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)轉化器將(jiang)模擬信(xin)號(hao)轉化為數(shu)字信(xin)號(hao)，對聲音信(xin)號(hao)進行(xing)放大，最后(hou)數(shu)字信(xin)號(hao)再(zai)通過(guo)受話器轉變(bian)成聲音輸出。

數字助聽器原理

1、助聽器的聲學途徑

對(dui)于(yu)佩帶助(zhu)聽(ting)器(qi)的人們來說，聲(sheng)音進入耳道的途徑(jing)有三條：第一條途徑(jing)：聲(sheng)音通過助(zhu)聽(ting)器(qi)或(huo)耳模的通氣孔或(huo)耳道縫隙直接(jie)進入耳道，到達鼓膜。

選配(pei)的助聽器開放(fang)程(cheng)度越高、聽力損失(shi)程(cheng)度越輕，這條途(tu)徑的就越占(zhan)主導(dao)地位；第二條途(tu)徑(jing)：當佩帶(dai)者自己發(fa)聲時(shi)，聲音通過(guo)顱骨的(de)振動傳人(ren)耳道，在(zai)鼓膜處產生一定的(de)聲壓級，這種途(tu)徑(jing)只(zhi)有在(zai)本人(ren)說話時(shi)才能夠(gou)被感受到(dao)；第三條途(tu)徑：聲(sheng)音(yin)進入助(zhu)聽器的(de)麥(mai)克風(feng)轉(zhuan)換為電能(neng)(neng)，經(jing)過運算后(hou)進行放大，最后(hou)通過受(shou)話器轉(zhuan)換成聲(sheng)能(neng)(neng)送到佩帶者的(de)鼓膜處。

在佩(pei)(pei)(pei)帶(dai)者(zhe)(zhe)感受到(dao)聲(sheng)音(yin)(yin)前，聲(sheng)音(yin)(yin)通(tong)過(guo)這(zhe)幾條(tiao)路徑(jing)(jing)到(dao)達(da)鼓膜(mo)的時(shi)間不(bu)同。當(dang)佩(pei)(pei)(pei)帶(dai)者(zhe)(zhe)發聲(sheng)時(shi)，聲(sheng)音(yin)(yin)通(tong)過(guo)前兩條(tiao)路徑(jing)(jing)很(hen)快到(dao)達(da)鼓膜(mo)，從而先被佩(pei)(pei)(pei)帶(dai)者(zhe)(zhe)感受到(dao)，而聲(sheng)音(yin)(yin)通(tong)過(guo)第三條(tiao)路徑(jing)(jing)時(shi)要經過(guo)助聽器的運算處理，會產(chan)生(sheng)一定(ding)(ding)的延遲(chi)，當(dang)這(zhe)種延遲(chi)達(da)到(dao)一定(ding)(ding)程度時(shi)，佩(pei)(pei)(pei)帶(dai)者(zhe)(zhe)會明顯(xian)感到(dao)音(yin)(yin)質發生(sheng)變化。

數(shu)字(zi)助聽器要經過復雜的數(shu)字(zi)運算，如信(xin)號的模數(shu)/數模轉換、濾波、量化(hua)等，所以產生的(de)延遲(chi)時(shi)間(jian)(jian)就長。在過去的(de)十年(nian)當中，數字助(zhu)(zhu)聽器引(yin)起的(de)延遲(chi)時(shi)間(jian)(jian)越來越受(shou)到人們的(de)重視，因為其遠比模擬助(zhu)(zhu)聽器的(de)延遲(chi)時(shi)間(jian)(jian)要(yao)長。

雖然數字助聽器引(yin)起的延遲時間僅有(you)幾毫秒，但(dan)言語信(xin)號的音(yin)質仍然會受到影響。當延遲時間達到10 ms時，直接進入耳道的(de)(de)聲(sheng)音和經過(guo)放(fang)大后的(de)(de)聲(sheng)音就會(hui)相互干擾，這就使頻譜出現了(le)小的(de)(de)起(qi)伏變化(hua)，改(gai)變了(le)音質。但(dan)這也是有(you)條(tiao)改(gai)變了(le)音質。但(dan)這也是有(you)條(tiao)件的(de)(de)，只(zhi)有(you)當(dang)兩種聲(sheng)音處在相似的(de)(de)強度下，才(cai)會(hui)引起(qi)聲(sheng)譜發生小變化(hua)。

