道听“Tu”说 | 什么是时域包络和精细结构?(下)

导读:上一期中我们已经熟悉了一个声音信号包含的两类重要线索,一是显示为频谱的时域精细结构,其次是显示这些频率的声音振幅如何随时间变化的时域包络。今天我们将继续来学习影响这些时域线索的因素,而助听器又是如何保留或提升这些线索的。

影响时域包络和精细结构的因素

在感音性听力损失中,听毛细胞丧失区域的精细结构将不复存在,这将引起可听度、频率和时域分辨的下降,从而造成噪声下的言语识别困难。当听损越严重时,精细结构线索的减少越显著。而时域包络对于听毛细胞损伤的耐受相对较好,因此受到的影响相对较小。此外,老年人在时域线索处理方面的能力往往表现得更差。

研究表明对于安静的环境(信噪比高),时域包络线索的贡献更大;而对于更嘈杂的环境(信噪比低),则精细结构的贡献更大。对于正常听力人群而言,90%以上的言语信息来自于精细结构;而随着听损程度的加重,这种对精细结构的依赖程度逐渐降低,而对时域包络的依赖程度逐渐增加(重度及以上听损患者主要依赖于包络信息)。这表明时域包络和精细结构的信息在性质上是互补的。

如何提升时域包络和精细结构?

如果使用失真小(甚至没有失真)的助听设备,将能够为听损患者重建一部分精细结构线索。一些信号处理方式(包括降噪、方向性麦克风)能够提升言语声在噪声环境下的可听度,从而能够提高对精细结构的使用。对于时域包络的整合,助听器的可能影响因素包括以下两个方面:

1)输入和输出限制。如果超出了助听器的输入或输出限制,就会发生削峰或压缩限制。这将使得输入的大声和小声的自然差异减小,从而引起包络失真。

2)多通道压缩。压缩处理使得对小声放大得更多,而对大声放大得更少,这种“响度均衡化”降低了输入信号的动态范围。在高压缩比、快压缩的多通道压缩助听器中,这种时域包络动态范围降低得更为明显。

如何保护时域线索的?

采用高达113 dB SPL输入限制,有助于提升言语识别和音乐感知。助听器专为保留(必要时甚至提升)时域线索信息而设计,使得用户能够轻松聆听自然声。它提升了双变速压缩器(VSC):

1)在一般情况下,使用慢压缩来保留输入信号的自然特性;在小声条件下,或当声音信号突然变化时,则启用快压缩;

2)相邻的通道相连以避免使声音“模糊化”;

3)低压缩比(一般小于2);

4)快压缩仅用于重度听损以下的用户(< 75 dB HL)。

在临床使用中,助听器已显示了它的优越性,帮助用户不被剥夺声音识别的重要线索,从而提升聆听体验。

  
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