（機(jī)械設(shè)計(jì)及理論專業(yè)論文）應(yīng)用于數(shù)字化助聽器的信號處理算法研究.pdf

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 其最重要的功能還是在兩方面：聽力補(bǔ)償和消噪。消噪指的是消除因反 饋引起的噪聲。本文的研究內(nèi)容主要在如何實(shí)現(xiàn)這兩大功能的信號處理 算法研究。 文中建立適用于數(shù)字化助聽器的系統(tǒng)框架，在此基礎(chǔ)上，確定研究 的主要內(nèi)容。由于語音信號是非平穩(wěn)信號，對它進(jìn)行處理將通過自適應(yīng) 濾波器實(shí)現(xiàn)。本文所完成的研究內(nèi)容包括：1 ，運(yùn)用重疊存儲法在頻域?qū)π?號進(jìn)行處理；2 設(shè)計(jì)自適應(yīng)濾波器作為助聽器的回波抵消器進(jìn)行消噪的處 理。 在算法研究的基礎(chǔ)上，運(yùn)用m a t l a b 的s i m u l i n k 軟件包對算法 進(jìn)行仿真研究，驗(yàn)證了算法的有效性。 i 最后，在給出本文研究的主要結(jié)果后，對數(shù)字化助聽器產(chǎn)品研究發(fā) 展作了展望。， j 關(guān)鍵詞：聽力補(bǔ)償? 消噪，重疊存儲法? 自適應(yīng)濾波器q i ：海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 s t u d yo fs i g n a lp r o c e s s i n ga l g o r i t h m s f o rd i g i t a lh e a r i n ga i d a b s t r a c t a m o n g t h eh a n d i c a p p e dp e o p l ei nt h ew o r l d ，2 0p e r c e n to ft h e mb e l o n g t oh e a r i n g p r o b l e m t h e t o t a ln u m b e ri sa b o u t10 0m i l l i o n c h m ai sa c o u n t r y w i t ht h eb i g g e s tp o p u l a t i o ni nt h ew o d d ，s oi sw i t hi t sh e a r i n gh a n d i c a p p e d n u m b e r f o rt h e s ep e o p l e ，u s i n gv a r i o u sk i n d so fa u d i p h o n e si st h em o s t c o n v e n i e n ta n de f f e c t i v em e a s u r et oi m p r o v et h e i r h e a r i n g t h et e c h n i c a ll e v e lo ff o r e i g nh e a r i n ga i di s k e e p i n gw i t ht h ep a c eo f a d v a n c e d s i g n a lp r o c e s s i n g r e s e a r c h i nc o n t r a s t ，t h es t a t e - p r o d u c e d h e a r i n gi s s t i l l r e m a i n i n gi nal o w e rt e c h n i c a ll e v e li na l l t h r e ea s p e c t s ：t e c h n o l o g i c a l l e v e l ，c i r c u i td e s i g nl e v e la n da l g o r i t h m w h i l ei th a sb e c o m et h ec o m m o n d e s i g nt o u s ed s pa san e c e s s a r yh a r d w a r ec o m p o n e n tw i t hp a r t i c u l a r l y d e s i g n e dp r o c e s s i n ga l g o r i t h m ，w ea r es t i l lu s i n ga n a l o gc i r c u i tw i t hl i m i t e d s i g n a lp r o c e s s i n gp e r f o r m a n c e t oe x p l o r et h e a p p l i c a t i o n o fc o n t e m p o r a r yd i g i t a l s i g n a lp r o c e s s i n g t e c h n i q u e i n h e a r i n ga i d ，i n t h i s t h e s i s ，w ew i l ls t u d ys o m ef u n d a m e n t a l p r o b l e m sf o c u s i n g o n c o m p e n s a t i o n f o r h e a r i n gi m p a i r m e n t a n dn o i s e 一 一! ：塑壅望查蘭塑主蘭垡堡壅 r e d u c t i o n t h ed e t a i l e dw o r k sd o n ea r ea sf o l l o w s 1 u s i n go v e r l a p s a v em e t h o d t op r o c e s ss i g n a li n 矗e q u e n c y d o m a i n ， 2 d e s i g n i n ga d a p t i v ef i l t e ra st h ee c h oc a n c e l l e rt or e d u c en o i s e ， 3 e x p e r i m e n t s w i t hs i m u l i n kt ov e r i f yt h ea l g o r i t h m s t h e t e c h n i q u ed e v e l o p m e n t 訂e n d so fd i g i t a lh e a t i n ga i da r es u m m a r i z e d a tt h ee n do ft h et h e s i s k e yw o r d s ：h e a r i n g i m p a i r m e n t , n o i s er e d u c t i o n , o v e r l a p - s a v e m e t h o d ，a d a p t i v e f i l t e r 上海交通大學(xué)顧上學(xué)位論文 1 1 引言 第一章緒論 對于助聽器的研究，本文先給出有關(guān)人耳聽力系統(tǒng)的簡介，這對于下面研究助聽 器而言，是很有必要的，從中可以了解到人耳產(chǎn)生損傷的原因。 