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)(shu)轉化(hua)器將模擬信(xin)號(hao)(hao)轉化(hua)為(wei)數(shu)(shu)字信(xin)號(hao)(hao)，對聲音信(xin)號(hao)(hao)進(jin)行(xing)放大，最后數(shu)(shu)字信(xin)號(hao)(hao)再通過受話器轉變成聲音輸出。

數字助聽器原理

1、助聽器的聲學途徑

對于(yu)佩帶助聽(ting)器的人們(men)來說，聲音(yin)進入(ru)耳道(dao)(dao)的途徑有三條：第(di)一條途徑：聲音(yin)通(tong)過(guo)助聽(ting)器或耳模的通(tong)氣孔或耳道(dao)(dao)縫隙直接進入(ru)耳道(dao)(dao)，到達鼓膜。

選(xuan)配的(de)助聽器開放程(cheng)(cheng)度越高、聽力損失程(cheng)(cheng)度越輕(qing)，這條(tiao)途徑的(de)就越占主導(dao)地位；第二條途徑：當佩帶者自(zi)己發聲(sheng)時，聲(sheng)音通過顱骨的振動傳人(ren)耳道，在(zai)鼓(gu)膜處(chu)產生一(yi)定的聲(sheng)壓級，這種途徑只有在(zai)本人(ren)說話時才能夠(gou)被感受到；第三(san)條(tiao)途徑：聲音進(jin)入助聽(ting)器(qi)的麥克風轉換為電能(neng)，經過(guo)運算后進(jin)行放大(da)，最后通過(guo)受話器(qi)轉換成聲能(neng)送到(dao)佩帶者的鼓膜處。

在佩(pei)帶(dai)者(zhe)感(gan)受(shou)到(dao)(dao)聲(sheng)音(yin)前，聲(sheng)音(yin)通(tong)過這幾條(tiao)路(lu)(lu)徑到(dao)(dao)達鼓(gu)膜的時(shi)間(jian)不(bu)同。當(dang)佩(pei)帶(dai)者(zhe)發聲(sheng)時(shi)，聲(sheng)音(yin)通(tong)過前兩條(tiao)路(lu)(lu)徑很快到(dao)(dao)達鼓(gu)膜，從而先(xian)被佩(pei)帶(dai)者(zhe)感(gan)受(shou)到(dao)(dao)，而聲(sheng)音(yin)通(tong)過第(di)三條(tiao)路(lu)(lu)徑時(shi)要(yao)經過助聽器的運算處理，會產生一定(ding)的延(yan)遲，當(dang)這種延(yan)遲達到(dao)(dao)一定(ding)程度時(shi)，佩(pei)帶(dai)者(zhe)會明(ming)顯感(gan)到(dao)(dao)音(yin)質發生變化。

數(shu)(shu)字(zi)助(zhu)聽器要(yao)經過復雜的數(shu)(shu)字(zi)運(yun)算，如信號的模數(shu)(shu)/數(shu)模轉換、濾(lv)波(bo)、量化等，所以產(chan)生的(de)延遲時間(jian)就長(chang)。在過去的(de)十年當中，數(shu)字(zi)助聽(ting)器(qi)引起的(de)延遲時間(jian)越來(lai)越受到人們的(de)重視，因為其遠比模擬助聽(ting)器(qi)的(de)延遲時間(jian)要長(chang)。

雖然數字助聽器引起的延遲時間(jian)(jian)僅有幾毫秒，但言語(yu)信號的音質(zhi)仍然會受(shou)到影響。當延遲時間(jian)(jian)達到10 ms時，直接(jie)進入耳道的(de)聲音(yin)和經過放大后的(de)聲音(yin)就(jiu)會(hui)相(xiang)互干(gan)擾(rao)，這(zhe)(zhe)就(jiu)使頻譜出現了(le)小(xiao)(xiao)的(de)起伏變化，改變了(le)音(yin)質。但(dan)這(zhe)(zhe)也(ye)是有條改變了(le)音(yin)質。但(dan)這(zhe)(zhe)也(ye)是有條件的(de)，只有當兩(liang)種(zhong)聲音(yin)處在相(xiang)似(si)的(de)強(qiang)度下，才會(hui)引起聲譜發生小(xiao)(xiao)變化。

