akustisk feedback forekommer i alle høreapparater, når lyde lækker fra udluftningen eller tætningen mellem øreproppen og øregangen. I de fleste tilfælde er akustisk feedback ikke hørbar. Men når høreapparatets in situ-forstærkning er tilstrækkelig høj, eller når der anvendes en udluftning, der er større end optimal størrelse, kan output fra høreapparatet, der genereres i øregangen, overstige den dæmpning, der tilbydes af øreproppen/skallen. Høreapparatets output bliver derefter ustabilt, og den engang uhørlige akustiske feedback bliver hørbar. Forfatterens note: i dette papir, vi henviser til den hørbare fløjtetone som “feedback”, selvom læserne skal være opmærksomme på, at, teknisk set, feedback forekommer hele tiden i et høreapparat.
Feedback begrænser den tilgængelige gevinst for bæreren. For mange brugere og folkene omkring dem er feedback en irritation og endda en forlegenhed. Derudover kan høreapparater, der er på randen af feedback (dvs.suboscillatorisk feedback) påvirke høreapparatets frekvensegenskaber og føre til intermitterende fløjtning.1 faktisk rapporterede så meget som 24% af høreapparatbærerne utilfredshed i forhold til fløjtning i enheden.2 Det er således ikke uventet, at mange forskere, ingeniører og klinikere i løbet af de sidste mange år har forsøgt at forebygge og styre forekomsten af feedback. Læsere henvises til Agny3 for en fremragende oversigt.
på trods af de forskellige tilgange, herunder nogle ved hjælp af digital signalbehandling (DSP) teknikker, fører alle til nogle grader af uønskede bivirkninger, som kan kompromittere komfort, lydkvalitet og/eller taleforståelighed. De forskellige aspekter af feedback gennemgås i denne artikel, herunder dens generation, principperne for dens ledelse, de tilknyttede bivirkninger og måderne, hvorpå disse problemer er designet til at blive løst i et nyt digitalt høreapparat.
udforskning af modeller af Feedback
et lydsystem er enhver enhed, der tager en lydindgang og producerer en output. Ved hjælp af denne definition er et høreapparat et fysisk system, der tager lyde (dvs. input), forstærker dem i henhold til brugerens høretab (dvs. behandling), så signalerne forlader høreapparatet (dvs., output) med en passende lydstyrke for bæreren.
derfor kan man beskrive et høreapparats adfærd ved hjælp af begreber, der ofte bruges i teori om teknisk kontrolsystem.4 det følgende er en forenklet kvantitativ beskrivelse af hvorfor og hvad der sker, når feedback opstår.
Fig. 1 viser et simpelt blokdiagram over et høreapparat. Indgangssignalet forstærkes af en forstærkningsfaktor (G), der resulterer i et udgangssignal (Y). Hvis høreapparatet / øreproppen giver en komplet forsegling (dvs., ingen feedbacksti), ville udgangssignalet (Y) simpelthen blive bestemt af forstærkningen af høreapparatet og indgangsniveauet (h). Det er,
ligning 1: Y = G
Fig. 1. Blokdiagram over et høreapparat.
når en feedbacksti er til stede, lækker en bestemt brøkdel (liter) af udgangssignalet tilbage til mikrofonen. Fig. 2 viser et simpelt blokdiagram over et høreapparat, der gør det muligt for nogle af de forstærkede lyde at lække tilbage til mikrofonen (dvs.den har en feedbacksti). Man kan overveje feedbackprocessen som en sløjfet rækkefølge af begivenheder. For det første vil indgangssignalet oprette en output-g. I løbet af den første sløjfe vil en bestemt fraktion (lyd) af udgangssignalet lække tilbage til mikrofonen og bidrage til indgangen som lyd. Således vil den kombinerede indgang på mikrofonen være(H+). Derefter forstærkes signalet med en faktor G og bidrager til udgangssignalet. Det vil sige, at høreapparatets udgang efter en sløjfe bliver:
ligning 2: Y = G + G)
Fig. 2. Blokdiagram over et høreapparat, der gør det muligt for noget af den forstærkede lyd at lække tilbage til mikrofonen.
