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/數轉化(hua)器(qi)將模擬信(xin)號(hao)轉化(hua)為數字(zi)信(xin)號(hao)，對聲音(yin)信(xin)號(hao)進(jin)行放大，最(zui)后數字(zi)信(xin)號(hao)再通過受話(hua)器(qi)轉變成聲音(yin)輸出。

數字助聽器原理

1、助聽器的聲學途徑

對于佩帶助(zhu)(zhu)聽器的人們來說，聲音(yin)進(jin)入(ru)耳(er)道的途(tu)徑有三條(tiao)：第(di)一條(tiao)途(tu)徑：聲音(yin)通(tong)(tong)過(guo)助(zhu)(zhu)聽器或(huo)耳(er)模的通(tong)(tong)氣孔或(huo)耳(er)道縫隙直接進(jin)入(ru)耳(er)道，到(dao)達鼓膜。

選(xuan)配的(de)助(zhu)聽器開放程度越高、聽力(li)損失程度越輕，這(zhe)條途徑的(de)就越占主(zhu)導地(di)位；第二條途徑：當佩帶者自(zi)己發(fa)聲時，聲音(yin)通(tong)過(guo)顱骨(gu)的振動傳(chuan)人耳道，在鼓(gu)膜處產生一定的聲壓級，這種途徑只(zhi)有(you)在本人說話時才能夠(gou)被感(gan)受到；第三條途(tu)徑：聲音進(jin)入助(zhu)聽器的(de)麥克風轉換為電能(neng)(neng)，經過運(yun)算后進(jin)行放大，最后通過受話(hua)器轉換成聲能(neng)(neng)送到佩帶者的(de)鼓膜處。

在佩(pei)帶(dai)(dai)者感受到(dao)(dao)聲(sheng)(sheng)音前，聲(sheng)(sheng)音通過這(zhe)(zhe)幾條(tiao)路(lu)徑(jing)(jing)到(dao)(dao)達(da)鼓膜的時(shi)間(jian)不同。當佩(pei)帶(dai)(dai)者發(fa)(fa)聲(sheng)(sheng)時(shi)，聲(sheng)(sheng)音通過前兩條(tiao)路(lu)徑(jing)(jing)很快(kuai)到(dao)(dao)達(da)鼓膜，從而先(xian)被佩(pei)帶(dai)(dai)者感受到(dao)(dao)，而聲(sheng)(sheng)音通過第三條(tiao)路(lu)徑(jing)(jing)時(shi)要經過助聽器的運(yun)算處理(li)，會產生一定的延遲，當這(zhe)(zhe)種延遲達(da)到(dao)(dao)一定程(cheng)度時(shi)，佩(pei)帶(dai)(dai)者會明顯感到(dao)(dao)音質發(fa)(fa)生變化。

數字(zi)助聽器要經過復雜的數字(zi)運算(suan)，如(ru)信號的模數/數模(mo)轉換(huan)、濾波、量化等，所以產生的(de)延遲(chi)時(shi)間就長。在過去的(de)十年當中(zhong)，數字助聽器(qi)引起的(de)延遲(chi)時(shi)間越來越受到人們的(de)重視(shi)，因為(wei)其遠比(bi)模(mo)擬(ni)助聽器(qi)的(de)延遲(chi)時(shi)間要(yao)長。

雖(sui)然(ran)數字(zi)助聽器引起的延遲(chi)時間(jian)僅有幾毫秒(miao)，但言語信號的音(yin)質仍然(ran)會受到影響(xiang)。當延遲(chi)時間(jian)達到10 ms時，直接進入耳道的聲(sheng)音(yin)和(he)經(jing)過(guo)放(fang)大后的聲(sheng)音(yin)就會相(xiang)互干擾，這就使頻譜(pu)出現(xian)了(le)小的起(qi)伏變(bian)化，改變(bian)了(le)音(yin)質。但這也(ye)是有條(tiao)改變(bian)了(le)音(yin)質。但這也(ye)是有條(tiao)件的，只有當(dang)兩種聲(sheng)音(yin)處在相(xiang)似(si)的強度下，才會引起(qi)聲(sheng)譜(pu)發生小變(bian)化。

