降噪技術(shù)并不是一項很新的技術(shù),早在應(yīng)用于助聽器以前,許多領(lǐng)域就要求有降噪技術(shù)的應(yīng)用,如通信、機械等領(lǐng)域。降噪即把噪聲從帶噪語音的信號中區(qū)分開來,并把噪聲去除的過程。同壓縮技術(shù)、移頻技術(shù)、聲反饋技術(shù)應(yīng)用于助聽器一樣,降噪技術(shù)也是被逐漸應(yīng)用到助聽器眾多聲學處理技術(shù)的一種。
1. 單麥克風降噪技術(shù)
在上世紀80年代和90年代,出現(xiàn)了一種專門用于助聽器的降噪方法,通過減小一定的低頻增益來實現(xiàn)。在單通道助聽器中應(yīng)用該方法時,可通過使用滾降來實現(xiàn)[1]。也就是說,低于中頻某一頻率點的助聽器響應(yīng)將會按一定的方式被削減,即低頻增益衰減,這種方法無法增加言語的理解度。研究表明:帶有自動低頻衰減和不帶有自動低頻衰減的線路相比,在噪聲環(huán)境中主觀和客觀評估中言語理解度并無區(qū)別。單麥克風的降噪一般都是使用信號和噪聲在頻譜或者調(diào)制率的差異上來實現(xiàn)降噪的,最簡單的是通過濾波器來實現(xiàn)的。一般認為語言聲是高調(diào)制信號,噪聲是低調(diào)制信號,信號處理的結(jié)果是含高調(diào)制頻率的成分可以通過,而含低調(diào)制頻率成份的不可以通過。Oticon Digifocus,GN Danavox 2 Danalogic,GN ReSound Canta7,Phonak Claro,Widex Senso Diva,Siemens Prisma在它們單通道信號拾取的產(chǎn)品中是使用調(diào)制技術(shù)的[2]。
2. 雙麥克風自適應(yīng)降噪技術(shù)
90年代出現(xiàn)的多通道、寬動態(tài)范圍壓縮技術(shù)(wide-dynamic-range compression, WDRC)可有效地對低頻環(huán)境噪聲進行處理[3]。在多通道助聽器中,對噪聲的處理不是采用滾降方式處理低頻增益,而是在低頻通道提供更高的壓縮。雖然結(jié)果并不能增加言語的可聽度,但可以減小低頻噪聲的響度而不影響聲音質(zhì)量。到2007年,唯聽的Senso Diva,Phonak Claro,GN ReSound Canta7耳背式助聽器中開始出現(xiàn)了雙麥克風的自適應(yīng)降噪技術(shù)。相對于固定的方向性麥克風,在單一噪聲的情況下,該麥克風能提供更好的言語可懂度。但在比較復(fù)雜的情況下,比如有多個噪聲、存在混響的情況下,該類麥克風的工作類似于固定方向性麥克風。為了應(yīng)對復(fù)雜的噪聲環(huán)境,在助聽器中開始使用三個麥克風技術(shù),如BTE Siemens Triano 3。
3. 基于芯片算法的助聽器降噪技術(shù)
近十年來,助聽器技術(shù)穩(wěn)步發(fā)展,在方向性技術(shù)、壓縮與放大、降噪以及數(shù)字反饋抑制等方面都取得了不斷的進步。新的降噪技術(shù)中,就包括瑞聲達公司的Noise TrackerTM Ⅱ(凈噪Ⅱ技術(shù))和唯聽公司的Speech Enhancer(言語增強技術(shù))。凈噪Ⅱ技術(shù),在馮定香,范小利的文章中定義為:采用頻譜相減法,將全頻信號分割成17頻段,以1000次/秒的速度進行獨立的分析,按照言語和噪聲信號的能量比,剝離噪聲信號,保留完整清晰的言語信號[4]。凈噪Ⅱ提供4個凈噪設(shè)置:輕度、中度、次強度和強度,能在不影響言語信號的前提下提供更多的降噪。運用了該技術(shù)的凈噪系統(tǒng)的優(yōu)勢在于精確的鑒別言語信號和噪音信號的特征和維持動態(tài)的時間常量,即使在言語噪聲的環(huán)境中也能得到滿意的效果,形成真正的聆聽環(huán)境。田宏斌[5],Steen Teisen的文章中指出:言語增強技術(shù)的目的在于提高噪聲環(huán)境下的言語可聽度以達到最大的言語可懂度,它是通過全新的最大化使用個體的言語可懂度指數(shù)(speech intelligibility index, SII)實現(xiàn)的。一旦言語增強這一功能啟動,對于噪聲和言語的評估是通過噪聲言語追蹤器進行的,關(guān)于噪聲和言語的信息以及助聽器使用者個體聽閾的信息均被用于在15通道進行最優(yōu)化處理,以達到所有頻段的最高言語可懂度指數(shù)[6]。
在助聽器領(lǐng)域,將噪聲對助聽器的不利影響降到最低是助聽器開發(fā)的主要目標之一。目前,若助聽器使用者希望憑借助聽器降噪技術(shù)幫助其在日常復(fù)雜多變的生活環(huán)境里更多的獲得言語信號,除方向性麥克風技術(shù)是一項被反復(fù)通過實驗臨床驗證的技術(shù)外,助聽器降噪技術(shù)的應(yīng)用也隨著芯片內(nèi)存的擴充、運算能力的提高而逐步改善。正是在這種情況下,我們希望有一種先進的信號處理線路可以從復(fù)雜的混有噪聲的信號中濾除噪聲信號,這也是聽力學臨床工作者和助聽器使用者所關(guān)注的焦點之一。因為高品質(zhì)的降噪能力是促使助聽器佩戴者更易接受助聽器,從而增加了助聽器佩戴率和使用時間。這樣也為助聽技術(shù)更新提供最為基礎(chǔ)的觀察條件,為臨床工作者提供更多的機會以了解新型助聽技術(shù)的臨床使用情況,從而建立一個良性循環(huán),使助聽技術(shù)不斷更新、驗證、再更新。