人耳是人體重要的組成器官，一般人們?nèi)庋勰芸匆姷亩?，?shí)際上是聽覺器官外 表的部分，也是比較不重要的- - 4 部分。就聽覺的完整和意義來講，人們感知外界各 種聲音，必須具備完整的聽覺系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)包含兩個(gè)部分，即外周部分和中樞部分。 聽覺系統(tǒng)的外周部分是聽覺器官最為重要的部分，或叫聽覺分析器。主要由外耳( 耳 郭、外耳道和鼓膜) 、中耳和內(nèi)耳耳路構(gòu)成。聲波被外耳的耳廓收集并經(jīng)過外耳道到 達(dá)鼓膜。鼓膜將會(huì)根據(jù)相應(yīng)的聲音頻率進(jìn)行振動(dòng)，比如一個(gè)1 0 0 0 h z 的聲音信號將會(huì) 引起鼓膜1 0 0 0 次秒的振動(dòng)。之后，聲波經(jīng)過中耳的昕骨系統(tǒng)，進(jìn)入內(nèi)耳。在內(nèi)耳中 有兩個(gè)十分重要的解剖結(jié)構(gòu)：前庭和耳蝸。耳蝸是一個(gè)類似螺旋狀的結(jié)構(gòu)，在其上面 有與神經(jīng)纖維相連的內(nèi)毛細(xì)胞和外毛細(xì)胞。神經(jīng)纖維匯集成對神經(jīng)的信息，并將它傳 至位于腦干的聽覺中樞。這樣就構(gòu)成了完整的聽力流程圖【2 】。 圖1 1 人耳聽力流程圖 f i g u r e i - 1t h ew o r k i n gf i g u r eo f h u m a nc 甜 人耳的聽力功能為人提供了與外界交流的一種極為重要的手段，但與此同時(shí)人耳 也是人身體里一個(gè)極易受損傷的器官。整個(gè)世界上有許多人患有耳類疾病，我國人口 世界第一，因而聽力損傷者的數(shù)目也是世界第一，這些人中有剛剛出生就身患耳疾的 先天耳聾者和由于工作傷害而引起的意外耳聾者，但其中人數(shù)最多的還是那些因年老 而形成的老年型耳聾患者。據(jù)1 9 8 7 年我國首次殘疾人口抽樣調(diào)查【3 】，聽力語言殘疾 上海交通大學(xué)顧上學(xué)位論文 1 1 引言 第一章緒論 對于助聽器的研究，本文先給出有關(guān)人耳聽力系統(tǒng)的簡介，這對于下面研究助聽 器而言，是很有必要的，從中可以了解到人耳產(chǎn)生損傷的原因。 人耳是人體重要的組成器官，一般人們?nèi)庋勰芸匆姷亩?，?shí)際上是聽覺器官外 表的部分，也是比較不重要的- - 4 部分。就聽覺的完整和意義來講，人們感知外界各 種聲音，必須具備完整的聽覺系統(tǒng)，這個(gè)系統(tǒng)包含兩個(gè)部分，即外周部分和中樞部分。 聽覺系統(tǒng)的外周部分是聽覺器官最為重要的部分，或叫聽覺分析器。主要由外耳( 耳 郭、外耳道和鼓膜) 、中耳和內(nèi)耳耳路構(gòu)成。聲波被外耳的耳廓收集并經(jīng)過外耳道到 達(dá)鼓膜。鼓膜將會(huì)根據(jù)相應(yīng)的聲音頻率進(jìn)行振動(dòng)，比如一個(gè)1 0 0 0 h z 的聲音信號將會(huì) 引起鼓膜1 0 0 0 次秒的振動(dòng)。之后，聲波經(jīng)過中耳的昕骨系統(tǒng)，進(jìn)入內(nèi)耳。在內(nèi)耳中 有兩個(gè)十分重要的解剖結(jié)構(gòu)：前庭和耳蝸。耳蝸是一個(gè)類似螺旋狀的結(jié)構(gòu)，在其上面 有與神經(jīng)纖維相連的內(nèi)毛細(xì)胞和外毛細(xì)胞。神經(jīng)纖維匯集成對神經(jīng)的信息，并將它傳 至位于腦干的聽覺中樞。這樣就構(gòu)成了完整的聽力流程圖【2 】。 圖1 1 人耳聽力流程圖 f i g u r e i - 1t h ew o r k i n gf i g u r eo f h u m a nc 甜 人耳的聽力功能為人提供了與外界交流的一種極為重要的手段，但與此同時(shí)人耳 也是人身體里一個(gè)極易受損傷的器官。整個(gè)世界上有許多人患有耳類疾病，我國人口 世界第一，因而聽力損傷者的數(shù)目也是世界第一，這些人中有剛剛出生就身患耳疾的 先天耳聾者和由于工作傷害而引起的意外耳聾者，但其中人數(shù)最多的還是那些因年老 而形成的老年型耳聾患者。據(jù)1 9 8 7 年我國首次殘疾人口抽樣調(diào)查【3 】，聽力語言殘疾 上海交通大學(xué)碩上學(xué)位論文 居五大殘疾之首，為1 7 7 0 萬人，占全人口的2 1 8 。按我國人口1 1 8 億計(jì)算， 聽力殘疾人約為2 4 0 0 萬人。由此不難推斷，隨著社會(huì)老齡化的進(jìn)展、生活節(jié)奏的加 快、環(huán)境噪聲、藥物及其它疾病的危害，聽力障礙者還會(huì)不斷有所增加。 1 2 聽力損傷者和助聽器 判斷患者身患何種耳類疾病可以與其是否需要或佩戴何種助聽器結(jié)合在一起，因 為不同的聽力損傷者對助聽器的要求也不一樣。一般說來，聽普通的對話有困難的耳 聾者，就需要佩戴助聽器。輕度耳聾者，不需要佩戴助聽器。中度耳聾者，就是在距 離l 米左右時(shí)聽普通的對話有困難，需要提高聲調(diào)；對說話快或發(fā)聲較尖的聲音聽不 清；常發(fā)生聽錯(cuò)語言；在人多雜亂的環(huán)境中聽話困難明顯者，佩戴助聽器的效果最好。 6 0 分貝以上者，助聽效果不夠理想，不能充分聽清語音內(nèi)容，但是經(jīng)過訓(xùn)練，可以 提高助聽效果。嚴(yán)重的耳聾不能僅靠助聽器，還需要移植耳蝸。 下面將重點(diǎn)談一談老年性耳聾的問題。老年性耳聾的問題是一個(gè)很常見的問題， 老年人群也是聽力損傷者人數(shù)最多的。老年性耳聾是指伴隨人體老化過程而出現(xiàn)的聽 力損失。也就是說，這是一種生理衰老性疾病，可以沒有明顯的病因，因而也沒有什 么很好的預(yù)防辦法，對于老年人來說，這種過程是不可逆轉(zhuǎn)的，一些終生塵活在很寧 靜的環(huán)境里的老人，從沒有受到過噪聲的干擾，也從未接觸到對聽力有毒害的藥物， 但仍然患有了老年性耳聾。由此可見：老年性耳聾是種社會(huì)病。根據(jù)最保守的估計(jì)， 我國的老年人中至少5 0 以上的有不同程度的聽力損失。 老年性耳聾很大程度上是人體生理衰老的結(jié)果，從醫(yī)學(xué)的角度講，現(xiàn)在還沒有研 制出可以根治這一類疾病的方法。對于絕大多數(shù)老年患者來說，現(xiàn)今最為有效的治療 老年性耳聾的方法就是選擇一款合適的助昕器來提高自己的昕力。 