也就(jiu)是說(shuo)，如果放大后的聲(sheng)音能(neng)量(liang)顯著大于直接(jie)的聲(sheng)音能(neng)量(liang)的話，這種變化就(jiu)不會發(fa)生了。延遲達到一定(ding)時間(jian)，佩帶(dai)者會有(you)種“回聲感”，當延遲時間達到一定程度(40ms以上)，就會發(fa)生聽覺與視覺不同步的現象，即“對不上口型”。

助聽器延(yan)遲效應與聽力損(sun)失的程度有(you)很大關系(xi)：聽力越差，患(huan)者得到的放大聲音就(jiu)越多，直接進入耳道的聲音就(jiu)越少(shao)，延(yan)遲就(jiu)越不(bu)容易(yi)注(zhu)意到;而且(qie)，聽(ting)力損失越(yue)重，助聽(ting)器與耳道的密封(feng)性(xing)就(jiu)越(yue)強(如(ru)通氣孔越小)，導致直接傳人(ren)(ren)耳道的聲音的更(geng)大(da)衰減(jian)，從而使(shi)人(ren)(ren)不容易察覺到延(yan)遲(chi)(chi)的發(fa)生。數(shu)(shu)字助聽器不可避免地會引發(fa)延(yan)遲(chi)(chi)，目(mu)前延(yan)遲(chi)(chi)是無法消除(chu)的，但關鍵是多久(jiu)的延(yan)遲(chi)(chi)可以被大(da)多數(shu)(shu)助聽器佩帶者(zhe)所(suo)接受。

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2、數字助聽器的延遲時間

聲學(xue)信號從(cong)進入放大系(xi)統到輸出會產(chan)生的(de)一定延(yan)遲(chi)時間(jian)，通常稱為處理延(yan)遲(chi)時間(jian)( processing delay，PD)。延(yan)(yan)遲(chi)時間(jian)取決于系統的采(cai)樣率(lv)和(he)算法，大體上(shang)說(shuo)，頻率(lv)分辨率(lv)越高，延(yan)(yan)遲(chi)時間(jian)越長。

在(zai)過去的十年中(zhong)，Stone等針對(dui)可接受的助聽器(qi)延(yan)遲(chi)時間做了(le)大量研(yan)究，其研(yan)究成果總結如下：延(yan)遲(chi)時間增(zeng)加，干擾就會增(zeng)加;20～30ms的延遲(chi)時間就可以讓輕度(du)(du)至中度(du)(du)聽力損失的患者感覺到聲音“失真”;而(er)對(dui)于正常人(ren)來說，如(ru)果延遲時間超過30ms，其(qi)言語理解力就會(hui)受(shou)到(dao)影響。另外，一(yi)些助聽器(qi)研究人員認為延(yan)遲(chi)達到(dao)10 ms就(jiu)會影響音(yin)質。

近(jin)年(nian)來，開放耳道助聽器的受歡迎(ying)度與日俱增，重(zhong)又引發了(le)對助聽器延(yan)遲時間的關注。從命名來看，“開放”使耳模/耳(er)塞與(yu)耳(er)道(dao)(dao)的(de)密(mi)封(feng)性大(da)大(da)降低，這(zhe)與(yu)傳統(tong)的(de)耳(er)模或定制機有(you)很大(da)差別。因此，在開放(fang)耳(er)道(dao)(dao)助聽(ting)器(qi)驗配(pei)中，有(you)更多的(de)聲音直接(jie)傳人(ren)(ren)耳(er)道(dao)(dao)，佩戴者很容(rong)易感(gan)(gan)受(shou)到(dao)這(zhe)部分聲音。而且，往往選配(pei)開放(fang)耳(er)道(dao)(dao)助聽(ting)器(qi)的(de)人(ren)(ren)群(qun)都為輕度到(dao)中度聽(ting)力損失，他們更能感(gan)(gan)受(shou)到(dao)助聽(ting)器(qi)的(de)延遲時間。

