張戌寶

4 其它降噪技術(shù)

4.1風(fēng)噪聲降低技術(shù) 風(fēng)沿著人頭吹時(shí)，可在耳朵附近產(chǎn)生風(fēng)湍流，這是一種近場(chǎng)風(fēng)流，會(huì)在助聽(tīng)器麥克風(fēng)入口處產(chǎn)生較大噪聲；如果是方向性麥克風(fēng)，則噪聲輸出增加20～25 dB[9]。風(fēng)噪聲的頻域能量主要分布在甚低頻，因而最簡(jiǎn)單的降噪技術(shù)就是降低低頻道的增益，如1 kHz以下。風(fēng)噪聲大小與麥克風(fēng)入口的形狀有關(guān)，巧妙地設(shè)計(jì)麥克風(fēng)入口過(guò)濾器也可以降低風(fēng)噪聲；一些助聽(tīng)器利用外殼自身的裝配間隙做聲音入口就能使風(fēng)噪聲降低。在方向性麥克風(fēng)模式中，增益頻響在低頻道SNR差，而風(fēng)的低頻能量大，因此，可以采用分裂式方向性麥克風(fēng)處理，即在低頻道采用全向性麥克風(fēng)處理，而在中、高頻道采用方向性麥克風(fēng)處理。在中度風(fēng)噪聲的條件下，這種分裂式方向性麥克風(fēng)處理既能降低風(fēng)噪聲的低頻能量，又能獲得中、高頻方向性麥克風(fēng)的益處[5]。

4.2低聲壓降噪技術(shù) 低聲壓噪聲指低于語(yǔ)音聲壓許多的噪聲，通常小于40 dB SPL[9]，包括器件的熱(固有)噪聲和環(huán)境中的弱噪聲。這種噪聲在模擬助聽(tīng)器中十分突出，在安靜情況下會(huì)引起助聽(tīng)器用戶的煩惱。在數(shù)字助聽(tīng)器中，寬動(dòng)態(tài)范圍壓縮最左拐點(diǎn)之左的處理稱(chēng)之為低聲壓增益擴(kuò)展(low level extension)[1]，該段壓縮曲線的壓縮比小于1，其倒數(shù)稱(chēng)之為擴(kuò)展比，大于1。該段壓縮降低低聲壓噪聲的效果明顯，是模擬助聽(tīng)器無(wú)法實(shí)現(xiàn)的，有時(shí)也稱(chēng)之為噪聲靜音(squelch)技術(shù)。設(shè)置了低聲壓增益擴(kuò)展的助聽(tīng)器，在安靜的環(huán)境中用戶因感覺(jué)不到像模擬助聽(tīng)器發(fā)出的那種咝咝聲而滿意。

4.3雙側(cè)無(wú)線連通技術(shù) 當(dāng)聽(tīng)音環(huán)境的噪聲不對(duì)稱(chēng)時(shí)，雙側(cè)助聽(tīng)器輸入的噪聲，無(wú)論是風(fēng)、聚會(huì)或設(shè)備引起的，在時(shí)域和頻域上的特性都可能是不同的；此外，由于頭影效應(yīng)、電話的單側(cè)使用又使得雙側(cè)輸入語(yǔ)音的聲級(jí)不同。這些因素會(huì)導(dǎo)致雙側(cè)助聽(tīng)器的輸出SNR差別較大。Phonak[6]的雙側(cè)語(yǔ)聲數(shù)流(binaural Voice Stream)技術(shù)能在全頻道的范圍分析、交換和控制雙側(cè)助聽(tīng)器的輸入聲音信號(hào)。對(duì)于SNR差的一側(cè)，降低輸入聲級(jí)，再用SNR好的另一側(cè)輸入信號(hào)去覆蓋，這樣，能使得SNR差的一側(cè)助聽(tīng)器的輸出得到數(shù)dB的改善。

5 降噪性能評(píng)估

評(píng)估降噪技術(shù)在助聽(tīng)器的實(shí)際應(yīng)用效果是檢驗(yàn)其性能的重要途徑，也是助聽(tīng)器適配過(guò)程的必要步驟。降噪處理的獲益表現(xiàn)在多方面，如語(yǔ)音感知/理解度、聲音質(zhì)量、聽(tīng)音舒適和可聽(tīng)音源定位等。多數(shù)降噪性能評(píng)價(jià)都是主觀測(cè)試的方法，即在給定的聽(tīng)音條件下，受試者聽(tīng)完測(cè)聽(tīng)句子后，為測(cè)聽(tīng)材料中的若干聽(tīng)音理解效果評(píng)分或者調(diào)節(jié)測(cè)聽(tīng)句子的SNR直到試聽(tīng)者理解為止，這樣的評(píng)分或者SNR值與助聽(tīng)器輸出的語(yǔ)音理解度相關(guān)聯(lián)。郗昕[12]介紹了國(guó)內(nèi)外使用的一些評(píng)估助聽(tīng)器性能的測(cè)聽(tīng)材料詳情。