因此，本文的研究的重點(diǎn)將放在設(shè)計(jì)供老年人使用的助聽器上。 聽力障礙的表現(xiàn)是多方面的，感受到的聲音小是最基本的一條。而助昕器最基本 的作用正在于將小的聲音放大，因此有助于聾人改善聽力狀況，達(dá)到矯正聽力的目的。 所有的助聽器都有放大功能的道理正在于此。 然而，并非只要“放大”，聽力障礙就能克服。 首先，由于重振現(xiàn)象的存在【4 】，聲音放大到一定程度以后有些耳聾患者根本不 能忍受。對他們來說，過度的放大不但無益反而有害。 其次，不同的聾人對助聽器放大的要求不同。這主要是因?yàn)樗麄兟犃顩r不同的 緣故。沒有哪一種“放大”是萬能的，能夠適合所有耳聾者的需求。助聽器的種類、型 號非常多的原因即在于此。 一方面，不同的耳聾患者需要不同的放大；另一方面，具有放大功能的助聽器種 類、款式、型號、性能各不相同。具體到某一位患者需要那種、哪類、哪一型號的助 聽器就變成了一個(gè)只有專業(yè)人員才有可能解決的問題。因此設(shè)計(jì)出一種可供大多數(shù)人 使用的助聽器產(chǎn)品是非常困難的，不同類型的聽力損傷者會(huì)需要不同類型的助聽器產(chǎn) 品。 但先進(jìn)的助聽器產(chǎn)品已經(jīng)可以作到“量體裁衣”、因人而異。也就是說，一款助聽 器可以完全滿足不同使用者的聽力需要，能夠達(dá)到這樣性能的助聽器產(chǎn)品主要是數(shù)字 上海交通大學(xué)碩上學(xué)位論文 居五大殘疾之首，為1 7 7 0 萬人，占全人口的2 1 8 。按我國人口1 1 8 億計(jì)算， 聽力殘疾人約為2 4 0 0 萬人。由此不難推斷，隨著社會(huì)老齡化的進(jìn)展、生活節(jié)奏的加 快、環(huán)境噪聲、藥物及其它疾病的危害，聽力障礙者還會(huì)不斷有所增加。 1 2 聽力損傷者和助聽器 判斷患者身患何種耳類疾病可以與其是否需要或佩戴何種助聽器結(jié)合在一起，因 為不同的聽力損傷者對助聽器的要求也不一樣。一般說來，聽普通的對話有困難的耳 聾者，就需要佩戴助聽器。輕度耳聾者，不需要佩戴助聽器。中度耳聾者，就是在距 離l 米左右時(shí)聽普通的對話有困難，需要提高聲調(diào)；對說話快或發(fā)聲較尖的聲音聽不 清；常發(fā)生聽錯(cuò)語言；在人多雜亂的環(huán)境中聽話困難明顯者，佩戴助聽器的效果最好。 6 0 分貝以上者，助聽效果不夠理想，不能充分聽清語音內(nèi)容，但是經(jīng)過訓(xùn)練，可以 提高助聽效果。嚴(yán)重的耳聾不能僅靠助聽器，還需要移植耳蝸。 下面將重點(diǎn)談一談老年性耳聾的問題。老年性耳聾的問題是一個(gè)很常見的問題， 老年人群也是聽力損傷者人數(shù)最多的。老年性耳聾是指伴隨人體老化過程而出現(xiàn)的聽 力損失。也就是說，這是一種生理衰老性疾病，可以沒有明顯的病因，因而也沒有什 么很好的預(yù)防辦法，對于老年人來說，這種過程是不可逆轉(zhuǎn)的，一些終生塵活在很寧 靜的環(huán)境里的老人，從沒有受到過噪聲的干擾，也從未接觸到對聽力有毒害的藥物， 但仍然患有了老年性耳聾。由此可見：老年性耳聾是種社會(huì)病。根據(jù)最保守的估計(jì)， 我國的老年人中至少5 0 以上的有不同程度的聽力損失。 老年性耳聾很大程度上是人體生理衰老的結(jié)果，從醫(yī)學(xué)的角度講，現(xiàn)在還沒有研 制出可以根治這一類疾病的方法。對于絕大多數(shù)老年患者來說，現(xiàn)今最為有效的治療 老年性耳聾的方法就是選擇一款合適的助昕器來提高自己的昕力。 因此，本文的研究的重點(diǎn)將放在設(shè)計(jì)供老年人使用的助聽器上。 聽力障礙的表現(xiàn)是多方面的，感受到的聲音小是最基本的一條。而助昕器最基本 的作用正在于將小的聲音放大，因此有助于聾人改善聽力狀況，達(dá)到矯正聽力的目的。 所有的助聽器都有放大功能的道理正在于此。 然而，并非只要“放大”，聽力障礙就能克服。 首先，由于重振現(xiàn)象的存在【4 】，聲音放大到一定程度以后有些耳聾患者根本不 能忍受。對他們來說，過度的放大不但無益反而有害。 其次，不同的聾人對助聽器放大的要求不同。這主要是因?yàn)樗麄兟犃顩r不同的 緣故。沒有哪一種“放大”是萬能的，能夠適合所有耳聾者的需求。助聽器的種類、型 號非常多的原因即在于此。 一方面，不同的耳聾患者需要不同的放大；另一方面，具有放大功能的助聽器種 類、款式、型號、性能各不相同。具體到某一位患者需要那種、哪類、哪一型號的助 聽器就變成了一個(gè)只有專業(yè)人員才有可能解決的問題。因此設(shè)計(jì)出一種可供大多數(shù)人 使用的助聽器產(chǎn)品是非常困難的，不同類型的聽力損傷者會(huì)需要不同類型的助聽器產(chǎn) 品。 但先進(jìn)的助聽器產(chǎn)品已經(jīng)可以作到“量體裁衣”、因人而異。也就是說，一款助聽 器可以完全滿足不同使用者的聽力需要，能夠達(dá)到這樣性能的助聽器產(chǎn)品主要是數(shù)字 上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 化助聽器產(chǎn)品。 隨著電聲技術(shù)的發(fā)展，助聽器體積縮小，功率增大，放大效能也不斷改進(jìn)。近若 干年來數(shù)碼編程式助聽器【5 】問世。根據(jù)病人聽力損失的程度通過電腦把合適的參數(shù) 編入助聽器內(nèi)存芯片，編程式助聽器能自行調(diào)節(jié)外界輸入的聲信號，進(jìn)行聽力補(bǔ)償， 令患耳能聽到較清晰的言語。助聽器的式樣也由原來的袋裝式改進(jìn)到耳背式、耳內(nèi)式、 耳道式和全耳道式。在助聽器選配技術(shù)方面也不斷進(jìn)步。 以上是關(guān)于助聽器產(chǎn)品的初步介紹。 1 3 當(dāng)前國產(chǎn)助聽器市場現(xiàn)狀 目前我國市場上有3 0 多家企業(yè)生產(chǎn)助聽器，年產(chǎn)量在8 0 萬臺左右。隨著人口老 齡化的加劇，助聽器的需求量還將逐漸增= j l ：l 6 1 。 但對于國產(chǎn)的助聽器產(chǎn)品來說，存在著很多的問題，研究發(fā)現(xiàn)，主要有以下的問 題： ( 1 ) 產(chǎn)品缺乏科學(xué)的設(shè)計(jì)和測試，隨意性很大，造成患者病情加重。 許多產(chǎn)品的質(zhì)量問題很嚴(yán)重，令人心憂。國家質(zhì)量監(jiān)督部門分別在1 9 8 5 年、1 9 9 3 年和2 0 0 0 年對國內(nèi)市場上出售的各品牌的助聽器的質(zhì)量作過3 次抽樣調(diào)查。這三次 調(diào)查的結(jié)果令人不安。第一次調(diào)查結(jié)果顯示：大多數(shù)助聽器的機(jī)械結(jié)構(gòu)還不過關(guān)，工 藝水平低劣，元器件質(zhì)量問題也很嚴(yán)重。