也就是說，如果(guo)放大后的聲(sheng)音能量顯(xian)著大于(yu)直接的聲(sheng)音能量的話，這種變化就不會(hui)發生了(le)。延遲(chi)達到(dao)一定時間，佩帶者會(hui)有(you)種“回聲感”，當延遲時間達到一定程度(40ms以上(shang))，就會(hui)發生聽覺與視覺不(bu)同步的現象，即“對不(bu)上口型”。

助聽(ting)器延遲效應與聽(ting)力損失(shi)的程度有很(hen)大(da)關(guan)系：聽(ting)力越差，患者得到(dao)的放大(da)聲音就越多，直(zhi)接進入耳道(dao)的聲音就越少，延遲就越不(bu)容易注意(yi)到(dao);而且，聽力(li)損失(shi)越重，助聽器(qi)與耳道的密封性就越強(如(ru)通氣孔越小)，導致直接(jie)傳人耳道(dao)的(de)聲音的(de)更(geng)大衰減(jian)，從而使人不(bu)容易察覺到延(yan)(yan)遲的(de)發生。數字助聽器不(bu)可避免(mian)地會引發延(yan)(yan)遲，目前延(yan)(yan)遲是無法(fa)消除的(de)，但(dan)關鍵是多久的(de)延(yan)(yan)遲可以(yi)被大多數助聽器佩(pei)帶者所接(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)入放大系統到輸出(chu)會產生的一定延遲(chi)時間(jian)，通(tong)常稱為處理延遲(chi)時間(jian)( processing delay，PD)。延遲(chi)時間(jian)取決于系(xi)統的采樣率和算法，大體(ti)上說，頻率分辨率越高，延遲(chi)時間(jian)越長(chang)。

在過去的十年(nian)中(zhong)，Stone等針(zhen)對可接受的助聽器(qi)延遲(chi)時(shi)間做了大(da)量研(yan)究，其研(yan)究成(cheng)果(guo)總(zong)結如下：延遲(chi)時(shi)間增加，干擾(rao)就會增加;20～30ms的(de)延遲(chi)時間就可(ke)以讓輕度至中度聽力損(sun)失的(de)患者感(gan)覺到聲(sheng)音“失真”;而對于正常人來說，如果延(yan)遲時(shi)間超過30ms，其言語理(li)解力就(jiu)會受到影響。另外，一(yi)些助聽器研究(jiu)人員認為延遲達到10 ms就會(hui)影響音(yin)質。

近年(nian)來(lai)，開(kai)放耳道助聽器(qi)(qi)的(de)受歡迎度與日俱增(zeng)，重又引(yin)發了(le)對助聽器(qi)(qi)延(yan)遲時間的(de)關注。從命名來(lai)看，“開放”使耳模/耳(er)(er)(er)塞與耳(er)(er)(er)道(dao)的(de)(de)密封性大大降低，這與傳統(tong)的(de)(de)耳(er)(er)(er)模或定制機有很大差別。因(yin)此，在開(kai)放耳(er)(er)(er)道(dao)助聽(ting)(ting)器驗配中，有更多的(de)(de)聲音直接(jie)傳人耳(er)(er)(er)道(dao)，佩戴者很容易感(gan)受(shou)到(dao)這部分聲音。而且(qie)，往往選(xuan)配開(kai)放耳(er)(er)(er)道(dao)助聽(ting)(ting)器的(de)(de)人群都為輕度到(dao)中度聽(ting)(ting)力(li)損失，他們更能感(gan)受(shou)到(dao)助聽(ting)(ting)器的(de)(de)延遲時(shi)間(jian)。