也就是說，如果放大后的聲(sheng)音能量(liang)顯著大于直接的聲(sheng)音能量(liang)的話(hua)，這種變化就不會發(fa)生了(le)。延遲(chi)達到(dao)一(yi)定時間，佩帶者會有種“回聲感”，當延遲時間達到一定程度(40ms以上)，就(jiu)會發生聽(ting)覺與視覺不同步的現象，即“對(dui)不上口(kou)型”。

助聽(ting)器延(yan)遲(chi)效應與聽(ting)力損(sun)失的(de)程度(du)有很大關(guan)系：聽(ting)力越差，患者得到(dao)的(de)放大聲(sheng)(sheng)音就越多(duo)，直接進(jin)入耳道的(de)聲(sheng)(sheng)音就越少(shao)，延(yan)遲(chi)就越不(bu)容易注(zhu)意到(dao);而且，聽(ting)力(li)損失越重，助聽(ting)器(qi)與(yu)耳道的密(mi)封(feng)性就(jiu)越強(如(ru)通氣孔越小)，導致直(zhi)接(jie)傳人耳道的(de)聲音的(de)更(geng)大(da)衰減，從而(er)使人不容易察(cha)覺到(dao)延遲的(de)發生。數(shu)字助聽器不可避免地會引(yin)發延遲，目(mu)前延遲是無法消除的(de)，但(dan)關(guan)鍵是多久的(de)延遲可以被大(da)多數(shu)助聽器佩帶者所接(jie)受。

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2、數字助聽器的延遲時間

聲學信號從(cong)進入放(fang)大系(xi)統到輸出會產生的一定延(yan)遲時間，通常稱為處理延(yan)遲時間( processing delay，PD)。延(yan)遲時(shi)間(jian)取決于系(xi)統的采樣率和算(suan)法(fa)，大體(ti)上說，頻率分(fen)辨率越高(gao)，延(yan)遲時(shi)間(jian)越長。

在過(guo)去的十年中(zhong)，Stone等針對可接受的助聽器延(yan)遲時間(jian)做了大量研究，其研究成果總結如(ru)下：延(yan)遲時間(jian)增加(jia)(jia)，干擾就會(hui)增加(jia)(jia);20～30ms的(de)延遲時間就可以讓輕(qing)度至中度聽(ting)力(li)損失(shi)的(de)患者感(gan)覺到聲音“失(shi)真”;而(er)對(dui)于(yu)正常人來說，如果(guo)延遲時間超過30ms，其(qi)言語理解(jie)力就會受(shou)到影響。另(ling)外，一些助聽器研(yan)究人員認為延遲達到10 ms就會(hui)影響音(yin)質。

近(jin)年來，開放耳道助聽器的受歡迎(ying)度與(yu)日俱增，重又引發(fa)了對助聽器延遲時間的關注。從命名(ming)來看，“開放”使耳模/耳塞與(yu)(yu)耳道(dao)的(de)密封(feng)性大大降低，這與(yu)(yu)傳統的(de)耳模或定制機有很大差別。因(yin)此(ci)，在開(kai)放耳道(dao)助聽(ting)器(qi)(qi)驗配中，有更多的(de)聲(sheng)音直接傳人耳道(dao)，佩戴者很容易感受(shou)到這部分聲(sheng)音。而且，往往選(xuan)配開(kai)放耳道(dao)助聽(ting)器(qi)(qi)的(de)人群都為輕(qing)度到中度聽(ting)力損失，他們更能(neng)感受(shou)到助聽(ting)器(qi)(qi)的(de)延遲時間。