som output “loops” tilbage til mikrofonen, output bliver gradvist større med en faktor på g liter. Efter” n ” antal sløjfer bliver høreapparatets udgang:
ligning 3: Y = GH
ligning 3 er et eksempel på en effektserie og kan således forenkles til:
ligning 4: Y = GH/(1 – g liter)
alternativt er en intuitiv måde at forstå ligning 4 på at overveje, at udgangssignalet Y består af to komponenter. Den første komponent er det forstærkede indgangssignal, og den anden komponent er det forstærkede feedbacksignal. Det forstærkede indgangssignal er lig med indgangssignalet ganget med forstærkeren G ‘ s forstærkning (i henhold til det grundlæggende høreapparatdiagram i Fig. 1). Feedbacksignalet er lig med fraktionen af udgangssignalet y (se Fig. 2). Dette feedbacksignal vil blive afhentet af mikrofonen og forstærkes med en faktor G og bidrage til udgangssignalet som G-lyd. Det vil sige, at høreapparatets udgang er:
ligning 5: Y = GH + g – kursist
ved at flytte G-kursist til venstre side af ligningen og forenkle, har vi:
ligning 6: Y (1-g-kursist)= GH
som ved at dividere begge sider med (1-g-kursist) får vi det samme resultat som vist i ligning 4 eller: Y = G / (1-g liter)
det viser sig, at ligning 4 er grundlæggende for at forstå de faktorer, der styrer feedback i et høreapparat. Bemærk, at uden nævneren (dvs.den del, der er skrevet under skillelinjen), er ligning 4 identisk med ligning 1 for høreapparatet uden en feedbacksti (i henhold til Fig. 1). Det er således denne nævner, der beskriver et høreapparats feedbackegenskaber. Elementerne i nævneren, G og Chr, danner loop gain g Chr (eller open loop gain), som er den vigtigste determinant for mulige feedbackproblemer i et høreapparatsystem.
Loop gain styres naturligvis af forstærkningen (G) på høreapparatet (dvs.det er derfor, du undertiden kan eliminere feedback ved at reducere forstærkningen). På den anden side påvirkes størrelsen af chrus af mange faktorer, der måske eller måske ikke kan kontrolleres. For eksempel, mens mængden af lækage fra udluftningen kan styres, kan intermitterende lækage fra kæbebevægelse, tilstedeværelse af reflekterende overflader tæt på høreapparatet, rumklang og ændring af hovedposition også ændre feedbackstien og påvirke størrelsen af price. Dette betyder, at størrelsen og frekvensresponsen for feedbackstien muligvis ikke er stationær.
man kan se, at hvis kranen er nul (dvs.ingen lækage), vil udtrykket g kranen være nul (0). Nævneren vil være 1, og værdien af Y bestemmes udelukkende af værdierne af G og H. I disse tilfælde, hvor nævneren tager en positiv værdi (>0), siges høreapparatsystemet at være stabilt, og der opstår ingen hørbar feedback (Dette er kendt som Stabilitetskriteriet). På den anden side, hvis værdien af kurr stiger, eller hvis forstærkerens forstærkning øges (eller begge dele), øges værdien af G Kurr. Dette reducerer igen værdien af nævneren (1-g liter), og systemets output øges. Men når værdien af G-kursen nærmer sig 1, nærmer nævneren sig 0, og systemet bliver ustabilt. I dette tilfælde forekommer hørbar feedback, og udgangssignalet Y øges, indtil det når det maksimale output fra høreapparatet, eller når dets forstærkning reduceres ved aktivering af kompressionssystemet.
ligning 4 viser også, at forekomsten af feedback primært bestemmes af forstærkningen (g) af høreapparatet for den samme lækage (kur). Når G stiger, øges risikoen for feedback, når g-kursen nærmer sig 1 (og nævneren nærmer sig 0). Efterhånden som G øges, øges output-G også. Men man må indse, at en høj produktion ikke altid kræver høj gevinst. En høj input (H) med en lav gevinst kan også resultere i en høj output.