第二次調(diào)查結(jié)果表明：暴露出的問題技術(shù)層 次深了，主要表現(xiàn)為失真和噪聲。這一次調(diào)查的結(jié)果主要發(fā)現(xiàn)，國產(chǎn)助聽器的耳機(jī)一 致性差，助聽器耳機(jī)頻率響應(yīng)特性檢測顯示，分貝曲線偏差懸殊。在國外，抽選l o 臺助聽器檢測，曲線偏差一兩分貝；而國內(nèi)產(chǎn)品同樣抽選1 0 臺，曲線則偏差二十 分貝，有時(shí)則要偏差幾十分貝。 2 0 0 0 年1 1 月份，國家質(zhì)量監(jiān)督部門對助聽器產(chǎn)品進(jìn)行了第三次檢查。結(jié)果表明， 助昕器產(chǎn)品的質(zhì)量合格率不足6 成，總體水平更加令人擔(dān)憂。甚至出現(xiàn)了質(zhì)量倒退的 跡象。從抽查的情況看，助聽器產(chǎn)品的質(zhì)量主要存在以下問題：一是頻響曲線在語言 所需的頻率范圍內(nèi)出現(xiàn)較大波谷，且頻率范圍偏窄。這樣的產(chǎn)品在使用時(shí)會(huì)讓使用者 感到周圍聲音忽高忽低，或丟失語言信息。二是同一型號的助聽器性能不穩(wěn)定，技術(shù) 指標(biāo)相差較大，影響選擇和使用。 助聽器產(chǎn)品質(zhì)量的問題，主要表現(xiàn)在產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)電聲性能方面。 助聽器的電聲性能指標(biāo)對使用者有很大影響。這個(gè)項(xiàng)目不合格，使用者不僅不能充分 利用殘余聽力，而且有可能加重殘疾程度。不合格助聽器對患者的負(fù)面影響更大，有 可能造成永久性傷害。不合格的性能主要在以下幾個(gè)方面： “總諧波失真”超標(biāo)。總諧波失真是衡量助聽器放大語言音質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。 指標(biāo)超標(biāo)，會(huì)使配戴者難以分辨語音和正確的語調(diào)，久而久之還會(huì)進(jìn)一步破壞殘留聽 力。 “等效輸入噪聲級”超標(biāo)。質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的助聽器產(chǎn)品在放大語言的同時(shí)，不僅將 外界噪聲放大，同時(shí)自身也產(chǎn)生很大的噪聲，這種噪聲的存在將對殘留聽力極為不利。 避免這些問題的出現(xiàn)也是我們設(shè)計(jì)助聽器是需要考慮的問題。 助聽器市場的運(yùn)行狀況，體現(xiàn)了一個(gè)地區(qū)的物質(zhì)、精神生活的水平，更體現(xiàn)出該 上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 化助聽器產(chǎn)品。 隨著電聲技術(shù)的發(fā)展，助聽器體積縮小，功率增大，放大效能也不斷改進(jìn)。近若 干年來數(shù)碼編程式助聽器【5 】問世。根據(jù)病人聽力損失的程度通過電腦把合適的參數(shù) 編入助聽器內(nèi)存芯片，編程式助聽器能自行調(diào)節(jié)外界輸入的聲信號，進(jìn)行聽力補(bǔ)償， 令患耳能聽到較清晰的言語。助聽器的式樣也由原來的袋裝式改進(jìn)到耳背式、耳內(nèi)式、 耳道式和全耳道式。在助聽器選配技術(shù)方面也不斷進(jìn)步。 以上是關(guān)于助聽器產(chǎn)品的初步介紹。 1 3 當(dāng)前國產(chǎn)助聽器市場現(xiàn)狀 目前我國市場上有3 0 多家企業(yè)生產(chǎn)助聽器，年產(chǎn)量在8 0 萬臺左右。隨著人口老 齡化的加劇，助聽器的需求量還將逐漸增= j l ：l 6 1 。 但對于國產(chǎn)的助聽器產(chǎn)品來說，存在著很多的問題，研究發(fā)現(xiàn)，主要有以下的問 題： ( 1 ) 產(chǎn)品缺乏科學(xué)的設(shè)計(jì)和測試，隨意性很大，造成患者病情加重。 許多產(chǎn)品的質(zhì)量問題很嚴(yán)重，令人心憂。國家質(zhì)量監(jiān)督部門分別在1 9 8 5 年、1 9 9 3 年和2 0 0 0 年對國內(nèi)市場上出售的各品牌的助聽器的質(zhì)量作過3 次抽樣調(diào)查。這三次 調(diào)查的結(jié)果令人不安。第一次調(diào)查結(jié)果顯示：大多數(shù)助聽器的機(jī)械結(jié)構(gòu)還不過關(guān)，工 藝水平低劣，元器件質(zhì)量問題也很嚴(yán)重。第二次調(diào)查結(jié)果表明：暴露出的問題技術(shù)層 次深了，主要表現(xiàn)為失真和噪聲。這一次調(diào)查的結(jié)果主要發(fā)現(xiàn)，國產(chǎn)助聽器的耳機(jī)一 致性差，助聽器耳機(jī)頻率響應(yīng)特性檢測顯示，分貝曲線偏差懸殊。在國外，抽選l o 臺助聽器檢測，曲線偏差一兩分貝；而國內(nèi)產(chǎn)品同樣抽選1 0 臺，曲線則偏差二十 分貝，有時(shí)則要偏差幾十分貝。 2 0 0 0 年1 1 月份，國家質(zhì)量監(jiān)督部門對助聽器產(chǎn)品進(jìn)行了第三次檢查。結(jié)果表明， 助昕器產(chǎn)品的質(zhì)量合格率不足6 成，總體水平更加令人擔(dān)憂。甚至出現(xiàn)了質(zhì)量倒退的 跡象。從抽查的情況看，助聽器產(chǎn)品的質(zhì)量主要存在以下問題：一是頻響曲線在語言 所需的頻率范圍內(nèi)出現(xiàn)較大波谷，且頻率范圍偏窄。這樣的產(chǎn)品在使用時(shí)會(huì)讓使用者 感到周圍聲音忽高忽低，或丟失語言信息。二是同一型號的助聽器性能不穩(wěn)定，技術(shù) 指標(biāo)相差較大，影響選擇和使用。 助聽器產(chǎn)品質(zhì)量的問題，主要表現(xiàn)在產(chǎn)品的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)電聲性能方面。 助聽器的電聲性能指標(biāo)對使用者有很大影響。這個(gè)項(xiàng)目不合格，使用者不僅不能充分 利用殘余聽力，而且有可能加重殘疾程度。不合格助聽器對患者的負(fù)面影響更大，有 可能造成永久性傷害。不合格的性能主要在以下幾個(gè)方面： “總諧波失真”超標(biāo)?？傊C波失真是衡量助聽器放大語言音質(zhì)的一項(xiàng)重要指標(biāo)。 指標(biāo)超標(biāo)，會(huì)使配戴者難以分辨語音和正確的語調(diào)，久而久之還會(huì)進(jìn)一步破壞殘留聽 力。 “等效輸入噪聲級”超標(biāo)。