑(jing)只有(you)在(zai)本人說話時才(cai)能夠(gou)被感受到；第三條途徑：聲音進入助聽(ting)器的麥克風轉(zhuan)(zhuan)換(huan)為電能，經過運(yun)算后(hou)進行放(fang)大，最(zui)后(hou)通過受話器轉(zhuan)(zhuan)換(huan)成聲能送到佩帶者的鼓膜處(chu)。

在佩帶(dai)(dai)者(zhe)感(gan)受(shou)到聲(sheng)音(yin)前，聲(sheng)音(yin)通過(guo)這幾條路徑(jing)到達鼓(gu)膜的(de)時(shi)間不同。當(dang)佩帶(dai)(dai)者(zhe)發聲(sheng)時(shi)，聲(sheng)音(yin)通過(guo)前兩(liang)條路徑(jing)很(hen)快到達鼓(gu)膜，從而(er)先(xian)被佩帶(dai)(dai)者(zhe)感(gan)受(shou)到，而(er)聲(sheng)音(yin)通過(guo)第三條路徑(jing)時(shi)要經過(guo)助聽器的(de)運(yun)算(suan)處理，會產(chan)生(sheng)一定的(de)延遲(chi)，當(dang)這種延遲(chi)達到一定程度時(shi)，佩帶(dai)(dai)者(zhe)會明顯感(gan)到音(yin)質發生(sheng)變(bian)化。

數字助聽器要經過復雜(za)的數字運算，如信號的模數/數(shu)模(mo)轉換、濾波、量化等，所以(yi)產生的(de)延(yan)遲(chi)時間(jian)就長(chang)。在過去的(de)十年當中，數(shu)字(zi)助聽器引起的(de)延(yan)遲(chi)時間(jian)越(yue)來越(yue)受到人(ren)們(men)的(de)重視，因為(wei)其(qi)遠比模(mo)擬助聽器的(de)延(yan)遲(chi)時間(jian)要(yao)長(chang)。

雖然(ran)數字助聽器引起(qi)的(de)延遲時間(jian)僅有幾毫秒，但言(yan)語信號的(de)音質仍然(ran)會受到(dao)影響。當(dang)延遲時間(jian)達到(dao)10 ms時(shi)，直接進入耳道的(de)聲音和(he)經過(guo)放大后的(de)聲音就會相互干擾，這(zhe)(zhe)就使頻(pin)譜出現了小(xiao)(xiao)的(de)起伏變化(hua)，改變了音質。但這(zhe)(zhe)也是有條(tiao)改變了音質。但這(zhe)(zhe)也是有條(tiao)件的(de)，只有當兩種(zhong)聲音處在(zai)相似的(de)強度下，才會引起聲譜發生(sheng)小(xiao)(xiao)變化(hua)。

也就是說，如果放大后的(de)(de)聲音能量(liang)顯(xian)著大于(yu)直接的(de)(de)聲音能量(liang)的(de)(de)話(hua)，這種變化就不會(hui)發(fa)生了。延(yan)遲達到(dao)一定時間(jian)，佩(pei)帶者會(hui)有(you)種“回聲感”，當延遲時間達到一定程度(40ms以(yi)上)，就會(hui)發(fa)生聽覺與視覺不(bu)同步的現象，即(ji)“對不(bu)上(shang)口型(xing)”。

助聽器延(yan)遲(chi)效應與聽力(li)損失的程度有很大(da)(da)關系：聽力(li)越(yue)差(cha)，患者得(de)到(dao)的放大(da)(da)聲音就(jiu)(jiu)越(yue)多，直接進入耳道(dao)的聲音就(jiu)(jiu)越(yue)少，延(yan)遲(chi)就(jiu)(jiu)越(yue)不容易注意(yi)到(dao);而且，聽(ting)力損失越重，助聽(ting)器與(yu)耳道的密封性就越強(如通氣孔越小)，導(dao)致(zhi)直接傳(chuan)人耳道的聲音(yin)的更大(da)衰減，從而使人不(bu)容易察(cha)覺到延(yan)遲的發(fa)(fa)生(sheng)。數字助聽(ting)(ting)器不(bu)可避免地會(hui)引發(fa)(fa)延(yan)遲，目(mu)前延(yan)遲是無法消除的，但關鍵(jian)是多久的延(yan)遲可以被(bei)大(da)多數助聽(ting)(ting)器佩帶者所接受。

