主动降噪技术在助听器上的应用

时间:2018-03-0616:09 主动降噪

鸡尾酒效应(cocktail party effect)是由英国的认知科学家Edward Colin Cherry于1953年提出的,指的是人类的一种听力选择能力。在某种情况下,人可以把注意力集中在某一个声音刺激上,而忽略其他的背景声音。也就是说,人可以在嘈杂的环境中分辨清想要听到的声音信号,而忽略背景中其他的对话或噪音。
主动降噪技术
 
可见,我们的听力器官——人耳,是具有自然过滤背景噪音的能力的。中国人民解放军总医院(北京301医院)的杨仕明教授(耳鼻喉科权威专家)也曾指出:90%的听力障碍者出现听力障碍前都有一个共同特征:听不清,也就是通常说的耳背。有听力障碍的人,失去了人耳听得见与听得清的基本功能。换句话说,正常的人耳是自带降噪能力的,也就是“鸡尾酒效应”提出的“自然过滤背景噪音”的能力。
鸡尾酒效应是如何体现的?
我们或许都有过这样的经验:在一个喧嚣热闹的音乐场所,我们和朋友置身当中侃侃而谈时,尽管周围很嘈杂,我们还是可以听清对方说话的内容,如果远处突然有人喊我们的名字,我们也能马上反应过来,并给予回应。
这样的例子数不胜数,正常的人耳不管是在多人交谈的环境中,还是在嘈杂的背景下,提高声音信号的辨识度,都能听到想要的内容,就像在一场喧闹的鸡尾酒会上听清别人说话一样。可见,我们人类的听觉系统表现出的惊人天赋。可是,当我们的听力出现了下降和损失,这种自动过滤环境噪音的能力还在吗?
从目前的听力学了解到,当人们的听力出现下降、衰减、损失等问题时,人耳的正常听力系统也会被破坏掉的。由于听力系统被损坏,听障患者损失了人耳自带的降噪能力,迫使他们面临各种问题。例如,通过佩戴助听器来补偿听力的患者在大街上与人交谈时,一辆突如其来的汽车从身旁呼啸而过,助听器会快速将人说的声音和汽车发出的嘈杂声音同时加倍放大入耳。这时,对于有听觉问题的患者来说,如果没有佩戴好的助听器,听障患者必然会被这些同时放大入耳的声音强烈刺激,折磨听觉器官。就拿传统助听器来说,由于只重视放大声音,通过加大声音掩盖背景噪音来刺激听觉器官,入耳的声音各种混杂(人声、马路上嘈杂声、汽车胎噪声、行驶风噪声、喇叭声等噪声),不仅会听不清对方的讲话,还会被刺耳的车噪折磨,若经常经历这样的噪声冲击,其听力水平也将会越来越糟糕。
解决助听器的噪声难题,拥有更好的聆听体验,是各个听障患者和各大助听器厂商最为关注的热点问题。为此,各个助听器厂商各出奇招,先后出现了传统的降低增益、数字噪音抑制和利用麦克风的方向性麦克风技术的降噪方式等。这些降噪方式尽管能在一定程度上解决助听器的噪声,但是都存在一定程度的缺陷,其中,降低增益和数字噪音抑制已被不少厂商抛弃。
要如何更好地解决“环境噪声”问题?目前,已有助听器厂商给出了一个全新的助听器降噪概念——智能主动降噪技术!
虽然智能主动降噪技术已不是什么新鲜科技了,但这种最早用在航空航天等军工领域的技术与助听器结合,还是头一回!智能主动降噪助听器技术抛弃了原有缺陷的助听器降噪方式,从声源处衰减环境噪音,在助听器原理的基础上,先将噪音过滤,再进行声音放大,这种处理声音的方式,让助听器有了非同一般的聆听体验。
那么,这家助听器中的主动降噪技术是如何实现的?
我们都知道,声音是由物体振动产生,正在发声的物体叫声源。它是以声波的形式传播的。据悉,该助听器厂商采用自主研发的航天级智能主动降噪技术就是从声音的源头出发,对已经存在的噪声进行主动对抗和消除!降噪流程具体如下:助听器内置的的高灵敏麦克风作为传感器,侦测和采集环境中的声音信号,传递回CAS863A降噪芯片电路系统,系统对采集的声音信号进行分析,通过庞大的声纹库对比,智能分离噪声和主声音(判断是声音还是噪音),分离完成,实时运算生成一组与噪音信号振幅相同、相位相反的声波,将噪声抵消中和,达到助听器的降噪目的,即过滤环境噪声。
由此可见,要实现主动降噪,关键有三个点:
1.采集声音信号的能力,即高灵敏的麦克风;
2.对声音信号进行分析,分离噪声和主声音的能力,即具备庞大的声纹库对比;
3.实时产生反向声波的能力,即瞬时运算处理的手段。
据介绍,这家助听器品牌商来自航天金悦通,是一家具备了攻克这三点难题能力的为数不多的企业之一,此次将这种智能主动降噪技术植入到助听器当中,更是鲜有的创新!
有人会问:这种降噪助听器的降噪技术是不是只针对某个频段的降噪才有效?答案是否定的。该家主动降噪助听器所采用的这种智能主动降噪技术早已成功运用到辽宁舰航母、神州载人飞船,还有耳机、耳罩、汽车车厢、电话通讯设备、头枕、室内空间等领域,十多年的自主研发能力,积累了雄厚的技术实力。这次首创的主动降噪助听器,采用了顶尖的智能宽频主动降噪技术,降噪幅度最高达到35dB,降噪频宽更是覆盖全频段,而不局限于某个频段的降噪,这也区别于其他助听器采用通道式设计的传统做法。
这种独特的主动降噪助听器会带来什么的聆听效果?
与众多助听器品牌不同的是,该家主动降噪助听器仿生正常人耳的降噪能力,采用“减法”手段,先对声音进行降噪,衰减背景和耳道内的噪声,再将过滤的声音进行放大,最大限度地保留了声音的保真性,使得助听器输出的音质回归自然、清晰无杂音,让听障者患者听得见,更听得清!
总的来说,这种全新降噪概念的助听器运用智能主动降噪技术来对环境噪声的处理方式,在助听器行业算的上是首创,开辟出了助听器全新的降噪处理方式,重新定义了助听器的自然清晰音质,对于听障患者来说,无疑是一大福音。