Feedbackkontrolmetoder
da hørbar feedback er et tegn på ustabilitet i høreapparatsystemet, antyder ligning 4, at der er to mulige løsninger til at genvinde stabiliteten. En løsning er at styre signalet, der føres tilbage til mikrofonen, ved at styre lækagefaktoren. Den anden er at reducere forstærkningen (G) af høreapparatet. I det følgende beskrives måder, hvorpå feedbackreduktion er implementeret.
Fig. 3. Effekt på input-gain-kurven under feedback management (Fb) på et lineært høreapparat. Reduktion af forstærkning for at kontrollere feedback i lineære høreapparater medfører en reduktion af forstærkning på tværs af alle frekvenser og ved alle input.
forebyggende praksis: forebyggende foranstaltninger for at sikre, at brugeren får den bedste betingelse for at udnytte den tilgængelige forstærkning på høreapparatet, omfatter:
- sikre et nøjagtigt øreindtryk
- sikre korrekt orientering af modtageren i øregangen
- undgå cerumen i øregangen eller på modtagerens åbning;
- sikring af, at der ikke findes revner i slangen, og
- ved hjælp af en passende udluftningsstørrelse osv.
denne praksis er velkendt og er målrettet mod at kontrollere den potentielle feedbacksti, der er Kris. De bør udøves uanset tilgængeligheden af anti-feedback-eller feedback-annulleringsalgoritmer på høreapparatet.
akustiske tilgange: de fleste dispensere fagfolk er bekendt med at kontrollere feedback ved at reducere lækage af lyde gennem høreapparatet/earmold-systemet. Forsøg, såsom at begrænse udluftningsdiameteren og/eller øge diameteren/omkredsen af det første bøjningsområde på øreproppen / høreapparatskallen, er de første trin og repræsenterer de hyppigst anvendte akustiske tilgange.
disse tilgange kan dog også påvirke den tilgængelige forstærkning fra høreapparatet. Kuk5 leverede data om den maksimale indsættelsesforstærkning af et enkeltkanals lineært bte-høreapparat, da diameteren af en parallel Select-a-Vent (SAV) blev justeret fra 0 til 3 mm. så meget som 25 dB forstærkningsændring ved 250 HS og 10-15 dB over 1000 HS blev noteret. Sådanne fund kunne ændres, hvis der i stedet blev brugt et multikanals høreapparat.
akustiske tilgange er også rettet mod at styre den potentielle feedbacksti b. selvom disse forsøg kan være effektive, kan de også føre til andre bivirkninger. For eksempel kan nedsættelse af udluftningsdiameteren føre til nedsat ventilation af den okkluderede øregang, ændring af høreapparatets frekvensrespons, nedsat strøm af naturlige lave frekvenser gennem udluftningen, dårligere subjektiv lydkvalitet og øget opfattelse af okklusion under vokalisering.6 endvidere kan forøgelse af øreproppens kanaldiameter føre til fysisk ubehag. I sjældne tilfælde kan ømhed og slid i øregangen resultere.
Forstærkningsreduktion i lineære instrumenter: de fleste høreapparater fremstilles med større forstærkning i de høje frekvenser. Desværre giver den typiske feedbacksti også mindre dæmpning ved høje frekvenser end ved lave frekvenser. Derfor er risikoen for hørbar feedback højest i det højere frekvensområde.
en almindelig metode til at kontrollere feedback er at sænke høreapparatets højfrekvente forstærkning ved hjælp af tonekontrol eller lavpasfiltrering. Imidlertid er gevinst i de højere frekvens (og tilstødende) regioner også kompromitteret med denne tilgang. Taleforståelighed kan lide som følge heraf. 7), dæmpning af resonansfrekvensen, faseforskydning (f.eks. Preves et al.8) og frekvensskift (f.eks.9), eller reducere gevinst i et eller flere filtre i en filterbank (f.eks.10) er mere præcise i at kontrollere feedback med mindre effekt på nærliggende frekvenser. Det er klart, at omfanget af dette er sandt, afhænger af båndbredden af filtrene.
der er et yderligere problem med håndtering af feedback i lineære høreapparater. Fordi disse enheder giver den samme gevinst på alle input niveauer, gain reduktion, der anvendes til en frekvens region vil være effektiv på alle input niveauer. Det betyder, at bløde lyde såvel som mellemniveau lyde vil blive påvirket i samme omfang. Taleforståeligheden på alle inputniveauer kan blive påvirket (Fig. 3). Selvom feedbackfrekvensen kan stamme fra områder med begrænset frekvens, skal en bærer med et enkeltkanals lineært høreapparat sænke den samlede forstærkning på tværs af alle frekvenser for at minimere feedback.
