道聽「Tu」說 | 什麼是時域包絡和精細結構?(下)

2021-02-19 唯聽助聽器

上一期中我們已經熟悉了一個聲音信號包含的兩類重要線索,一是顯示為頻譜的時域精細結構,其次是顯示這些頻率的聲音振幅如何隨時間變化的時域包絡。今天我們將跟著Kuk博士的文章繼續來學習影響這些時域線索的因素,而助聽器又是如何保留或提升這些線索的。

在感音性聽力損失中,聽毛細胞喪失區域的精細結構將不復存在,這將引起可聽度、頻率和時域分辨的下降,從而造成噪聲下的言語識別困難。當聽損越嚴重時,精細結構線索的減少越顯著。而時域包絡對於聽毛細胞損傷的耐受相對較好,因此受到的影響相對較小。此外,老年人在時域線索處理方面的能力往往表現得更差。

研究表明對於安靜的環境(信噪比高),時域包絡線索的貢獻更大;而對於更嘈雜的環境(信噪比低),則精細結構的貢獻更大。對於正常聽力人群而言,90%以上的言語信息來自於精細結構;而隨著聽損程度的加重,這種對精細結構的依賴程度逐漸降低,而對時域包絡的依賴程度逐漸增加(重度及以上聽損患者主要依賴於包絡信息)。這表明時域包絡和精細結構的信息在性質上是互補的。

如果使用失真小(甚至沒有失真)的助聽設備,將能夠為聽損患者重建一部分精細結構線索。一些信號處理方式(包括降噪、方向性麥克風)能夠提升言語聲在噪聲環境下的可聽度,從而能夠提高對精細結構的使用。對於時域包絡的整合,助聽器的可能影響因素包括以下兩個方面:

1)輸入和輸出限制。如果超出了助聽器的輸入或輸出限制,就會發生削峰或壓縮限制。這將使得輸入的大聲和小聲的自然差異減小,從而引起包絡失真。

2)多通道壓縮。壓縮處理使得對小聲放大得更多,而對大聲放大得更少,這種「響度均衡化」降低了輸入信號的動態範圍。在高壓縮比、快壓縮的多通道壓縮助聽器中,這種時域包絡動態範圍降低得更為明顯。

唯聽採用高達113 dB SPL輸入限制,有助於提升言語識別和音樂感知。唯聽EVOKE™智擎™系列助聽器專為保留(必要時甚至提升)時域線索信息而設計,使得用戶能夠輕鬆聆聽自然聲。它提升了雙變速壓縮器(VSC):1)在一般情況下,使用慢壓縮來保留輸入信號的自然特性;在小聲條件下,或當聲音信號突然變化時,則啟用快壓縮;2)相鄰的通道相連以避免使聲音「模糊化」;3)低壓縮比(一般小於2);4)快壓縮僅用於重度聽損以下的用戶(< 75 dB HL)。

在臨床使用中,唯聽的助聽器已顯示了它的優越性,幫助用戶不被剝奪聲音識別的重要線索,從而提升聆聽體驗。

參考文獻:Francis Kuk, Petri Korhonen & Christopher Slugocki. Preserving the temporal envelope in hearing aid processed sounds, Hearing Review, August 2018.

唯聽官微新增道聽「Tu」說欄目,特邀唯聽中國醫學事務顧問屠文河女士以專業的聽力學知識、獨特的視度和簡單可懂的言語,為大家帶來精妙絕倫的聽力科普文章、國外聽力文獻以及最新的研究內容等等,更好地服務廣大的中國聽障人士,這也是唯聽追求專業化道路的踐行。

英國曼徹斯特大學聽力學碩士,現任唯聽中國醫學事務顧問,與國內外學術機構合作開展多項科研項目,曾從事人工耳蝸領域工作近十年,曾參加香港大學與清華大學深圳研究生院聯合人工耳蝸研究,負責曼徹斯特大學隱性聽力損失研究等多個研究項目,發表聽力學相關領域國際、國內論文近10篇,已參與獲得實用新型專利10餘項。

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