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2、數字助聽器的延遲時間

聲學信號從進入放大(da)系統(tong)到輸出(chu)會產生的一定(ding)延遲(chi)時間，通常稱為處理延遲(chi)時間( processing delay，PD)。延(yan)遲時(shi)間(jian)取決(jue)于系統的采樣率和算法，大(da)體上說，頻率分(fen)辨率越(yue)高(gao)，延(yan)遲時(shi)間(jian)越(yue)長。

在過去的十(shi)年(nian)中，Stone等針對(dui)可接受(shou)的助聽器(qi)延遲時(shi)(shi)間做了大量研(yan)究，其研(yan)究成果總結如下：延遲時(shi)(shi)間增(zeng)加(jia)(jia)，干(gan)擾就會增(zeng)加(jia)(jia);20～30ms的(de)延遲時間(jian)就可以讓輕度(du)至中度(du)聽力損失的(de)患者感覺到聲音“失真”;而對于(yu)正(zheng)常人來說，如(ru)果(guo)延遲時間超過(guo)30ms，其言語理解力就會受到影響。另(ling)外，一些助聽器(qi)研(yan)究人員(yuan)認(ren)為延遲達到10 ms就會(hui)影響(xiang)音質。

近(jin)年來(lai)，開(kai)放耳道助聽(ting)器(qi)的受歡迎(ying)度(du)與日(ri)俱增，重又引(yin)發了(le)對助聽(ting)器(qi)延(yan)遲時(shi)間的關注。從命名來(lai)看，“開放”使耳模/耳(er)(er)(er)塞與(yu)耳(er)(er)(er)道的(de)密(mi)封性大大降低，這與(yu)傳統(tong)的(de)耳(er)(er)(er)模或定制機有(you)(you)很大差別(bie)。因此，在開放耳(er)(er)(er)道助聽器驗(yan)配中，有(you)(you)更多的(de)聲音直接(jie)傳人耳(er)(er)(er)道，佩戴者很容易感受到(dao)(dao)這部分(fen)聲音。而且，往往選(xuan)配開放耳(er)(er)(er)道助聽器的(de)人群(qun)都為(wei)輕度到(dao)(dao)中度聽力損失，他們(men)更能感受到(dao)(dao)助聽器的(de)延(yan)遲時(shi)間(jian)。

最(zui)近的(de)一(yi)項研(yan)究(jiu)表明(ming)，如果聽力損失(shi)最(zui)先發生于2kHz和1 kHz，開放耳道(dao)選配(pei)中的延(yan)遲時間分別不能超過(guo)5ms和6ms，否則會使(shi)音質受損。但研究者同(tong)時也指出，其試驗中(zhong)所使(shi)用的模(mo)擬(ni)方法混有很多(duo)其他因素，實(shi)際情況(kuang)下佩戴(dai)者可(ke)以忍受更長的延(yan)遲時間。

3、助聽器的信號處理

數字信號處理中，助(zhu)聽(ting)器的每個“特性”都會使線路總的群延遲(group delay，GD)時(shi)問增加。助聽器的通(tong)道數越多，數字噪(zao)聲抑制功能(neng)越先進(jin)，反饋處理(li)系統(tong)越復雜，其產生的延遲時間越長。信號處理(li)的種(zhong)類是(shi)另(ling)一(yi)個需要(yao)考慮的因(yin)素。

助(zhu)聽器(qi)制造(zao)商通常采(cai)用兩種(zhong)不(bu)同的方法對信號進(jin)行處理和頻率分析：一種(zhong)是通過濾波(bo)器(qi)把聲音信號按(an)照頻率的不(bu)同分別進(jin)行處理，另一種(zhong)是使用快速(su)傅立葉變換( fast fourier transformation，FFT)同時處理所(suo)有輸入信號(hao)。兩(liang)種方法都遵循聲學不確定性原(yuan)理或測不準原(yuan)理，即頻域(yu)與(yu)時域(yu)都可以(yi)變化，但頻域(yu)與(yu)時域(yu)的(de)乘積(ji)是不變的(de)。

這(zhe)表明系(xi)統的時域(yu)分(fen)辨(bian)能力與頻域(yu)分(fen)辨(bian)能力相互制約，這(zhe)就是說，如果頻域(yu)分(fen)辨(bian)率增(zeng)加，時域(yu)分(fen)辨(bian)率就會降低，反之也如此。所以，通道越(yue)窄，群延(yan)遲時間越(yue)長(不(bu)論是(shi)濾波(bo)法還是(shi)快速傅立葉變換(huan)法)。兩種方(fang)法(fa)的(de)(de)根本區別(bie)是(shi)(shi)(shi)：快速(su)傅立(li)葉變換的(de)(de)各個(ge)通(tong)道的(de)(de)帶寬是(shi)(shi)(shi)相同的(de)(de)，而濾波方(fang)法(fa)各個(ge)通(tong)道的(de)(de)帶寬可以是(shi)(shi)(shi)不同的(de)(de)。