Forstærkningsreduktion I ikke-lineære instrumenter: en ikke-lineær (eller komprimerings) enhed giver mindre forstærkning, når input øges. Da feedbackstyring i disse instrumenter også opnås ved at reducere forstærkningen i frekvensområdet, hvor feedback forekommer, kan de samme bivirkninger forbundet med feedbackstyring i lineære høreapparater forekomme.
der er en undtagelse. Mens der i et lineært høreapparat påvirkes forstærkningen på alle inputniveauer, kan man designe et ikke-lineært høreapparat, så kun forstærkning for det laveste inputniveau kan påvirkes. Dette skyldes, at gevinsten af et ikke-lineært hjælpemiddel er maksimalt på det laveste inputniveau, og det falder, når input stiger. Ved at sænke denne maksimale forstærkning via en øget komprimeringstærskel styres feedback uden at påvirke forstærkningen ved højere inputniveauer.11 Dette er en effektiv og praktisk metode til at kontrollere feedback og er blevet brugt i digitale høreapparater (f.eks.12 selvom forståeligheden af blød tale kan blive kompromitteret, bevares forståeligheden for samtaletale. Fig. 4 viser effekten af feedbackstyring på input-gain-kurverne for et sådant ikke-lineært høreapparat. Bemærk, at kun gevinst for de blødere lyde påvirkes i det ikke-lineære hjælpemiddel.
en antagelse bag “gain reduction” – tilgangen til feedbackstyring er, at der kun er en fast feedbackfrekvens. I virkeligheden er en sådan antagelse sjældent sand. Der er typisk mere end en frekvens, hvor ustabilitet opstår. Undertrykkelse af en frekvens kan skabe feedback med en anden frekvens.3 Endvidere er feedbackstien som tidligere angivet ikke stationær; den ændres dynamisk af høreapparatbærerens tilstand. Derfor kan feedback stadig forekomme i det virkelige liv, selvom det kontrolleres i klinikken.
Feedbackstrategier i DSP-instrumenter
digitale teknikker giver yderligere muligheder for at løse feedbackproblemet. På grund af de kraftige beregningskrav i sådanne feedbackreduktionsalgoritmer bruger mange DSP-høreapparater de metoder, der er beskrevet i de foregående afsnit. På trods af sådanne begrænsninger er der forsøgt en række DSP-baserede feedback-annulleringsalgoritmer på høreapparater for at kontrollere feedback.
principper for feedback annullering: Fig. 2 viser, at feedback opstår, fordi forstærkning af feedback-signalet resulterer i systemets ustabilitet. Hvis egenskaberne ved dette feedbacksignal er kendt, kan der genereres et filter, der har en responskarakteristik svarende til feedbackstien. Ved at trække det estimerede feedbacksignal fra indgangen kan man opnå et næsten feedbackfrit system. Dette er princippet bag moderne feedback annullering teori. Egolf & Larson13 beskrev dette princip i detaljer.
selvom teoretisk lyd, den tidlige feedback annullering metode beskrevet af Egolf & Larson13 var baseret på filtre med et fast svar. Som diskuteret tidligere, bevægelse af høreapparatet i øregangen under kæbebevægelser, ændringer i de reflekterende overflader omkring hovedet (såsom en telefon placeret over høreapparatet14) osv., ændre feedbackstiens egenskaber. Derfor kan feedback stadig forekomme i det virkelige liv. Et variabelt filtersystem, der tilpasser sig ændringerne i feedbackstiens egenskaber, er påkrævet.
