道听“Tu”说 | 奇妙的声音信号处理 (上)
导读:在如今的数字信息化时代,科学家们正孜孜不倦地致力于如何将助听器放大后的声音信号处理得更加天衣无缝、无限接近自然。
然而,还有少数人对助听器存在着误解和偏见,认为助听器 “声音机械化”,“吵得受不了”, “可能损伤听力”等,尤其是一部分老年耳聋患者对助听器存在诸多的刻板印象,不愿意进行听觉干预,从而影响了生活质量。事实上,唯听的用户在第一次佩戴设备聆听的时候,时常会发出“哇”的感叹甚至哭泣,因为从来(或者太久)没有听到如此美妙的声音。
我们的周围存在着各种各样悦耳动听的声音,其中语音和音乐对人类来说可能是较重要的两类声音。我们大家都知道,声音是通过声波振动的方式进行传播的,就像在平静的湖中扔进一块石头,水面上立刻泛起层层涟漪,不断从中心点向四周扩散。在人体中,空气从肺部受到压力之后发出,经过声带引发其振动,这就是我们所说的语音。从声带发出的声音会通过喉和口腔构成的声道,我们可以通过改变声道的形状(主要通过舌位移动)来改变这些“共振峰频率”,使我们发出不同的声音。在一场电影中,极具天赋的配音演员能惟妙惟肖地为多个不同的角色配音。
乐器也可产生特定频率下的振动,有些乐器可以通过波动琴弦来发声(例如吉他),有些乐器通过敲击琴键(例如钢琴),或者通过琴弓与琴弦摩擦(例如小提琴)来产生韵律。弦的长度、质量、张力的变化都会影响声音发出的频率。另外的一些乐器使用空气柱的振动来产生声音,例如管乐器(长笛,萨克斯管,小号等)就是采用这种工作方式;铜管乐器使用口唇作为振动源,演奏者可通过控制唇的张力来改变产生的声音频率。想象一下,在一场曼妙的音乐会上,所有乐器的精彩演奏交相辉映,美不胜收。
通常,来自声源的这些声波除了能量有所降低之外,几乎没有任何改变地直接传入了我们的耳朵。然而,当我们的人耳产生了听力损失,则需要借助助听设备,那么这些复杂有趣的声音又是如何被助听器加工放大的呢?下一期文章我们将带大家来共同认识神奇的数字信号处理。