濾波方(fang)法模(mo)擬(ni)了(le)入耳(er)耳(er)蝸基底膜(“臨(lin)界帶寬”)的(de)(de)對數結構，其低頻(pin)感受區基底(di)膜的(de)(de)分辨(bian)率要高(gao)于高(gao)頻(pin)感受區基底(di)膜。按(an)照聲學不確定(ding)性原(yuan)理，低頻(pin)所(suo)需的(de)(de)窄帶濾波器相對于高(gao)頻(pin)引發了更長的(de)(de)延(yan)遲時間。

研究已經證實，如果助聽器的頻率依(yi)賴性(xing)延遲(chi)太久的話，當(dang)原始語言信號中輔音(yin)出現在元音(yin)之后(即“元音十輔音”)時產生延遲(chi)后(hou)，聽(ting)者(zhe)在元音(yin)之前就(jiu)感覺到輔音(yin)的存在，即“輔音(yin)十元音(yin)”，或(huo)者(zhe)兩者(zhe)同時出(chu)現。

而利(li)用傅(fu)立葉(xie)變換的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)，信(xin)(xin)號(hao)(hao)包絡(luo)被(bei)統(tong)一分析，各等帶寬的(de)(de)(de)頻譜進(jin)行相同處理，因(yin)此(ci)，與濾波法(fa)(fa)不(bu)同，傅(fu)立葉(xie)變換引起的(de)(de)(de)延(yan)遲時(shi)間在各個頻段(duan)內(nei)是相同的(de)(de)(de)，不(bu)會出現以上元音(yin)和輔音(yin)先后(hou)顛(dian)倒的(de)(de)(de)情況。無論助聽器生產廠(chang)家采用哪種方(fang)法(fa)(fa)進(jin)行信(xin)(xin)號(hao)(hao)處理，助聽器的(de)(de)(de)延(yan)遲時(shi)間都會延(yan)長，因(yin)為聲音(yin)信(xin)(xin)號(hao)(hao)所經(jing)過(guo)的(de)(de)(de)處理器和算(suan)法(fa)(fa)都在增加。

數字助聽器的特點

全數字助聽器有這個(ge)或多個(ge)微小(xiao)芯片(pian)整理(li)器，能將(jiang)模擬信(xin)號轉換為0和1的(de)計算機(ji)語言(yan)。這種格式的(de)聲(sheng)(sheng)(sheng)波比模擬聲(sheng)(sheng)(sheng)波可以更(geng)快(kuai)、更(geng)有(you)效(xiao)地開展整理。數字運算法能快(kuai)速分(fen)析(xi)聲(sheng)(sheng)(sheng)強和聲(sheng)(sheng)(sheng)頻，并通過調節聲(sheng)(sheng)(sheng)強和聲(sheng)(sheng)(sheng)頻，使助聽器切合不(bu)同的(de)聽力(li)損失。

數(shu)字(zi)運(yun)算法(fa)能夠繼續地顧問(wen)噪聲，盡管演講的響聲的強(qiang)度在(zai)毫秒(miao)之內都可(ke)快速變化，但(dan)噪聲在(zai)這(zhe)個相對較長(chang)的時(shi)(shi)刻內保持穩定。經(jing)過一段使用時(shi)(shi)刻后(hou)，數(shu)字(zi)技術能夠精確減小(xiao)諸如車(che)流聲及家用電器等連續性的噪聲。當(dang)短促的響聲如說話聲被助聽器監測(ce)到今(jin)后(hou)，阿拉伯數(shu)字(zi)技術能立(li)即調整助聽器，把響聲回答到放(fang)大的水平。

數字(zi)技術能連續地把聲(sheng)音分成(cheng)不同的(de)頻道。例如(ru)，這(zhe)個聽力(li)損失者聽不清低(di)音，但如(ru)果(guo)放大(da)某些頻段的(de)聲(sheng)音，甚至是一點兒，就會讓他受不了。具有全(quan)數字(zi)壓縮(suo)路線(xian)的(de)助(zhu)聽器能夠(gou)將(jiang)接(jie)收(shou)的(de)響聲(sheng)分層，探測并著(zhu)重放大(da)那些需求放大(da)的(de)響聲(sheng)。