最(zui)近的一(yi)項研究表明(ming)，如(ru)果聽(ting)力損失最(zui)先發生于2kHz和1 kHz，開放(fang)耳道選配中的延遲時間(jian)分別不能超過5ms和6ms，否則會使音質受損。但研(yan)究者同(tong)時(shi)也指出，其試(shi)驗中所(suo)使用的(de)模擬(ni)方(fang)法混有很多其他因素，實際情況下佩戴者可以忍(ren)受更長的(de)延遲時(shi)間。

3、助聽器的信號處理

數字信號處理中，助聽器的(de)每個(ge)“特性”都會使線路總的群延遲(group delay，GD)時(shi)問(wen)增加。助(zhu)聽器的通道數(shu)越多，數字(zi)噪(zao)聲抑制功(gong)能(neng)越(yue)先進，反饋(kui)處理系(xi)統(tong)越(yue)復雜，其產生的(de)延遲時間越(yue)長。信(xin)號處理的(de)種類是另(ling)一個需要考慮的(de)因(yin)素。

助聽(ting)器(qi)制造商通(tong)(tong)常采用(yong)兩種不(bu)同的(de)方法對信(xin)號(hao)進行處(chu)理(li)和頻(pin)率(lv)分(fen)析(xi)：一(yi)種是通(tong)(tong)過(guo)濾波器(qi)把聲音信(xin)號(hao)按(an)照頻(pin)率(lv)的(de)不(bu)同分(fen)別進行處(chu)理(li)，另(ling)一(yi)種是使(shi)用(yong)快(kuai)速傅立葉變(bian)換( fast fourier transformation，FFT)同時(shi)處理所有輸(shu)入信號(hao)。兩種(zhong)方法都遵(zun)循聲學不(bu)(bu)確定性(xing)原理或測不(bu)(bu)準原理，即頻域(yu)與時(shi)域(yu)都可(ke)以變(bian)化(hua)，但頻域(yu)與時(shi)域(yu)的乘積(ji)是不(bu)(bu)變(bian)的。

這表明系統(tong)的(de)時(shi)(shi)域(yu)(yu)分辨能力與(yu)頻域(yu)(yu)分辨能力相互制約，這就是(shi)說(shuo)，如果頻域(yu)(yu)分辨率增加，時(shi)(shi)域(yu)(yu)分辨率就會降低，反(fan)之也(ye)如此。所以，通(tong)道越(yue)窄，群(qun)延遲時(shi)(shi)間(jian)越(yue)長(不論(lun)是(shi)濾波法還是(shi)快速傅立葉(xie)變(bian)換法)。兩種方(fang)法(fa)的根本(ben)區(qu)別是(shi)：快速傅立葉變換的各(ge)(ge)個通(tong)道的帶寬(kuan)是(shi)相同(tong)的，而(er)濾波方(fang)法(fa)各(ge)(ge)個通(tong)道的帶寬(kuan)可以是(shi)不同(tong)的。

濾波方法模擬了入耳(er)耳(er)蝸基(ji)底(di)膜(“臨界帶寬”)的(de)(de)對數結(jie)構(gou)，其低(di)頻(pin)(pin)感受區(qu)基底膜的(de)(de)分辨率要(yao)高于高頻(pin)(pin)感受區(qu)基底膜。按(an)照聲學不(bu)確定性(xing)原理，低(di)頻(pin)(pin)所(suo)需的(de)(de)窄帶濾波器(qi)相對于高頻(pin)(pin)引發了更長(chang)的(de)(de)延(yan)遲時間(jian)。

研(yan)究已經證實，如果助聽(ting)器(qi)的頻率(lv)依(yi)賴性延遲太久的話，當原始語言(yan)信(xin)號(hao)中(zhong)輔音(yin)出現在元音(yin)之(zhi)后(即(ji)“元音(yin)十輔音(yin)”)時產生延遲后(hou)，聽(ting)者(zhe)在元音(yin)之前就(jiu)感覺到輔(fu)(fu)音(yin)的存在，即(ji)“輔(fu)(fu)音(yin)十元音(yin)”，或者(zhe)兩者(zhe)同(tong)時出(chu)現(xian)。