最近的一項研究表明，如果聽力(li)損失最先發生于2kHz和1 kHz，開放耳(er)道(dao)選(xuan)配中的(de)延遲時(shi)間分別不(bu)能超過5ms和6ms，否則會使音質受(shou)損。但研究者同時(shi)也指出，其試驗中所使用的(de)模擬(ni)方法混有很多(duo)其他(ta)因素(su)，實(shi)際情況下佩戴者可以忍受(shou)更長的(de)延(yan)遲時(shi)間(jian)。

3、助聽器的信號處理

數(shu)字信號處理中，助(zhu)聽器的每個(ge)“特性”都會使線路總的群延遲(group delay，GD)時(shi)問增加。助聽(ting)器的通道數(shu)越多，數字噪(zao)聲(sheng)抑制功能越先進，反(fan)饋處(chu)理系統(tong)越復雜，其產(chan)生(sheng)的(de)(de)延遲(chi)時(shi)間越長。信號處(chu)理的(de)(de)種類是另(ling)一個需(xu)要考慮(lv)的(de)(de)因素(su)。

助聽(ting)器制(zhi)造商通常采用(yong)兩種(zhong)不同的(de)方(fang)法(fa)對信號進(jin)行處理(li)和頻(pin)率(lv)分析：一種(zhong)是通過(guo)濾波(bo)器把(ba)聲音信號按照頻(pin)率(lv)的(de)不同分別進(jin)行處理(li)，另一種(zhong)是使用(yong)快(kuai)速傅(fu)立(li)葉變換( fast fourier transformation，FFT)同時處理(li)所(suo)有輸(shu)入(ru)信號。兩種方法(fa)都遵循聲學不確定(ding)性原理(li)或測不準(zhun)原理(li)，即頻域(yu)與(yu)時域(yu)都可以變化(hua)，但頻域(yu)與(yu)時域(yu)的乘積是(shi)不變的。

這表明系統的時域(yu)分(fen)辨(bian)能力(li)與(yu)頻域(yu)分(fen)辨(bian)能力(li)相互制約(yue)，這就(jiu)是說(shuo)，如(ru)果(guo)頻域(yu)分(fen)辨(bian)率(lv)(lv)增(zeng)加，時域(yu)分(fen)辨(bian)率(lv)(lv)就(jiu)會降低，反之(zhi)也如(ru)此(ci)。所以，通(tong)道越窄，群延遲時間(jian)越長(不論是(shi)濾波(bo)法還是(shi)快速傅立葉變(bian)換法)。兩種方(fang)法的(de)(de)根本區別是：快速(su)傅立葉變(bian)換的(de)(de)各個(ge)通道(dao)的(de)(de)帶(dai)(dai)寬(kuan)是相同(tong)的(de)(de)，而濾波方(fang)法各個(ge)通道(dao)的(de)(de)帶(dai)(dai)寬(kuan)可以(yi)是不同(tong)的(de)(de)。

濾波方法模擬了入(ru)耳耳蝸基底膜(mo)(“臨界帶寬”)的對數結構(gou)，其低(di)(di)頻(pin)感受(shou)區基(ji)底膜的分辨率要高(gao)于高(gao)頻(pin)感受(shou)區基(ji)底膜。按(an)照聲學不確定(ding)性原理，低(di)(di)頻(pin)所需的窄帶(dai)濾波器相對于高(gao)頻(pin)引發了(le)更長的延遲時間。

研究已經證實，如果助聽器的頻率依賴性延遲太(tai)久的話(hua)，當原始語言信號中(zhong)輔音出現在元音之后(即“元(yuan)音(yin)十(shi)輔音(yin)”)時產生(sheng)延遲后(hou)，聽者(zhe)在(zai)元(yuan)(yuan)音之前就感覺到輔音的(de)存在(zai)，即“輔音十元(yuan)(yuan)音”，或(huo)者(zhe)兩者(zhe)同時出現。