最近的一項研究(jiu)表(biao)明，如果聽力損失(shi)最先發生于2kHz和1 kHz，開放耳道選配中的延遲時間分(fen)別(bie)不能超(chao)過5ms和(he)6ms，否則會使音質受(shou)(shou)損(sun)。但研(yan)究者同時也指(zhi)出，其試驗(yan)中所使用的模擬方法混有很多其他因素(su)，實際情況下(xia)佩(pei)戴者可以忍受(shou)(shou)更(geng)長的延遲時間(jian)。

3、助聽器的信號處理

數(shu)字信號(hao)處理中，助(zhu)聽(ting)器的(de)每個“特性”都會使線路總的群延遲(group delay，GD)時問(wen)增加。助聽器的通道數(shu)越多，數字噪聲抑(yi)制功能越先進(jin)，反饋(kui)處理系(xi)統越復雜(za)，其產生的(de)延遲時間越長。信號處理的(de)種類是另一個(ge)需(xu)要考慮的(de)因素。

助聽器制造(zao)商通(tong)常采用(yong)兩種不同的(de)方法(fa)對信號進(jin)行處理和頻(pin)率(lv)分(fen)析：一種是(shi)通(tong)過濾(lv)波器把聲音信號按照頻(pin)率(lv)的(de)不同分(fen)別(bie)進(jin)行處理，另(ling)一種是(shi)使(shi)用(yong)快(kuai)速傅立(li)葉變換( fast fourier transformation，FFT)同時處(chu)理所有輸(shu)入(ru)信號。兩種方法都(dou)遵(zun)循聲學(xue)不確定(ding)性原理或(huo)測不準原理，即頻(pin)域(yu)(yu)(yu)與(yu)時域(yu)(yu)(yu)都(dou)可以變(bian)化(hua)，但頻(pin)域(yu)(yu)(yu)與(yu)時域(yu)(yu)(yu)的乘積是(shi)不變(bian)的。

這表明系統(tong)的時域(yu)分(fen)辨(bian)(bian)能(neng)力與頻(pin)域(yu)分(fen)辨(bian)(bian)能(neng)力相互制約，這就是說，如果(guo)頻(pin)域(yu)分(fen)辨(bian)(bian)率(lv)增加，時域(yu)分(fen)辨(bian)(bian)率(lv)就會降低，反之也如此。所以(yi)，通道(dao)越窄(zhai)，群(qun)延遲時間越長(不(bu)論(lun)是(shi)濾波法還是(shi)快速傅(fu)立(li)葉(xie)變換法)。兩種方(fang)法的(de)根本(ben)區(qu)別是：快速(su)傅立葉變換(huan)的(de)各個通(tong)道的(de)帶寬是相同的(de)，而(er)濾波方(fang)法各個通(tong)道的(de)帶寬可以是不同的(de)。

濾波方法模擬(ni)了(le)入耳(er)耳(er)蝸基底膜(mo)(“臨界帶寬”)的(de)(de)(de)對數結構，其低頻(pin)(pin)感受區(qu)基底膜的(de)(de)(de)分辨率要高(gao)于(yu)高(gao)頻(pin)(pin)感受區(qu)基底膜。按照聲學(xue)不確(que)定性原(yuan)理，低頻(pin)(pin)所需的(de)(de)(de)窄帶濾波器相對于(yu)高(gao)頻(pin)(pin)引發了更長的(de)(de)(de)延遲時(shi)間(jian)。

研究已經證(zheng)實，如果助聽(ting)器的(de)頻率依賴性延(yan)遲(chi)太久(jiu)的(de)話，當原始(shi)語(yu)言信號(hao)中輔音出現在(zai)元音之后(即“元音(yin)十輔音(yin)”)時(shi)產生延(yan)遲后，聽者在元音(yin)之(zhi)前就感覺到(dao)輔(fu)音(yin)的存(cun)在，即“輔(fu)音(yin)十元音(yin)”，或者兩者同時(shi)出(chu)現。