而利用傅立葉變(bian)換的(de)方法，信(xin)號(hao)包絡(luo)被統一(yi)分析(xi)，各(ge)等(deng)帶寬的(de)頻(pin)譜進(jin)行相同(tong)處(chu)理，因此，與濾波(bo)法不(bu)同(tong)，傅立葉變(bian)換引(yin)起的(de)延(yan)(yan)遲(chi)時間(jian)在各(ge)個頻(pin)段內是相同(tong)的(de)，不(bu)會出現以上元音和輔(fu)音先后顛倒的(de)情況(kuang)。無論助聽(ting)器(qi)生產廠(chang)家采用哪種方法進(jin)行信(xin)號(hao)處(chu)理，助聽(ting)器(qi)的(de)延(yan)(yan)遲(chi)時間(jian)都會延(yan)(yan)長(chang)，因為聲音信(xin)號(hao)所(suo)經過的(de)處(chu)理器(qi)和算法都在增加。

數字助聽器的特點

全數字助聽器有(you)這個或(huo)多個微(wei)小芯片整理器，能將(jiang)模擬信號轉換為0和1的計算(suan)機(ji)語言。這種格(ge)式的聲波比模擬聲波可(ke)以更快、更有效地開展整理。數字運算(suan)法能快速分析聲強(qiang)和(he)聲頻，并(bing)通過調節(jie)聲強(qiang)和(he)聲頻，使助(zhu)聽器切合不同(tong)的聽力(li)損失。

數(shu)(shu)(shu)字(zi)運算法能夠(gou)繼續(xu)地(di)顧問噪(zao)聲(sheng)(sheng)，盡管(guan)演講的(de)(de)響(xiang)聲(sheng)(sheng)的(de)(de)強度在毫秒之內都(dou)可快速(su)變化，但噪(zao)聲(sheng)(sheng)在這(zhe)個相對較長(chang)的(de)(de)時(shi)刻(ke)內保持穩定(ding)。經過一段(duan)使用時(shi)刻(ke)后，數(shu)(shu)(shu)字(zi)技(ji)術(shu)能夠(gou)精確減小諸(zhu)如(ru)車(che)流聲(sheng)(sheng)及家用電器等(deng)連續(xu)性的(de)(de)噪(zao)聲(sheng)(sheng)。當短促的(de)(de)響(xiang)聲(sheng)(sheng)如(ru)說話聲(sheng)(sheng)被(bei)助聽器監測到今后，阿拉(la)伯(bo)數(shu)(shu)(shu)字(zi)技(ji)術(shu)能立即調(diao)整助聽器，把響(xiang)聲(sheng)(sheng)回(hui)答到放大的(de)(de)水平。

數字技術能連(lian)續(xu)地把聲音(yin)分成不同的頻(pin)道。例(li)如，這(zhe)個(ge)聽力損失者聽不清低音(yin)，但如果放大(da)某些頻(pin)段的聲音(yin)，甚(shen)至是一點(dian)兒(er)，就會讓(rang)他(ta)受(shou)不了(le)。具有全數字壓縮路線的助聽器能夠(gou)將接(jie)收的響聲分層，探測(ce)并著重放大(da)那(nei)些需求放大(da)的響聲。

數(shu)字技術精密調節的性能還(huan)體如今寧靜的環(huan)境中。助聽器通(tong)過使用一(yi)(yi)種叫擴展技(ji)術(shu)的聽力技(ji)術(shu)，數(shu)字運(yun)(yun)算(suan)法(fa)能夠把細微的環境(jing)響聲從家用電器(qi)的噪(zao)音中(zhong)(zhong)區(qu)別出來。阿(a)拉伯(bo)數(shu)字運(yun)(yun)算(suan)法(fa)還能夠減小(xiao)或消(xiao)除聲反映。聲反映是助聽器(qi)消(xiao)耗中(zhong)(zhong)的一(yi)(yi)大困難。 數字運算法能夠在(zai)聲(sheng)(sheng)反映(ying)(ying)可(ke)以聽到之前即開展(zhan)監(jian)測，然后減(jian)小聲(sheng)(sheng)反映(ying)(ying)所屬頻段的響(xiang)聲(sheng)(sheng)，老(lao)人助聽器(qi)而不會對可覺察的響聲水平產生顯著影響。

