输入-输出（I-O）曲线

图1显示了三种不同助听器的I-O曲线。助听器A显示的是线性信号处理，因为它在从10 dB SPL到90 dB SPL（80 dB范围）的输入范围与其输出范围（80 dB，从40 dB SPL到120 dB SPL）相同。助听器A在直到输入达到90dB SPL时均提供30 dB的恒定增益，输入增加将不再导致输出增加的输入声级被称为助听器的饱和阈值（在这个例子中，它的饱和阈值为90 dB SPL）。这种输出被限制的过程称为削峰（在这个例子中，它的削峰值为120 dB SPL）。当削峰发生时会出现明显的谐波失真和时域包络失真。

图1. 线性助听器（A）和两个非线性助听器（B和C）的输入-输出（I-O）曲线 [Valente M., et al. Audiology Treatment. 2nd Ed. PP 180. Thieme NY. 2007]

助听器B显示了低于50 dB SPL输入声级时的增益恒定为30 dB；当输入增加到高于该强度时，增益降低，输出范围（从80 dB SPL到100 dB SPL，即20 dB）小于输入范围（从50 dB SPL到90 dB SPL，即40 dB）。助听器B显示了压缩特性（增益随着输入声级的增加而减小）。在50 dB SPL输入声级处，增益开始下降，则该输入声级被称为压缩阈值（CT）或压缩拐点。很明显，CT是具有较大增益的点（或输入声级）。输入变化（从50 dB SPL到90 dB SPL，即40 dB）与输出变化（从80 dB SPL到100 dB SPL，即20 dB）的比率称为压缩比（CR）。在这个例子中，CR计算为40/20，即2:1。类似地，可以看到在90 dB SPL和100 dB SPL之间，助听器的输出仅增加了1 dB。这是助听器的另一个压缩阈值（CT=90 dB SPL），CR为10:1。增益降低的输入声级范围被称为压缩范围。在这个例子中，压缩范围>50 dB（在50 dB SPL和>100 dB SPL输入声级之间）。

助听器C是现代多段压缩式助听器的一个例子（Kuk 2007），它的压缩阈值为20 dB SPL和60 dB SPL。低于20 dB SPL的区域称为扩张（Expansion），因为增益随着输入的增加而增加。它的作用是尽量较小化小声音的增益，以保持其不被听见（Plyer et al., 2006）。在20 dB SPL和60 dB SPL之间的区域是压缩处理区域，其中输出范围（从60 dB SPL到80 dB SPL，即20d dB）小于输入范围（40 dB）。从60 dB SPL到100 dB SPL之间的区域为线性处理，因为输入范围（60 dB SPL到100 dB SPL）与输出范围（80 dB SPL到120 dB SPL）相同，助听器的饱和阈值高于100 dB SPL。唯听的助听器即采用了这种压缩方式。

输入-增益（I-G）曲线

输入-增益（I-G）曲线直接提供了压缩助听器工作的信息，曲线的方向（上升、倾斜或平坦）显示了特定输入范围的处理形式，图2显示了图1中报告的I-O曲线的等效I-G曲线。对于线性助听器，其特征为一条平坦的水平线，表示无论输入如何都具有相同的增益（助听器A）。下降线表示压缩。因此，助听器B在50 dB SPL以下呈线性（水平线），在50 dB SPL至90 dB SPL之间呈压缩（斜线），在90 dB SPL以上呈不同的CR。上升线表示扩张，因此助听器C显示从0 dB SPL到20 dB SPL呈扩张，从20 dB SPL到60 dB SPL呈压缩，并且在60 dB SPL和100 dB SPL之间呈线性。

图2. 与图1所示相同的线性和非线性助听器的输入-增益（I-G）曲线 [Valente M., et al. Audiology Treatment. 2nd Ed. PP 180. Thieme NY. 2007]

通过今天的学习，相信大家都学会了如何正确地查看I-O曲线和I-G曲线。那么压缩助听器允许进行哪些参数的调整？究竟什么样的输入声级会受到哪些特定增益参数的影响呢？我们下期再为大家继续介绍~

文章来源：本文内容来自于Francis Kuk博士编写的《Compression For Clinicians》。

参考文献：
Kuk, F. (2007). Considerations in fitting nonlinear hearing aids. In Audiology: Diagnosis, Treatment, and Practice Management. Eds. (Roeser RJ, Valente M, Hosford-Dunn, H). Vol. II. Chapter 7, pp 180-198. Thieme Publisher. New York.
Plyler, P., Trine, T., & Hill, A. (2006). The subjective evaluation of the expansion time constant in single-channel wide dynamic range compression hearing instruments. International Journal of Audiology, 45, 331-337.