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      降噪技術及在助聽器中的應用-上海助聽器
      發布時間:2014/2/26  閱讀次數:1578  字體大小: 【】 【】【

      降噪技術并不是一項很新的技術,早在應用于助聽器以前,許多領域就要求有降噪技術的應用,如通信、機械等領域。降噪即把噪聲從帶噪語音的信號中區分開來,并把噪聲去除的過程。同壓縮技術、移頻技術、聲反饋技術應用于助聽器一樣,降噪技術也是被逐漸應用到助聽器眾多聲學處理技術的一種。

      1.  單麥克風降噪技術

      在上世紀80年代和90年代,出現了一種專門用于助聽器的降噪方法,通過減小一定的低頻增益來實現。在單通道助聽器中應用該方法時,可通過使用滾降來實現[1]。也就是說,低于中頻某一頻率點的助聽器響應將會按一定的方式被削減,即低頻增益衰減,這種方法無法增加言語的理解度。研究表明:帶有自動低頻衰減和不帶有自動低頻衰減的線路相比,在噪聲環境中主觀和客觀評估中言語理解度并無區別。單麥克風的降噪一般都是使用信號和噪聲在頻譜或者調制率的差異上來實現降噪的,最簡單的是通過濾波器來實現的。一般認為語言聲是高調制信號,噪聲是低調制信號,信號處理的結果是含高調制頻率的成分可以通過,而含低調制頻率成份的不可以通過。Oticon Digifocus,GN Danavox 2 Danalogic,GN ReSound Canta7,Phonak Claro,Widex Senso Diva,Siemens Prisma在它們單通道信號拾取的產品中是使用調制技術的[2]

      2.  雙麥克風自適應降噪技術

      90年代出現的多通道、寬動態范圍壓縮技術(wide-dynamic-range compression, WDRC)可有效地對低頻環境噪聲進行處理[3]。在多通道助聽器中,對噪聲的處理不是采用滾降方式處理低頻增益,而是在低頻通道提供更高的壓縮。雖然結果并不能增加言語的可聽度,但可以減小低頻噪聲的響度而不影響聲音質量。到2007年,唯聽的Senso Diva,Phonak Claro,GN ReSound Canta7耳背式助聽器中開始出現了雙麥克風的自適應降噪技術。相對于固定的方向性麥克風,在單一噪聲的情況下,該麥克風能提供更好的言語可懂度。但在比較復雜的情況下,比如有多個噪聲、存在混響的情況下,該類麥克風的工作類似于固定方向性麥克風。為了應對復雜的噪聲環境,在助聽器中開始使用三個麥克風技術,如BTE Siemens Triano 3。

      3.  基于芯片算法的助聽器降噪技術

      近十年來,助聽器技術穩步發展,在方向性技術、壓縮與放大、降噪以及數字反饋抑制等方面都取得了不斷的進步。新的降噪技術中,就包括瑞聲達公司的Noise TrackerTM  Ⅱ(凈噪Ⅱ技術)和唯聽公司的Speech Enhancer(言語增強技術)。凈噪Ⅱ技術,在馮定香,范小利的文章中定義為:采用頻譜相減法,將全頻信號分割成17頻段,以1000次/秒的速度進行獨立的分析,按照言語和噪聲信號的能量比,剝離噪聲信號,保留完整清晰的言語信號[4]。凈噪Ⅱ提供4個凈噪設置:輕度、中度、次強度和強度,能在不影響言語信號的前提下提供更多的降噪。運用了該技術的凈噪系統的優勢在于精確的鑒別言語信號和噪音信號的特征和維持動態的時間常量,即使在言語噪聲的環境中也能得到滿意的效果,形成真正的聆聽環境。田宏斌[5],Steen Teisen的文章中指出:言語增強技術的目的在于提高噪聲環境下的言語可聽度以達到最大的言語可懂度,它是通過全新的最大化使用個體的言語可懂度指數(speech intelligibility index, SII)實現的。一旦言語增強這一功能啟動,對于噪聲和言語的評估是通過噪聲言語追蹤器進行的,關于噪聲和言語的信息以及助聽器使用者個體聽閾的信息均被用于在15通道進行最優化處理,以達到所有頻段的最高言語可懂度指數[6]

      在助聽器領域,將噪聲對助聽器的不利影響降到最低是助聽器開發的主要目標之一。目前,若助聽器使用者希望憑借助聽器降噪技術幫助其在日常復雜多變的生活環境里更多的獲得言語信號,除方向性麥克風技術是一項被反復通過實驗臨床驗證的技術外,助聽器降噪技術的應用也隨著芯片內存的擴充、運算能力的提高而逐步改善。正是在這種情況下,我們希望有一種先進的信號處理線路可以從復雜的混有噪聲的信號中濾除噪聲信號,這也是聽力學臨床工作者和助聽器使用者所關注的焦點之一。因為高品質的降噪能力是促使助聽器佩戴者更易接受助聽器,從而增加了助聽器佩戴率和使用時間。這樣也為助聽技術更新提供最為基礎的觀察條件,為臨床工作者提供更多的機會以了解新型助聽技術的臨床使用情況,從而建立一個良性循環,使助聽技術不斷更新、驗證、再更新。

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