Ricketts等[7]對(duì)一個(gè)應(yīng)用了組合DNR助聽(tīng)器的性能進(jìn)行了調(diào)查，14例聽(tīng)力損失患者參加；有兩種常見(jiàn)的聽(tīng)音環(huán)境，71 dB A的低噪聲加6 dB SNR的語(yǔ)音和75 dB A的高噪聲加1 dB SNR的語(yǔ)音，噪聲類(lèi)型是多人談話聲；助聽(tīng)器設(shè)置有全向性麥克風(fēng)和方向性麥克風(fēng)兩種模式，這樣形成了四種組合。當(dāng)DNR開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)，讓受試者分別為他們的喜好度評(píng)分，結(jié)果，全向性麥克風(fēng)和DNR開(kāi)啟時(shí)評(píng)分最高，約87%；在四種組合下DNR開(kāi)啟有8例受試者喜好，僅一人不喜好，而其他人對(duì)這些組合不完全喜好。Fransics[4]使用含SE技術(shù)的助聽(tīng)器，針對(duì)幾種不同聽(tīng)音環(huán)境和聽(tīng)力損失情況，得到了SE的頻率增益測(cè)試效果圖。這些情況是：語(yǔ)音加汽車(chē)噪聲和中度到重度平坦型聽(tīng)力損失、語(yǔ)音加吸塵器噪聲和中度到重度平坦型聽(tīng)力損失、語(yǔ)音加汽車(chē)噪聲和輕度到重度斜坡型聽(tīng)力損失。得到的圖形說(shuō)明，該語(yǔ)音增強(qiáng)器的增益控制完全符合其設(shè)計(jì)的SE規(guī)則，得到接近最佳的SII。Lise[13]評(píng)估了含三態(tài)噪聲管理技術(shù)的三種型號(hào)高檔助聽(tīng)器在噪聲環(huán)境中的性能，58例有輕度到中度感音神經(jīng)性聽(tīng)力損失的成人參加了評(píng)估；使用丹麥語(yǔ)的測(cè)試語(yǔ)句Dantale II和兩種問(wèn)題答卷：Epoq問(wèn)卷和語(yǔ)音、空間和質(zhì)量問(wèn)卷。語(yǔ)音聲源來(lái)自前方，非相干會(huì)聚噪聲來(lái)自兩側(cè)，聲極75 dB SPL。先使用SNR50的評(píng)分準(zhǔn)則和Epoq問(wèn)卷測(cè)試，結(jié)果說(shuō)明，這三種助聽(tīng)器都有很好的性能，其SNR為-7.5～-8.9 dB，比同廠家未采用三態(tài)噪聲管理技術(shù)的助聽(tīng)器的SNR -7 dB優(yōu)0.5～1.8 dB，意味著這類(lèi)新助聽(tīng)器的語(yǔ)音理解度有約5%～18%的改善。用語(yǔ)音、空間和質(zhì)量問(wèn)卷對(duì)復(fù)雜聽(tīng)音環(huán)境中的性能進(jìn)行了評(píng)估，得到了類(lèi)似的結(jié)論。