Adaptive feedback cancellation: de første adaptive feedback cancellation systemer designet til høreapparater blev udviklet omkring 1990.15,16 I stedet for et fast filter bruges et feedback-annulleringssystem, der konstant overvåger feedbackstien, til at opdatere egenskaberne ved det adaptive annulleringsfilter. I tidligere systemer genererede høreapparatet støj på lavt niveau som indgangssignal til forstærkeren. Kontinuerlige korrelationsanalyser blev udført mellem det originale støjsignal, der kom ind i modtageren og mikrofonen for at give et præcist skøn over feedbacksignalet. Resultaterne af korrelationsanalyserne blev derefter brugt til kontinuerligt at ændre overførselsfunktionen for det adaptive filter mod overførselsfunktionen for feedbackstien. Subtrahering af det estimerede feedbacksignal fra mikrofonsignalet (som indeholder det reelle feedbacksignal) førte til en annullering af feedbacksignalet og reducerede derved den effektive feedbackfaktor (lyd i Fig. 2).
fordelen ved den adaptive algoritme er, at der ikke anvendes faste filtre, og at der ikke indgås kompromiser i brugbar forstærkning. Disse algoritmer rapporterede en forbedring på 5-10 dB af yderligere brugbar indsættelsesgevinst før feedback.17 desuden styres langsomme ændringer i feedbackstiens karakteristika18 også korrekt.
Fig. 4. Effekt på input-gain-kurven under feedback management (Fb) på et ikke-lineært høreapparat. Bemærk forskellen i effekt på tværs af inputniveauer mellem de lineære og ikke-lineære høreapparater.
på trods af dets relative effektivitet forhindrede flere problemer udbredt accept af dette system. Et problem var den kraftige beregningsmæssige efterspørgsel efter korrelationsanalysen. For at estimere feedbackstien nøjagtigt skal korrelationsanalyser udføres kontinuerligt eller med korte regelmæssige intervaller. I betragtning af niveauet af chipteknologi på det tidspunkt var det vanskeligt at implementere et sådant kommercielt system, der var både kosmetisk og funktionelt acceptabelt.
en anden ulempe ved denne fremgangsmåde er, at den støj på lavt niveau, der blev brugt i korrelationen, var hørbar for de fleste høreapparatbærere. Dette var irriterende for nogle brugere og begrænsede i praksis brugen af disse tilbagemeldinger, der annullerede høreapparater til personer, der havde alvorlige til dybe tab. For nylig er feedback-annulleringssystemer, der bruger lyde i miljøet til at estimere feedbackstien, blevet beskrevet.19 Disse kan løse problemet med hørbar målestøj, da der ikke er nogen kunstig støj til stede.
der kan dog være resterende problemer forbundet med artefakter og responshastighed for annulleringsmetoden. Det blev tidligere nævnt, at korrelationsanalyser udføres for at estimere feedbackstien. Dette er baseret på antagelsen om, at et feedbacksignal er en stærkt korreleret version af det originale signal. Hvis der observeres høj korrelation, men varigheden af korrelationsanalysen er kort, kan systemet antyde tilstedeværelsen af feedback, når der i det virkelige liv ikke er sket en sådan feedback. Dette er en artefakt af analysealgoritmen. I det virkelige liv er de fleste tale-og musiksignaler stærkt korrelerede på kort sigt, men ikke på lang sigt. Således kan kortvarig korrelationsanalyse af tale og musik resultere i annullering af nogle signaler og kan endda føre til ubehagelig lydkvalitet og tab af forståelighed. Dette antyder, at langsigtet korrelation (dvs.langsomtvirkende feedback sti estimering) bør bruges til at undgå sådanne artefakter.
på den anden side, hvis feedbackannulleringsalgoritmen tager lang tid at annullere feedbacksignalet, er det muligvis ikke i stand til at håndtere de pludselige ændringer i feedbackstiens egenskaber. Hørbar feedback kan stadig resultere, indtil feedbackannulleringsalgoritmen med succes har estimeret og annulleret feedbacksignalet. For eksempel vil et telefonhåndsæt placeret ved siden af øret resultere i fløjt, der kan vare flere sekunder, før feedbackannulleringsalgoritmen er effektiv til at mindske det irriterende signal. Dette er uønsket, og den vellykkede algoritme skal (ideelt set) håndtere pludselige ændringer i feedbackstien.