質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的助聽器產(chǎn)品在放大語言的同時(shí)，不僅將 外界噪聲放大，同時(shí)自身也產(chǎn)生很大的噪聲，這種噪聲的存在將對殘留聽力極為不利。 避免這些問題的出現(xiàn)也是我們設(shè)計(jì)助聽器是需要考慮的問題。 助聽器市場的運(yùn)行狀況，體現(xiàn)了一個(gè)地區(qū)的物質(zhì)、精神生活的水平，更體現(xiàn)出該 上海交通大學(xué)頂士學(xué)位論文 地區(qū)對聽力殘疾者的重視和關(guān)懷的程度。與世界發(fā)達(dá)國家相比，我國的助聽器市場還 存在著許多問題，亟待解決。 因此，盡管現(xiàn)如今我國市場上的國產(chǎn)助聽器種類較為繁多，但占據(jù)主導(dǎo)地位的產(chǎn) 品還基本為外國進(jìn)口產(chǎn)品，特別是高檔助聽器市場幾乎全部被外國產(chǎn)品所壟斷。德國 西門子、美國斯達(dá)克等國外廠家紛紛投入人力和物力來進(jìn)行助聽器的研發(fā)工作，丹麥 還有專門的助聽器研究中心，可見國外對于助聽器的生產(chǎn)很重視。而我國的助聽器生 產(chǎn)工作與國外相比差距較大，產(chǎn)品仍集中于模擬助聽器，數(shù)字化的產(chǎn)品寥寥無幾。因 而數(shù)字化助聽器產(chǎn)品的研發(fā)工作顯得較為重要。 國家為了規(guī)范助聽器市場，早在1 9 9 3 年就頒布了模擬型助聽器的國家標(biāo)準(zhǔn)7 1 ， 并提出了5 項(xiàng)基本電聲參數(shù)：( 1 ) 最大飽和聲壓級，其允許偏差不大于4 d b ；( 2 ) 滿 檔聲增益，其允許偏差不大于5 d b ；( 3 ) 基本頻響曲線，基本頻響曲線和典型頻響曲 線之間的偏差在2 0 0 0 h z 以下允許5 d b ，在2 0 0 0 h z 以上，允許6 d b ；( 4 ) 總諧波失真， 在額定頻率范圍內(nèi)，頻率小于1 0 0 0 h z 時(shí)，失真度不大于1 5 ，頻率大于等于1 0 0 0 h z 時(shí)，失真度不大于1 0 ；( 5 ) 等效輸入噪聲級，不大于3 2 d b 。 這些指標(biāo)將為本文的研究提供參數(shù)上的保證。 對現(xiàn)狀的了解使我們明白了研制先進(jìn)的數(shù)字化助聽器的重要性和迫切性，以此作 為論文的研究內(nèi)容是很有意義的。 ， 1 4 本文的研究內(nèi)容 現(xiàn)階段國內(nèi)技術(shù)和國外先進(jìn)技術(shù)差距是全方面的，全面達(dá)到國外的先進(jìn)水平是不 可能的，因而本文的研究將從以下幾個(gè)基礎(chǔ)部分展開。 1 ) 對需要設(shè)計(jì)的助聽器產(chǎn)品提出所要達(dá)到的性能要求。通過分析國外先進(jìn)數(shù)字 化助聽器產(chǎn)品，從中了解到當(dāng)前數(shù)字化助聽器產(chǎn)品所達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)以及所提供的功 能。綜合以上的了解以及當(dāng)前的技術(shù)現(xiàn)狀，把完成助聽器產(chǎn)品的補(bǔ)償功能以及如何消 除助聽器產(chǎn)品的聲反饋問題作為本文研究的重點(diǎn)。 2 ) 根據(jù)上面的要求，以方框圖的形式建立助聽器產(chǎn)品的系統(tǒng)電路圖，并為每一 部分研究選擇合適的信號處理算法。 3 ) 為數(shù)字化助聽器產(chǎn)品選擇合適的卷積算法，本文將在線性卷積和循環(huán)卷積兩 者間選擇合適的卷積算法來進(jìn)行助聽器產(chǎn)品的卷積算法。 4 ) 選擇自適應(yīng)濾波器作為數(shù)字化助聽器產(chǎn)品中回波抵消器的設(shè)計(jì)方案，逐步推 導(dǎo)回波抵消器的自適應(yīng)算法，并分析自適應(yīng)濾波器的穩(wěn)定性問題。 5 ) 運(yùn)用m a t l a b 程序中的s i m u l i n k 軟件包作為仿真試驗(yàn)平臺，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn) 證算法的優(yōu)劣。 4 上海交通大學(xué)頂士學(xué)位論文 地區(qū)對聽力殘疾者的重視和關(guān)懷的程度。與世界發(fā)達(dá)國家相比，我國的助聽器市場還 存在著許多問題，亟待解決。 因此，盡管現(xiàn)如今我國市場上的國產(chǎn)助聽器種類較為繁多，但占據(jù)主導(dǎo)地位的產(chǎn) 品還基本為外國進(jìn)口產(chǎn)品，特別是高檔助聽器市場幾乎全部被外國產(chǎn)品所壟斷。德國 西門子、美國斯達(dá)克等國外廠家紛紛投入人力和物力來進(jìn)行助聽器的研發(fā)工作，丹麥 還有專門的助聽器研究中心，可見國外對于助聽器的生產(chǎn)很重視。而我國的助聽器生 產(chǎn)工作與國外相比差距較大，產(chǎn)品仍集中于模擬助聽器，數(shù)字化的產(chǎn)品寥寥無幾。因 而數(shù)字化助聽器產(chǎn)品的研發(fā)工作顯得較為重要。 國家為了規(guī)范助聽器市場，早在1 9 9 3 年就頒布了模擬型助聽器的國家標(biāo)準(zhǔn)7 1 ， 并提出了5 項(xiàng)基本電聲參數(shù)：( 1 ) 最大飽和聲壓級，其允許偏差不大于4 d b ；( 2 ) 滿 檔聲增益，其允許偏差不大于5 d b ；( 3 ) 基本頻響曲線，基本頻響曲線和典型頻響曲 線之間的偏差在2 0 0 0 h z 以下允許5 d b ，在2 0 0 0 h z 以上，允許6 d b ；( 4 ) 總諧波失真， 在額定頻率范圍內(nèi)，頻率小于1 0 0 0 h z 時(shí)，失真度不大于1 5 ，頻率大于等于1 0 0 0 h z 時(shí)，失真度不大于1 0 ；( 5 ) 等效輸入噪聲級，不大于3 2 d b 。 這些指標(biāo)將為本文的研究提供參數(shù)上的保證。 對現(xiàn)狀的了解使我們明白了研制先進(jìn)的數(shù)字化助聽器的重要性和迫切性，以此作 為論文的研究內(nèi)容是很有意義的。 ， 1 4 本文的研究內(nèi)容 現(xiàn)階段國內(nèi)技術(shù)和國外先進(jìn)技術(shù)差距是全方面的，全面達(dá)到國外的先進(jìn)水平是不 可能的，因而本文的研究將從以下幾個(gè)基礎(chǔ)部分展開。 1 ) 對需要設(shè)計(jì)的助聽器產(chǎn)品提出所要達(dá)到的性能要求。通過分析國外先進(jìn)數(shù)字 化助聽器產(chǎn)品，從中了解到當(dāng)前數(shù)字化助聽器產(chǎn)品所達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)以及所提供的功 能。