在多人聚會(huì)的場(chǎng)合，聽(tīng)力損失患者聽(tīng)某人談話時(shí)往往感到理解語(yǔ)音相當(dāng)困難，稱(chēng)之“雞尾酒會(huì)”問(wèn)題。Nicole等[10]對(duì)此環(huán)境條件下的助聽(tīng)器性能進(jìn)行了評(píng)估，40例受試者參加，他們使用了多個(gè)廠家的助聽(tīng)器，設(shè)置為全向性麥克風(fēng)模式，目的是評(píng)估一般助聽(tīng)器在聚會(huì)噪聲中的性能。測(cè)聽(tīng)材料為協(xié)調(diào)響應(yīng)測(cè)聽(tīng)(coordinate response measure)，測(cè)聽(tīng)句子中含有呼叫、顏色和數(shù)字的用詞，要求受試者在一顯示板上輸入測(cè)聽(tīng)句子中用的顏色和數(shù)字；用平均目標(biāo)掩蔽聲級(jí)比(T/M)來(lái)評(píng)估助聽(tīng)器的性能。當(dāng)目標(biāo)談話者與掩蔽談話者在相同位置時(shí)，最差的測(cè)試條件(年長(zhǎng)者、無(wú)助聽(tīng)、高混響)下，T/M是6.3 dB；最佳的測(cè)試條件(年輕者、雙側(cè)助聽(tīng)、低混響)下，T/M是4.8 dB。當(dāng)目標(biāo)談話者與掩蔽談話者相隔900時(shí)，同樣的兩種測(cè)試條件下得到的T/M分別是4.9 dB和0.4 dB。這些說(shuō)明雙側(cè)助聽(tīng)在聚會(huì)噪聲中對(duì)語(yǔ)音理解有幫助，得益的大小取決于目標(biāo)談話者與掩蔽談話者的間隔。Anastasios等[11]使用了另一種評(píng)估法：①要求受試者復(fù)述所聽(tīng)見(jiàn)的句子或詞，測(cè)試者統(tǒng)計(jì)復(fù)述的正確率，結(jié)果在40%～ 100%之間；②要求受試者聽(tīng)一個(gè)視頻操作的指令并完成某些屏幕上的任務(wù)，測(cè)試者統(tǒng)計(jì)完成任務(wù)的反應(yīng)時(shí)間，結(jié)果在0.62～0.74秒之間。這兩個(gè)調(diào)查用的測(cè)聽(tīng)材料為噪聲中的語(yǔ)音感知-修改版(SPIN-R)和國(guó)際電氣電子工程測(cè)聽(tīng)語(yǔ)(IEEE Sentences)，其結(jié)論是DNR技術(shù)本身并不增加用戶對(duì)語(yǔ)音的理解力，因?yàn)樗鼪](méi)增加語(yǔ)音的提示量。但是對(duì)25例受試者測(cè)得的兩組數(shù)據(jù)說(shuō)明，適當(dāng)?shù)亟档驮肼暡⑽雌茐恼Z(yǔ)音的提示成分卻使受試者聽(tīng)音舒適、輕松，因此也就增加了對(duì)語(yǔ)音的理解力。

6 總結(jié)

上述幾種現(xiàn)代助聽(tīng)器的降噪技術(shù)，組合的DNR、 SE和三態(tài)噪聲管理，它們通常與低聲壓增益擴(kuò)展和風(fēng)噪聲降低技術(shù)一起應(yīng)用。組合的DNR技術(shù)應(yīng)用三種降噪技術(shù)并行運(yùn)作，在常見(jiàn)的不同聽(tīng)音環(huán)境中最佳地發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，具有互補(bǔ)的完善效果；該技術(shù)對(duì)瞬態(tài)噪聲的抑制滿意，維納濾波的效果對(duì)環(huán)境噪聲特性有強(qiáng)的依賴(lài)性，基于調(diào)制檢測(cè)的DNR對(duì)平穩(wěn)噪聲的抑制有效。SE技術(shù)在特定的環(huán)境噪聲譜下，基于助聽(tīng)器用戶個(gè)人的聽(tīng)力損失，以最大SII為目標(biāo)優(yōu)化得到各頻道的增益設(shè)置，從語(yǔ)音理解度最佳的角度降低了噪聲；該技術(shù)優(yōu)化助聽(tīng)器降噪性能的同時(shí)兼顧了聽(tīng)力損失個(gè)性，其整體結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)化，對(duì)環(huán)境特性的依賴(lài)性較強(qiáng)，瞬態(tài)噪聲抑制性能不佳。三態(tài)噪聲管理技術(shù)同時(shí)采用調(diào)制檢測(cè)器和同步檢測(cè)器，準(zhǔn)確而有效地檢測(cè)出語(yǔ)音、噪聲的存在性。針對(duì)常見(jiàn)三種環(huán)境狀態(tài)，以語(yǔ)音理解度優(yōu)先和聽(tīng)音舒適為目標(biāo)，各頻道的增益控制嚴(yán)格地取決于兩檢測(cè)器對(duì)語(yǔ)言、噪聲的判斷而構(gòu)成助聽(tīng)器的噪聲管理策略。該技術(shù)對(duì)語(yǔ)音提示的保護(hù)較為理想，VNR、降噪性能的優(yōu)化對(duì)環(huán)境特性的依賴(lài)性弱，對(duì)瞬態(tài)噪聲的抑制欠考慮。這三類(lèi)降噪技術(shù)都屬于前沿的現(xiàn)代助聽(tīng)器噪聲管理系統(tǒng)，均達(dá)到了原設(shè)計(jì)的目標(biāo)，即語(yǔ)音理解度有所提高和聽(tīng)音舒適感增強(qiáng)。其它一般助聽(tīng)器降噪技術(shù)也達(dá)到了設(shè)計(jì)的基本目標(biāo)，即聽(tīng)音舒適感提高和語(yǔ)音理解度不降低。

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