而利用(yong)傅(fu)立葉變換的(de)方法(fa)，信號包絡被統一(yi)分析，各(ge)等帶寬的(de)頻(pin)譜進行相同(tong)處理(li)，因此，與濾波法(fa)不同(tong)，傅(fu)立葉變換引起的(de)延遲時間(jian)在(zai)各(ge)個頻(pin)段內是相同(tong)的(de)，不會出(chu)現以上(shang)元音和輔音先后顛倒的(de)情況。無論助(zhu)聽器生產廠家采用(yong)哪種方法(fa)進行信號處理(li)，助(zhu)聽器的(de)延遲時間(jian)都會延長，因為聲音信號所經過的(de)處理(li)器和算法(fa)都在(zai)增加(jia)。

數字助聽器的特點

全數(shu)字助聽器(qi)有這個或多個微小芯片整理器(qi)，能將(jiang)模擬信號轉換為(wei)0和1的(de)計算(suan)機語言(yan)。這種格式(shi)的(de)聲(sheng)波比模擬聲(sheng)波可以更(geng)快(kuai)、更(geng)有效地開展整理。數字運算(suan)法能快(kuai)速分析聲(sheng)強和聲(sheng)頻，并(bing)通過(guo)調節聲(sheng)強和聲(sheng)頻，使助聽器(qi)切合不同(tong)的(de)聽力損(sun)失。

數字(zi)運(yun)算法能夠繼續地顧問噪聲(sheng)(sheng)，盡管演講的(de)響聲(sheng)(sheng)的(de)強度在(zai)毫秒之內(nei)都(dou)可快速變化，但噪聲(sheng)(sheng)在(zai)這個相對較長的(de)時(shi)刻內(nei)保持穩定。經(jing)過一段使用(yong)(yong)時(shi)刻后，數字(zi)技術(shu)能夠精確減小諸如車流聲(sheng)(sheng)及家用(yong)(yong)電器等連續性的(de)噪聲(sheng)(sheng)。當短(duan)促的(de)響聲(sheng)(sheng)如說話聲(sheng)(sheng)被助(zhu)聽器監測到(dao)今后，阿拉伯數字(zi)技術(shu)能立即調(diao)整助(zhu)聽器，把(ba)響聲(sheng)(sheng)回答到(dao)放大的(de)水(shui)平。

數(shu)字(zi)技術能連(lian)續地把聲(sheng)音分成不(bu)(bu)同(tong)的(de)頻道。例(li)如，這(zhe)個聽(ting)力損失(shi)者聽(ting)不(bu)(bu)清低音，但如果放大某些頻段的(de)聲(sheng)音，甚至是一點兒(er)，就會讓他受不(bu)(bu)了(le)。具有(you)全數(shu)字(zi)壓縮路線(xian)的(de)助聽(ting)器能夠將(jiang)接(jie)收的(de)響聲(sheng)分層，探測(ce)并著(zhu)重(zhong)放大那些需求放大的(de)響聲(sheng)。

數字技術(shu)精(jing)密調節(jie)的性能還體如今寧靜(jing)的環境(jing)中(zhong)。助聽器通過使用(yong)一種叫擴展技(ji)術(shu)的聽力技(ji)術(shu)，數字運算(suan)(suan)法能夠(gou)把細微的環境響(xiang)聲(sheng)從(cong)家用(yong)電器(qi)的噪音中區(qu)別(bie)出來。阿(a)拉伯數字運算(suan)(suan)法還(huan)能夠(gou)減小或消除聲(sheng)反映(ying)。聲(sheng)反映(ying)是助聽器(qi)消耗中的一大困難(nan)。 數(shu)字運(yun)算法能夠在(zai)聲(sheng)反映可以(yi)聽到之前即開(kai)展監測(ce)，然后減小(xiao)聲(sheng)反映所屬頻段的響聲(sheng)，老人助聽器而不(bu)會對(dui)可覺察(cha)的響(xiang)聲(sheng)水平產生顯(xian)著影響(xiang)。