綜合以上的了解以及當(dāng)前的技術(shù)現(xiàn)狀，把完成助聽器產(chǎn)品的補(bǔ)償功能以及如何消 除助聽器產(chǎn)品的聲反饋問題作為本文研究的重點(diǎn)。 2 ) 根據(jù)上面的要求，以方框圖的形式建立助聽器產(chǎn)品的系統(tǒng)電路圖，并為每一 部分研究選擇合適的信號處理算法。 3 ) 為數(shù)字化助聽器產(chǎn)品選擇合適的卷積算法，本文將在線性卷積和循環(huán)卷積兩 者間選擇合適的卷積算法來進(jìn)行助聽器產(chǎn)品的卷積算法。 4 ) 選擇自適應(yīng)濾波器作為數(shù)字化助聽器產(chǎn)品中回波抵消器的設(shè)計(jì)方案，逐步推 導(dǎo)回波抵消器的自適應(yīng)算法，并分析自適應(yīng)濾波器的穩(wěn)定性問題。 5 ) 運(yùn)用m a t l a b 程序中的s i m u l i n k 軟件包作為仿真試驗(yàn)平臺，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn) 證算法的優(yōu)劣。 4 上海交通火學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章助聽器的技術(shù)發(fā)展 2 1 助聽器產(chǎn)品的發(fā)展歷史 助聽器產(chǎn)品從總體上來說一般由三個(gè)部分組成：一個(gè)麥克風(fēng)，一個(gè)控制系統(tǒng)和 個(gè)耳機(jī)，耳機(jī)將處理后的聲音直接送到耳道和聽覺系統(tǒng)或經(jīng)外耳道送至鼓膜，這 是它的基本工作原理。 圖2 - i 助聽器結(jié)構(gòu)簡圖 f i g u r e 2 - ls y s t e mo f h e a r i n g a i d s 助聽器產(chǎn)品從出現(xiàn)至今，可以從不同的方面對它進(jìn)行分類。 從助聽器的外觀上分，可分為：盒式助聽器，耳背式助聽器和耳內(nèi)式助聽器。 這三類助聽器各有特點(diǎn)： 盒式助聽器是早期的助聽器產(chǎn)品采用的外觀設(shè)計(jì)。但是，隨著助聽器產(chǎn)品的發(fā) 展和其功能等方面的限制，主要是它的主體部分離人耳太遠(yuǎn)，它已被耳背式及耳內(nèi) 式助聽器所取代。 耳背式助聽器與一個(gè)定做的耳模連接，可以很舒適的戴在耳廓后面，很多耳背 式助聽器可與外部設(shè)備連接使用，如聽力培訓(xùn)設(shè)備，紅外線接受系統(tǒng)等。 耳內(nèi)式助聽器和耳道式助聽器都是根據(jù)患者耳型來專門設(shè)計(jì)制造的新型的助聽 器產(chǎn)品，比較隱蔽，外觀好，配戴安全舒適，這種裝置沒有導(dǎo)線，可最大限度地模 仿人耳對聲音的傳送過程，目前，這兩種助聽器在全世界最為普及，其市場占有率 高達(dá)8 0 。 2 2 模擬助聽器和數(shù)字助聽器 從助聽器控制部分的電路類型分，我們可以把助聽器產(chǎn)品分為模擬型助聽器和 數(shù)字化助聽器，在助聽器剛開始出現(xiàn)的時(shí)候，只有模擬型助聽器，它的工作原理主 要是利用放大電路，其主體為模擬放大器。這種放大器的好處是構(gòu)造簡單、價(jià)格低 廉，但是由于放大電路把聲音的信號和噪聲同步放大，同時(shí)在放大較高音量的聲音 信號時(shí)容易引起失真的現(xiàn)象，因而其工作效果并不理想。 2 2 1 模擬助聽器 上海交通火學(xué)碩士學(xué)位論文 第二章助聽器的技術(shù)發(fā)展 2 1 助聽器產(chǎn)品的發(fā)展歷史 助聽器產(chǎn)品從總體上來說一般由三個(gè)部分組成：一個(gè)麥克風(fēng)，一個(gè)控制系統(tǒng)和 個(gè)耳機(jī)，耳機(jī)將處理后的聲音直接送到耳道和聽覺系統(tǒng)或經(jīng)外耳道送至鼓膜，這 是它的基本工作原理。 圖2 - i 助聽器結(jié)構(gòu)簡圖 f i g u r e 2 - ls y s t e mo f h e a r i n g a i d s 助聽器產(chǎn)品從出現(xiàn)至今，可以從不同的方面對它進(jìn)行分類。 從助聽器的外觀上分，可分為：盒式助聽器，耳背式助聽器和耳內(nèi)式助聽器。 這三類助聽器各有特點(diǎn)： 盒式助聽器是早期的助聽器產(chǎn)品采用的外觀設(shè)計(jì)。但是，隨著助聽器產(chǎn)品的發(fā) 展和其功能等方面的限制，主要是它的主體部分離人耳太遠(yuǎn)，它已被耳背式及耳內(nèi) 式助聽器所取代。 耳背式助聽器與一個(gè)定做的耳模連接，可以很舒適的戴在耳廓后面，很多耳背 式助聽器可與外部設(shè)備連接使用，如聽力培訓(xùn)設(shè)備，紅外線接受系統(tǒng)等。 耳內(nèi)式助聽器和耳道式助聽器都是根據(jù)患者耳型來專門設(shè)計(jì)制造的新型的助聽 器產(chǎn)品，比較隱蔽，外觀好，配戴安全舒適，這種裝置沒有導(dǎo)線，可最大限度地模 仿人耳對聲音的傳送過程，目前，這兩種助聽器在全世界最為普及，其市場占有率 高達(dá)8 0 。 2 2 模擬助聽器和數(shù)字助聽器 從助聽器控制部分的電路類型分，我們可以把助聽器產(chǎn)品分為模擬型助聽器和 數(shù)字化助聽器，在助聽器剛開始出現(xiàn)的時(shí)候，只有模擬型助聽器，它的工作原理主 要是利用放大電路，其主體為模擬放大器。這種放大器的好處是構(gòu)造簡單、價(jià)格低 廉，但是由于放大電路把聲音的信號和噪聲同步放大，同時(shí)在放大較高音量的聲音 信號時(shí)容易引起失真的現(xiàn)象，因而其工作效果并不理想。 2 2 1 模擬助聽器 上海交通大學(xué)頌士學(xué)位論文 下面介紹幾種用于模擬助聽器控制電路的放大電路，分別稱為甲型放大電路( 使 用甲類放大器) 、乙型放大電路( 使用雙晶體管放大器) 、丁型放大電路( 使用脈沖 寬度高度調(diào)制方法的放大器電路) 甲型放大電路【8 】使用基本的功率放大電路，根據(jù)其原理可知：隨著輸入端聲壓 級的增強(qiáng)，這種放大電路的輸出端會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的失真現(xiàn)象。這是因?yàn)榫w管等 放大元件具有非線性的特性，所以輸出幅度大了，就會(huì)出現(xiàn)失真現(xiàn)象。正因?yàn)榇耍?這種放大電路只在早期的助聽器上使用。 乙型放大電路【9 】是在a 型放大電路的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)。簡單地說，它是把兩 個(gè)甲型放大電路組合在一起，其原理為該控制電路把輸入信號分為兩部分，分別送 到一個(gè)雙晶體管的兩端，該晶體管的兩端不同時(shí)工作，一端開則一端閉。