而(er)利用傅(fu)立葉變換的(de)方法(fa)(fa)(fa)，信(xin)號包絡被(bei)統一(yi)分析，各等帶(dai)寬的(de)頻(pin)譜進(jin)行相同處(chu)理(li)，因此，與濾(lv)波法(fa)(fa)(fa)不同，傅(fu)立葉變換引起的(de)延遲(chi)時(shi)間(jian)在各個頻(pin)段內(nei)是相同的(de)，不會(hui)出現(xian)以上元(yuan)音(yin)(yin)和(he)輔音(yin)(yin)先后顛倒的(de)情況。無論助聽(ting)器生(sheng)產廠家采(cai)用哪(na)種方法(fa)(fa)(fa)進(jin)行信(xin)號處(chu)理(li)，助聽(ting)器的(de)延遲(chi)時(shi)間(jian)都會(hui)延長，因為聲(sheng)音(yin)(yin)信(xin)號所(suo)經過的(de)處(chu)理(li)器和(he)算法(fa)(fa)(fa)都在增加。

數字助聽器的特點

全數字助(zhu)聽器有(you)這個(ge)或多個(ge)微小芯片整理(li)器，能將模擬信號轉換為0和1的計算機語言。這種格式的聲(sheng)波(bo)比模擬(ni)聲(sheng)波(bo)可以(yi)更(geng)(geng)快、更(geng)(geng)有效地開展整理(li)。數(shu)字運算法能快速(su)分析(xi)聲(sheng)強和聲(sheng)頻(pin)，并通過調節聲(sheng)強和聲(sheng)頻(pin)，使(shi)助(zhu)聽(ting)器(qi)切合不同的聽(ting)力損失。

數字運算法能夠繼續地顧問噪(zao)(zao)聲(sheng)，盡管演(yan)講的(de)響聲(sheng)的(de)強度(du)在(zai)毫秒(miao)之內都可快速變化(hua)，但噪(zao)(zao)聲(sheng)在(zai)這(zhe)個相對較長的(de)時(shi)刻(ke)內保持穩定(ding)。經過一(yi)段使用時(shi)刻(ke)后(hou)，數字技術能夠精確減小諸如車流聲(sheng)及家用電器(qi)等連(lian)續性的(de)噪(zao)(zao)聲(sheng)。當短(duan)促的(de)響聲(sheng)如說話(hua)聲(sheng)被助(zhu)聽器(qi)監測到今(jin)后(hou)，阿(a)拉(la)伯數字技術能立即調整助(zhu)聽器(qi)，把響聲(sheng)回答到放大(da)的(de)水(shui)平。

數字(zi)技術(shu)能(neng)連續地(di)把聲音分(fen)成不同的(de)(de)(de)頻(pin)道(dao)。例如(ru)，這個聽(ting)力損失者聽(ting)不清低音，但如(ru)果(guo)放(fang)大(da)某(mou)些(xie)頻(pin)段的(de)(de)(de)聲音，甚(shen)至(zhi)是一點(dian)兒，就會讓他受(shou)不了。具有全(quan)數字(zi)壓縮路線的(de)(de)(de)助聽(ting)器(qi)能(neng)夠將(jiang)接收的(de)(de)(de)響聲分(fen)層(ceng)，探測并著(zhu)重放(fang)大(da)那些(xie)需求放(fang)大(da)的(de)(de)(de)響聲。