數字助聽器和模擬助聽器的區別

1、從機芯(xin)(xin)上看，模擬助(zhu)聽器是(shi)由(you)大(da)(da)量的(de)電(dian)子元器件組成的(de)，采用模擬路線，其核心(xin)是(shi)模擬信號(hao)的(de)放大(da)(da)，當然，信號(hao)也是(shi)使用模擬信號(hao)。而全(quan)數(shu)字(zi)(zi)助(zhu)聽器芯(xin)(xin)片采用微(wei)電(dian)腦芯(xin)(xin)片，相當于一臺(tai)小型的(de)計算(suan)機，采用邏輯電(dian)路，即輸入信號(hao)經(jing)過高(gao)精度計算(suan)后輸出，信號(hao)為(wei)數(shu)字(zi)(zi)信號(hao)。

2、在聽(ting)力學的(de)(de)(de)方(fang)面而言，傳統的(de)(de)(de)模擬(ni)助(zhu)聽(ting)器采(cai)用線性放(fang)大(da)(da)，對(dui)所(suo)有聲(sheng)(sheng)音(yin)(yin)進行相(xiang)同(tong)程度的(de)(de)(de)放(fang)大(da)(da)，使得(de)相(xiang)對(dui)較小(xiao)的(de)(de)(de)聲(sheng)(sheng)音(yin)(yin)不(bu)會被清楚地(di)聽(ting)到，過(guo)度的(de)(de)(de)聲(sheng)(sheng)音(yin)(yin)非(fei)常(chang)不(bu)舒(shu)服，聲(sheng)(sheng)音(yin)(yin)質量受(shou)到嚴重的(de)(de)(de)影響，并(bing)且可能(neng)會進一步損壞(huai)患(huan)者的(de)(de)(de)聽(ting)力。而全(quan)數字助(zhu)聽(ting)器采(cai)用的(de)(de)(de)是非(fei)線性放(fang)大(da)(da)，不(bu)僅可以做到對(dui)大(da)(da)聲(sheng)(sheng)壓縮，小(xiao)聲(sheng)(sheng)變大(da)(da)，使得(de)經處(chu)理過(guo)后(hou)的(de)(de)(de)聲(sheng)(sheng)音(yin)(yin)聽(ting)起(qi)來舒(shu)適清楚，還(huan)能(neng)夠(gou)更(geng)好的(de)(de)(de)保護(hu)殘余聽(ting)力。

3、從功能上講，全(quan)數(shu)字助聽(ting)(ting)器還具備許多模擬(ni)式(shi)助聽(ting)(ting)器所沒(mei)有具備的(de)(de)功能，全(quan)數(shu)字助聽(ting)(ting)器處(chu)理速度極(ji)快，就(jiu)像一個(ge)探(tan)測(ce)器，會自動(dong)隨環境(jing)的(de)(de)變(bian)化而(er)變(bian)化，它(ta)會自動(dong)分析環境(jing)中的(de)(de)聲音(yin)，如果在嘈雜的(de)(de)環境(jing)中，它(ta)就(jiu)會發揮自動(dong)降(jiang)噪(zao)功能，放(fang)大講(jiang)話的(de)(de)聲音(yin)，而(er)將噪(zao)音(yin)降(jiang)低，從(cong)而(er)提(ti)高(gao)語言的(de)(de)理解力。

4。數字助聽(ting)器(qi)還(huan)具有體積小(xiao)、外(wai)觀(guan)好(hao)、非常穩定、抗(kang)干擾等(deng)優點(dian)。

根據上(shang)面的(de)比(bi)較而(er)言，數字助聽(ting)器(qi)不論(lun)是(shi)從(cong)性能上(shang)，還(huan)是(shi)效果上(shang)來講都比(bi)模擬(ni)助聽(ting)器(qi)要好，現(xian)在大部分的(de)聽(ting)力患者都會更(geng)偏向于購(gou)買數字助聽(ting)器(qi)，數字助聽(ting)器(qi)對(dui)患者的(de)體驗度更(geng)佳(jia)。