for at opsummere inkluderer eksisterende metoder til at reducere feedback tilgange til at minimere lækage og reducere tilgængelig gevinst. Disse metoder kan begrænse feedback, men kan også føre til ubehag og tab af forståelighed/lydkvalitet. Nuværende DSP-metoder til adaptiv feedback-annullering holder løfte, men kan også producere uønskede artefakter.
nye DSP-Feedbackløsninger
fremskridt inden for miniaturiseringsteknologi har gjort det muligt at bruge en mindre, mere kraftfuld chip til at implementere en adaptiv feedbackalgoritme i Senso-divaen til at kontrollere feedback i virkelige situationer. Den nuværende algoritme indeholder flere proprietære patentanmeldte elementer, og testresultater med bred bredde indikerer over 10 dB mere brugbar forstærkning med ringe eller ingen bivirkninger som dem, der er beskrevet tidligere. På grund af brugen af chipdesignet og dets DSP-implementering er den adaptive feedbackalgoritme i instrumentet til enhver tid aktiv, samtidig med at der opretholdes et lavt strømafløb. Det følgende er en beskrivelse af de to hovedkomponenter i algoritmen—feedbackstisimulatoren og den dynamiske annulleringsoptimering.
Feedback path simulator (FPS): feedbackstisimulatoren er designet til at estimere feedbacksignalets egenskaber for at generere et annulleringssignal. I modsætning til tidligere forsøg på at bruge en ekstern støjkilde bruger FPS det indgående akustiske signal til at drive korrelationsprocessen. Der blev gjort en stor indsats for at etablere et tidsvindue af passende længde, hvor korrelationsanalyser udføres for at undgå estimeringsfejl i feedbackstien (dvs.fejlagtig fortolkning af tale/musik som feedback). Høreapparatbrugere behøver ikke at lytte til den eksterne støj, der blev beskrevet i de foregående afsnit.
Fig. 5 viser, hvordan systemet fungerer. Det indkommende mikrofonsignal (A) er kontinuerligt korreleret med det forstærkede signal, der kommer ind i modtageren (B) med en samplingshastighed på 32 KHS for at estimere signalet, der føres tilbage fra modtageren til mikrofonen. Der genereres et annulleringssignal (C), som sendes til sommeren ( + ) for at annullere feedbacksignalet ved mikrofonen. Efterhånden som egenskaberne ved feedbackstien ændres, ændres egenskaberne ved annulleringssignalet også. For at opnå en stabil analyse blev der valgt et analysevindue på cirka 5-10 sekunder. Resultatet af analysen opdateres for hver ny prøve (dvs.32.000 gange pr.
Fig. 5. Blokdiagram, der viser de to hovedkomponenter i Diva feedback cancellation algorithm: feedback path simulator (FPS) og dynamic cancellation optimisator (DCO).
som tidligere nævnt er fordelen ved denne fremgangsmåde, at der ikke anvendes noget fast filter til at påvirke den anvendelige forstærkning ved nogen frekvens eller ved nogen indgangsniveauer. Båndbredderne i filteret eller antallet af kanaler i høreapparatet har ingen indflydelse på præcisionen i annulleringsprocessen, fordi der genereres et annulleringssignal og føjes til mikrofonsignalet inden båndopdelingsfiltrene. Da det desuden er en invers replikering af feedbackstien, kan mere end en feedbackfrekvens annulleres. Da feedbackstisimulatoren er adaptiv, inkorporerer den automatisk ændringer af egenskaberne ved feedbackstien, der kan forekomme over tid.
en advarsel er nødvendig. FPS-processen er med vilje designet til at have en tilpasningstid på 5-10 s for at undgå potentielle artefakter, når tale og musik er de indkommende signaler. Når feedbacksignalets egenskaber ikke varierer for meget over tid, har den adaptive proces tid nok til at konvergere og skabe et nøjagtigt “feedback-annulleringssignal” med en høj grad af præcision. Dette ville helt eliminere feedbacksignalet. Men hvis egenskaberne ved feedbacksignalstien varierer betydeligt over tid, har den adaptive proces muligvis ikke tid nok til at konvergere fuldstændigt for at give et nøjagtigt feedback-annulleringssignal. Faktisk kan dette gennemsnitlige skøn afvige væsentligt fra egenskaberne ved det øjeblikkelige feedbacksignal for at resultere i ufuldstændig feedback annullering.