數字技術精密調節的(de)性能還體如今寧靜的(de)環境中(zhong)。助聽器通過使用(yong)一種(zhong)叫擴展技(ji)術的聽力技(ji)術，數(shu)字運(yun)算法能(neng)夠把細微的環境(jing)響聲從(cong)家用(yong)電器(qi)的噪音中(zhong)區別出(chu)來。阿拉伯數(shu)字運(yun)算法還能(neng)夠減小或(huo)消除(chu)聲反映(ying)。聲反映(ying)是助聽器(qi)消耗中(zhong)的一大困難。 數字運算法能夠在聲反映(ying)可以聽到之前即開(kai)展監測，然后減小(xiao)聲反映(ying)所屬頻(pin)段(duan)的響聲，老人助聽器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、從機芯上看(kan)，模擬(ni)(ni)(ni)助聽器是由大量的(de)(de)電(dian)子元器件組成的(de)(de)，采用模擬(ni)(ni)(ni)路(lu)線，其核心(xin)是模擬(ni)(ni)(ni)信(xin)(xin)號(hao)(hao)的(de)(de)放(fang)大，當然，信(xin)(xin)號(hao)(hao)也是使(shi)用模擬(ni)(ni)(ni)信(xin)(xin)號(hao)(hao)。而全數字助聽器芯片采用微(wei)電(dian)腦芯片，相當于一臺小(xiao)型的(de)(de)計算機，采用邏(luo)輯電(dian)路(lu)，即輸入信(xin)(xin)號(hao)(hao)經過高(gao)精度計算后輸出(chu)，信(xin)(xin)號(hao)(hao)為數字信(xin)(xin)號(hao)(hao)。

2、在聽(ting)力學(xue)的(de)(de)(de)方(fang)面而言，傳統的(de)(de)(de)模擬助聽(ting)器采用線性(xing)放大(da)，對所(suo)有聲(sheng)(sheng)(sheng)音進行(xing)相同程度的(de)(de)(de)放大(da)，使(shi)得(de)相對較(jiao)小的(de)(de)(de)聲(sheng)(sheng)(sheng)音不會被清(qing)楚地(di)聽(ting)到，過(guo)(guo)度的(de)(de)(de)聲(sheng)(sheng)(sheng)音非常不舒服，聲(sheng)(sheng)(sheng)音質量受到嚴重(zhong)的(de)(de)(de)影響，并且可(ke)能(neng)會進一步損壞患者(zhe)的(de)(de)(de)聽(ting)力。而全數(shu)字助聽(ting)器采用的(de)(de)(de)是非線性(xing)放大(da)，不僅可(ke)以做(zuo)到對大(da)聲(sheng)(sheng)(sheng)壓縮，小聲(sheng)(sheng)(sheng)變大(da)，使(shi)得(de)經(jing)處理過(guo)(guo)后的(de)(de)(de)聲(sheng)(sheng)(sheng)音聽(ting)起來舒適清(qing)楚，還能(neng)夠更好(hao)的(de)(de)(de)保護殘(can)余聽(ting)力。

3、從功能上講，全數字助聽器還具(ju)備許多模擬(ni)式(shi)助聽器所沒有(you)具(ju)備的(de)功(gong)能，全數字助聽器處理速度(du)極(ji)快，就像一個(ge)探測(ce)器，會自動(dong)隨環境的(de)變(bian)化(hua)(hua)而變(bian)化(hua)(hua)，它(ta)會自動(dong)分(fen)析環境中的(de)聲音，如果在嘈雜(za)的(de)環境中，它(ta)就會發(fa)揮自動(dong)降噪(zao)(zao)功(gong)能，放大(da)講話(hua)的(de)聲音，而將噪(zao)(zao)音降低，從而提(ti)高語言的(de)理解力。

4。數字(zi)助聽器還具(ju)有體積小、外觀好、非(fei)常穩定、抗(kang)干擾等優(you)點(dian)。

根據上(shang)面的(de)比較而言(yan)，數字(zi)助聽(ting)(ting)器不論是從性能上(shang)，還是效(xiao)果上(shang)來講都(dou)比模(mo)擬助聽(ting)(ting)器要(yao)好(hao)，現在(zai)大部分(fen)的(de)聽(ting)(ting)力患者都(dou)會更偏向于購(gou)買數字(zi)助聽(ting)(ting)器，數字(zi)助聽(ting)(ting)器對(dui)患者的(de)體驗度(du)更佳。