這樣做使 乙型放大電路的工作范圍比甲型放大電路大許多，可以產(chǎn)生較高的聲壓級輸出，又 不會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的失真現(xiàn)象。因而它能夠適用于深度聽力損傷的患者。 丁型放大電路【1 0 】是由使用脈沖寬度高度調(diào)制方法的放大器電路組成，這個(gè)乘 法電路產(chǎn)生的輸入方波信號由振蕩器產(chǎn)生，再通過積分電路產(chǎn)生一個(gè)三角波。三角 波與輸入信號相加后再通過比較器產(chǎn)生不對稱的方波，通過產(chǎn)生的方波的不同脈沖 寬度來進(jìn)行調(diào)制。這是丁型放大電路的基本工作原理。這種電路的精度主要取決于 產(chǎn)生的三角波的線性、對稱度。丁型放大電路比甲型和乙型放大電路的放大效果更 好，可能引起的失真也較小。但以這樣的電路作為放大器電路的助聽器的結(jié)構(gòu)較為 復(fù)雜。 以上介紹了幾種模擬助聽器的控制電路采用的放大電路。 2 2 2 數(shù)字助聽器 數(shù)字化助聽器采用的控制電路與上面幾種都不一樣，它采用的電路控制器不單 單是放大電路，它的電路結(jié)構(gòu)包括以下三方面 1 l 】： 圖2 - 2 數(shù)字化助聽囂的電路簡圖 f i g u r e 2 - 2 c i r c u i to f d i g i t a lh e a t i n ga i d s 數(shù)字型助聽器在算法控制部分加入了數(shù)字信號處理的知識，通過它來完成對聲 音信號的分離、降噪等功能，使患者能夠獲取較為清晰的聲音信號。數(shù)字型助聽器 的出現(xiàn)使助聽器能夠提高聲音傳輸?shù)那逦?、方向性，使助聽器真正成為了人耳?延伸。數(shù)字型助聽器在模擬型助聽器的基礎(chǔ)上，在以下幾方面有了突破性的進(jìn)步。 1 ) 聲反饋抑制技術(shù) 1 2 】 該技術(shù)的原理為：補(bǔ)償器對輸入的聲信號進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償?shù)脑蚴且驗(yàn)槁犃p 傷者對于適應(yīng)聲音的聲壓級范圍遠(yuǎn)小于正常人，需要對其進(jìn)行補(bǔ)償。補(bǔ)償?shù)哪康氖?為了使佩戴助聽器的患者能夠較高和較低聲壓級的聲音。在技術(shù)上，這個(gè)補(bǔ)償器的 6 上海交通大學(xué)頌士學(xué)位論文 下面介紹幾種用于模擬助聽器控制電路的放大電路，分別稱為甲型放大電路( 使 用甲類放大器) 、乙型放大電路( 使用雙晶體管放大器) 、丁型放大電路( 使用脈沖 寬度高度調(diào)制方法的放大器電路) 甲型放大電路【8 】使用基本的功率放大電路，根據(jù)其原理可知：隨著輸入端聲壓 級的增強(qiáng)，這種放大電路的輸出端會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的失真現(xiàn)象。這是因?yàn)榫w管等 放大元件具有非線性的特性，所以輸出幅度大了，就會(huì)出現(xiàn)失真現(xiàn)象。正因?yàn)榇耍?這種放大電路只在早期的助聽器上使用。 乙型放大電路【9 】是在a 型放大電路的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)。簡單地說，它是把兩 個(gè)甲型放大電路組合在一起，其原理為該控制電路把輸入信號分為兩部分，分別送 到一個(gè)雙晶體管的兩端，該晶體管的兩端不同時(shí)工作，一端開則一端閉。這樣做使 乙型放大電路的工作范圍比甲型放大電路大許多，可以產(chǎn)生較高的聲壓級輸出，又 不會(huì)出現(xiàn)較為嚴(yán)重的失真現(xiàn)象。因而它能夠適用于深度聽力損傷的患者。 丁型放大電路【1 0 】是由使用脈沖寬度高度調(diào)制方法的放大器電路組成，這個(gè)乘 法電路產(chǎn)生的輸入方波信號由振蕩器產(chǎn)生，再通過積分電路產(chǎn)生一個(gè)三角波。三角 波與輸入信號相加后再通過比較器產(chǎn)生不對稱的方波，通過產(chǎn)生的方波的不同脈沖 寬度來進(jìn)行調(diào)制。這是丁型放大電路的基本工作原理。這種電路的精度主要取決于 產(chǎn)生的三角波的線性、對稱度。丁型放大電路比甲型和乙型放大電路的放大效果更 好，可能引起的失真也較小。但以這樣的電路作為放大器電路的助聽器的結(jié)構(gòu)較為 復(fù)雜。 以上介紹了幾種模擬助聽器的控制電路采用的放大電路。 2 2 2 數(shù)字助聽器 數(shù)字化助聽器采用的控制電路與上面幾種都不一樣，它采用的電路控制器不單 單是放大電路，它的電路結(jié)構(gòu)包括以下三方面 1 l 】： 圖2 - 2 數(shù)字化助聽囂的電路簡圖 f i g u r e 2 - 2 c i r c u i to f d i g i t a lh e a t i n ga i d s 數(shù)字型助聽器在算法控制部分加入了數(shù)字信號處理的知識，通過它來完成對聲 音信號的分離、降噪等功能，使患者能夠獲取較為清晰的聲音信號。數(shù)字型助聽器 的出現(xiàn)使助聽器能夠提高聲音傳輸?shù)那逦取⒎较蛐?，使助聽器真正成為了人耳?延伸。數(shù)字型助聽器在模擬型助聽器的基礎(chǔ)上，在以下幾方面有了突破性的進(jìn)步。 1 ) 聲反饋抑制技術(shù) 1 2 】 該技術(shù)的原理為：補(bǔ)償器對輸入的聲信號進(jìn)行補(bǔ)償，補(bǔ)償?shù)脑蚴且驗(yàn)槁犃p 傷者對于適應(yīng)聲音的聲壓級范圍遠(yuǎn)小于正常人，需要對其進(jìn)行補(bǔ)償。補(bǔ)償?shù)哪康氖?為了使佩戴助聽器的患者能夠較高和較低聲壓級的聲音。在技術(shù)上，這個(gè)補(bǔ)償器的 6 上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 原理是由一組帶通濾波器加上不同的權(quán)數(shù)組成。 為了消除控制圖中因反饋通路而引起的聲反饋，可以在助聽器中設(shè)置回波抵消 器，其工作原理是一個(gè)自適應(yīng)濾波器，選擇合適的自適應(yīng)算法( 如l m s 算法) 來 進(jìn)行對聲反饋的抑制工作。 2 ) 壓縮技術(shù) 1 3 】 在新的數(shù)字型助聽器中，壓縮技術(shù)被廣泛應(yīng)用，采用不同的壓縮技術(shù)可以完成 不同的技術(shù)需要，主要的壓縮技術(shù)有以下三種： a 壓縮界限( c o m p r e s s i o nl i m i t i n g ) 這種技術(shù)的特點(diǎn)是把聲壓級分為幾段，在不同的聲壓級段中選擇不同的壓縮系 數(shù)，在每一個(gè)聲壓段中進(jìn)行線性壓縮，通過這樣的技術(shù)手段，可以對不同聲壓級的 聲音做不同的壓縮處理來完成助聽器的壓縮功能。 