數(shu)字技(ji)術精密調節的(de)性能還體(ti)如今寧靜的(de)環(huan)境中(zhong)。助聽器通過使用(yong)一(yi)(yi)種叫擴展技(ji)術的(de)(de)聽力技(ji)術，數(shu)字運算法能(neng)夠把細微(wei)的(de)(de)環境響聲(sheng)從家用(yong)電器的(de)(de)噪音中區別出(chu)來。阿(a)拉伯(bo)數(shu)字運算法還(huan)能(neng)夠減(jian)小或消(xiao)除聲(sheng)反映。聲(sheng)反映是助(zhu)聽器消(xiao)耗中的(de)(de)一(yi)(yi)大困難。 數字運(yun)算法能夠在聲反映可以聽(ting)到(dao)之前即開展監測，然后減小聲反映所(suo)屬頻段的響聲，老人助聽(ting)器而不會對可覺(jue)察的(de)響(xiang)聲水平產生顯著影(ying)響(xiang)。

數字助聽器和模擬助聽器的區別

1、從(cong)機芯上看，模擬助聽器(qi)是(shi)由大量的(de)電子元(yuan)器(qi)件組成的(de)，采用模擬路線，其(qi)核心是(shi)模擬信(xin)號的(de)放大，當(dang)然，信(xin)號也是(shi)使(shi)用模擬信(xin)號。而全數(shu)字助聽器(qi)芯片采用微電腦芯片，相當(dang)于一臺小型的(de)計算機，采用邏輯(ji)電路，即輸(shu)(shu)入信(xin)號經過高精度計算后輸(shu)(shu)出，信(xin)號為(wei)數(shu)字信(xin)號。

2、在聽(ting)力(li)(li)學的方面(mian)而言，傳統的模擬助聽(ting)器采(cai)用(yong)線(xian)性放(fang)大，對所有聲(sheng)(sheng)(sheng)音(yin)進行相(xiang)同程度(du)的放(fang)大，使(shi)得相(xiang)對較小(xiao)的聲(sheng)(sheng)(sheng)音(yin)不會被(bei)清楚地聽(ting)到，過(guo)度(du)的聲(sheng)(sheng)(sheng)音(yin)非常不舒服，聲(sheng)(sheng)(sheng)音(yin)質(zhi)量受(shou)到嚴重的影響(xiang)，并且可能(neng)會進一步損壞(huai)患者的聽(ting)力(li)(li)。而全數字(zi)助聽(ting)器采(cai)用(yong)的是(shi)非線(xian)性放(fang)大，不僅可以做到對大聲(sheng)(sheng)(sheng)壓縮(suo)，小(xiao)聲(sheng)(sheng)(sheng)變大，使(shi)得經處理過(guo)后的聲(sheng)(sheng)(sheng)音(yin)聽(ting)起來舒適清楚，還能(neng)夠更(geng)好的保護殘余聽(ting)力(li)(li)。

3、從功能上講，全數(shu)字助(zhu)聽器(qi)還具備許多模擬式助(zhu)聽器(qi)所(suo)沒有具備的功(gong)(gong)能，全數(shu)字助(zhu)聽器(qi)處(chu)理速度極快，就像(xiang)一個(ge)探測(ce)器(qi)，會自(zi)(zi)動隨環境的變(bian)化而變(bian)化，它(ta)會自(zi)(zi)動分析環境中的聲(sheng)音，如果在(zai)嘈(cao)雜的環境中，它(ta)就會發(fa)揮自(zi)(zi)動降噪功(gong)(gong)能，放大講話(hua)的聲(sheng)音，而將噪音降低，從(cong)而提高語(yu)言的理解力。

4。數字助(zhu)聽(ting)器還具有體(ti)積小、外觀好(hao)、非常穩定、抗(kang)干擾(rao)等優(you)點。

根據(ju)上(shang)面的(de)比(bi)較而言，數字助聽(ting)器(qi)不論(lun)是從(cong)性能(neng)上(shang)，還(huan)是效(xiao)果上(shang)來講(jiang)都(dou)比(bi)模擬助聽(ting)器(qi)要好，現在(zai)大部分的(de)聽(ting)力患者(zhe)都(dou)會更(geng)(geng)偏向(xiang)于(yu)購(gou)買數字助聽(ting)器(qi)，數字助聽(ting)器(qi)對患者(zhe)的(de)體驗度更(geng)(geng)佳。