數字助聽器和模擬助聽器的區別

1、從機芯(xin)上看(kan)，模(mo)擬(ni)(ni)助聽器(qi)是由(you)大量的(de)電子元器(qi)件組成的(de)，采用(yong)模(mo)擬(ni)(ni)路線(xian)，其(qi)核(he)心是模(mo)擬(ni)(ni)信(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)的(de)放大，當然，信(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)也(ye)是使用(yong)模(mo)擬(ni)(ni)信(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)。而全數字(zi)助聽器(qi)芯(xin)片采用(yong)微電腦芯(xin)片，相當于一臺小型的(de)計(ji)(ji)算機，采用(yong)邏輯電路，即輸入(ru)信(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)經過高精度(du)計(ji)(ji)算后輸出(chu)，信(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)為(wei)數字(zi)信(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)。

2、在聽(ting)(ting)力(li)學的(de)(de)(de)方(fang)面(mian)而言，傳統(tong)的(de)(de)(de)模擬(ni)助聽(ting)(ting)器采用(yong)線性放(fang)(fang)大(da)，對所(suo)有聲音進(jin)行(xing)相(xiang)同程度(du)的(de)(de)(de)放(fang)(fang)大(da)，使得(de)相(xiang)對較小的(de)(de)(de)聲音不會被清(qing)楚地聽(ting)(ting)到，過度(du)的(de)(de)(de)聲音非常不舒服，聲音質(zhi)量受(shou)到嚴重(zhong)的(de)(de)(de)影響(xiang)，并且可(ke)能會進(jin)一步損(sun)壞患(huan)者的(de)(de)(de)聽(ting)(ting)力(li)。而全數字助聽(ting)(ting)器采用(yong)的(de)(de)(de)是非線性放(fang)(fang)大(da)，不僅可(ke)以做到對大(da)聲壓(ya)縮，小聲變大(da)，使得(de)經(jing)處理過后的(de)(de)(de)聲音聽(ting)(ting)起來舒適清(qing)楚，還能夠更(geng)好的(de)(de)(de)保護殘余聽(ting)(ting)力(li)。

3、從功能上講，全(quan)數(shu)字(zi)助(zhu)聽器(qi)還具備許多模擬式(shi)助(zhu)聽器(qi)所(suo)沒(mei)有(you)具備的(de)(de)功(gong)能，全(quan)數(shu)字(zi)助(zhu)聽器(qi)處理速度(du)極(ji)快，就像(xiang)一個探測器(qi)，會自動隨環境(jing)(jing)(jing)的(de)(de)變(bian)化而(er)變(bian)化，它(ta)會自動分析環境(jing)(jing)(jing)中(zhong)的(de)(de)聲音(yin)，如(ru)果在嘈雜的(de)(de)環境(jing)(jing)(jing)中(zhong)，它(ta)就會發揮自動降(jiang)噪功(gong)能，放大講(jiang)話的(de)(de)聲音(yin)，而(er)將噪音(yin)降(jiang)低，從而(er)提高語言的(de)(de)理解力。

4。數(shu)字(zi)助聽器還(huan)具有體積小(xiao)、外觀好(hao)、非常穩定、抗干(gan)擾等(deng)優(you)點(dian)。

根(gen)據(ju)上面(mian)的(de)(de)比較而(er)言，數(shu)(shu)字(zi)助(zhu)聽器不論是(shi)從性(xing)能上，還(huan)是(shi)效(xiao)果上來講(jiang)都比模擬(ni)助(zhu)聽器要好，現在大(da)部分的(de)(de)聽力患(huan)者都會更偏向于購買數(shu)(shu)字(zi)助(zhu)聽器，數(shu)(shu)字(zi)助(zhu)聽器對(dui)患(huan)者的(de)(de)體驗度更佳(jia)。