b t i l l ( t r e b l ei n c r e a s e a tl o w l e v e l s ) 這種技術(shù)的特點(diǎn)是在高頻部分實(shí)行“曲線壓縮”，而低頻部分實(shí)行“線性壓縮”， 不同壓縮的頻率界限一般選擇在2 0 0 0 h z ，這種技術(shù)特別適用于聽力損傷在高頻部分 的患者，而大多數(shù)老年聽力損傷者即屬于這一類型。 c b i l l ( b a s si n c r e a s e a tl o w l e v e l s ) 這種技術(shù)的特點(diǎn)與t i l l 正好相反，它在低頻部分實(shí)行“曲線壓縮”，而高頻部 分實(shí)行“線性壓縮”，不同的壓縮頻率界限也選擇在2 0 0 0 h z ，這種技術(shù)特別適用于 聽力損傷在低頻部分的患者。 3 ) 通道和多波段技術(shù)( m u l t i p l e c h a n n e l sa n db a n d s ) ( 1 4 】 這一技術(shù)在于助聽器先把可能出現(xiàn)的聲音的頻率范圍分為幾部分，每一個(gè)頻率 段設(shè)為一個(gè)通道，對于患者需要進(jìn)行補(bǔ)償?shù)念l率范圍，在相應(yīng)的通道內(nèi)進(jìn)行工作。這 種技術(shù)能夠快速的對聲音做出分析，它對聲音的分析也比較準(zhǔn)確。 4 ) 定向麥克風(fēng)技術(shù) 1 5 】 這一技術(shù)指的是麥克風(fēng)可以具有從全向采音到定向采音的功能，這種麥克風(fēng)具 有調(diào)節(jié)方位的方位轉(zhuǎn)換鍵，該鍵指向全向采音時(shí)，麥克風(fēng)可以接受各個(gè)方位的聲音， 而指為定向采音時(shí)，麥克風(fēng)只能接受一個(gè)方向的聲音。這種功能比較適用于在嘈雜 的環(huán)境下雙人間的對話。 2 3 國外先進(jìn)數(shù)字化助聽器產(chǎn)品 國外的助聽器生產(chǎn)廠家，憑借其在技術(shù)上的優(yōu)勢，已經(jīng)開發(fā)出了一系列的數(shù)字 化助聽器產(chǎn)品，下面將介紹其中幾家公司的產(chǎn)品，通過它們了解國外先進(jìn)的數(shù)字助 聽器產(chǎn)品的研究現(xiàn)狀和性能。 2 3 1s i e m e n s 公司生產(chǎn)的數(shù)字化助聽器系列產(chǎn)品 在國外產(chǎn)品中，德國的s i e m e n s 公司的產(chǎn)品系列最為全面，下面將介紹s i e m e n s 公司開發(fā)出的系列數(shù)字化助聽器產(chǎn)品。 1 ) “s i g n i a ”助聽器 上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 原理是由一組帶通濾波器加上不同的權(quán)數(shù)組成。 為了消除控制圖中因反饋通路而引起的聲反饋，可以在助聽器中設(shè)置回波抵消 器，其工作原理是一個(gè)自適應(yīng)濾波器，選擇合適的自適應(yīng)算法( 如l m s 算法) 來 進(jìn)行對聲反饋的抑制工作。 2 ) 壓縮技術(shù) 1 3 】 在新的數(shù)字型助聽器中，壓縮技術(shù)被廣泛應(yīng)用，采用不同的壓縮技術(shù)可以完成 不同的技術(shù)需要，主要的壓縮技術(shù)有以下三種： a 壓縮界限( c o m p r e s s i o nl i m i t i n g ) 這種技術(shù)的特點(diǎn)是把聲壓級分為幾段，在不同的聲壓級段中選擇不同的壓縮系 數(shù)，在每一個(gè)聲壓段中進(jìn)行線性壓縮，通過這樣的技術(shù)手段，可以對不同聲壓級的 聲音做不同的壓縮處理來完成助聽器的壓縮功能。 b t i l l ( t r e b l ei n c r e a s ea tl o wl e v e l s ) 這種技術(shù)的特點(diǎn)是在高頻部分實(shí)行“曲線壓縮”，而低頻部分實(shí)行“線性壓縮”， 不同壓縮的頻率界限一般選擇在2 0 0 0 h z ，這種技術(shù)特別適用于聽力損傷在高頻部分 的患者，而大多數(shù)老年聽力損傷者即屬于這一類型。 c b i l l ( b a s si n c r e a s ea tl o wl e v e l s ) 這種技術(shù)的特點(diǎn)與t i l l 正好相反，它在低頻部分實(shí)行“曲線壓縮”，而高頻部 分實(shí)行“線性壓縮”，不同的壓縮頻率界限也選擇在2 0 0 0 h z ，這種技術(shù)特別適用于 聽力損傷在低頻部分的患者。 3 ) 通道和多波段技術(shù)( m u l t i p l ec h a n n e l sa n db a n d s ) ( 1 4 】 這一技術(shù)在于助聽器先把可能出現(xiàn)的聲音的頻率范圍分為幾部分，每一個(gè)頻率 段設(shè)為一個(gè)通道，對于患者需要進(jìn)行補(bǔ)償?shù)念l率范圍，在相應(yīng)的通道內(nèi)進(jìn)行工作。這 種技術(shù)能夠快速的對聲音做出分析，它對聲音的分析也比較準(zhǔn)確。 4 ) 定向麥克風(fēng)技術(shù) 1 5 】 這一技術(shù)指的是麥克風(fēng)可以具有從全向采音到定向采音的功能，這種麥克風(fēng)具 有調(diào)節(jié)方位的方位轉(zhuǎn)換鍵，該鍵指向全向采音時(shí)，麥克風(fēng)可以接受各個(gè)方位的聲音， 而指為定向采音時(shí)，麥克風(fēng)只能接受一個(gè)方向的聲音。這種功能比較適用于在嘈雜 的環(huán)境下雙人間的對話。 2 3 國外先進(jìn)數(shù)字化助聽器產(chǎn)品 國外的助聽器生產(chǎn)廠家，憑借其在技術(shù)上的優(yōu)勢，已經(jīng)開發(fā)出了一系列的數(shù)字 化助聽器產(chǎn)品，下面將介紹其中幾家公司的產(chǎn)品，通過它們了解國外先進(jìn)的數(shù)字助 聽器產(chǎn)品的研究現(xiàn)狀和性能。 2 3 1s i e m e n s 公司生產(chǎn)的數(shù)字化助聽器系列產(chǎn)品 在國外產(chǎn)品中，德國的s i e m e n s 公司的產(chǎn)品系列最為全面，下面將介紹s i e m e n s 公司開發(fā)出的系列數(shù)字化助聽器產(chǎn)品。 1 ) “s i g n i a ”助聽器 上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 圖2 - 3 。s i g n a l ”助聽器 f i g u r e 2 - 3 “s j 霉湖”h e a r i n ga i d 該款助聽器產(chǎn)品