Fig. 6. Maksimal forstærkning før hørbar feedback uden feedback annullering enhed, og med begge komponenter i feedback annullering enhed. Bemærk, at 10-12 dB mere brugbar forstærkning er tilgængelig med active feedback cancellation unit.
dynamisk Annulleringsoptimering (DCO): begrænsningerne i FPS førte til udviklingen af algoritmen til dynamisk annulleringsoptimering (DCO). Når bæreren tygger eller gaber, opstår der yderligere lydlækage, når formen på øregangen ændres. Når en telefon holdes tæt på høreapparatet, ændres den reflekterende overflade tæt på øret. Disse situationer repræsenterer nogle af de situationer, hvor feedbackstien og følgelig feedbacksignalet ændres hurtigt. På grund af FPS ‘ s langsomme karakter kan det muligvis ikke generere “feedback cancellation signal” hurtigt nok. Som en konsekvens, feedback kan forekomme i disse tilfælde, indtil FPS har estimeret et nøjagtigt feedbacksignal og annulleret det. Og hvis feedbacksignalets egenskaber ikke stabiliseres (som hos bæreren, der konstant bevæger sin kæbe), kan feedback aldrig annulleres. Det kan naturligvis være irriterende for bæreren.
en effektiv feedback-annulleringsalgoritme skal også kunne rumme hurtige ændringer i feedbackstien. DCO er en patentanmeldt, hurtigvirkende mekanisme, der er designet til kontinuerligt at estimere dæmpningskarakteristika for feedbackstien i hver af frekvenskanalerne. Fra det beregnes et skøn over den maksimale gevinst i hver frekvenskanal. Fordi det ikke producerer signaler, der indsættes i signalvejen, kan dens handling være meget hurtig uden at producere de tidligere nævnte artefakter. Hvis feedbackstien ændrer sig hurtigt (f. eks., en telefon bragt til øret), er DCO designet til hurtigt og midlertidigt at begrænse lavindgangsforstærkningen i de kanaler, der producerer den hørbare feedback. Dette giver FPS tid til at genberegne den nye feedback sti og annullerer feedback signal uden gevinst reduktion. Da DCO fungerer på specifikke kanaler, kan kanalbåndbredder påvirke specificiteten af dens handling; dette bør dog ikke være et problem i dette instrument, da det bruger 15 kanaler, der er 1/3 oktav brede.
både FPS og DCO er aktive på alle tidspunkter. Afhængig af stimulusbetingelsernes art og kravene til feedbackmekanismen kan virkningen af en komponent til enhver tid være mere dominerende over den anden. Fig. 6 viser, at de kombinerede effekter af FPS og DCO tillader så meget som 10-12 dB mere brugbar gevinst, før feedback opstår.
konklusion
akustisk feedback kan minimeres gennem passende forebyggende og akustiske foranstaltninger. Digital signalbehandling giver yderligere muligheder, der langt overstiger muligheden for traditionelle tilgange.
brug af en Feedback-Annulleringsalgoritme under Fittings
en feedback-test er en integreret del af monteringsproceduren for Diva DSP-høreapparatet. Fordi erfaring med feedback annullering algoritme har været positiv med minimale artefakter i et flertal af situationer, anbefales det, at algoritmen forblive aktiv på alle tidspunkter. Afhængigt af de individuelle egenskaber og testmiljøet tillader en aktiv feedback-annulleringsenhed over 10 dB mere brugbar forstærkning end en inaktiv annulleringsenhed. På den anden side kan deaktivering af feedback-algoritmen forhindre forekomsten af sjældne og uforudsete artefakter, der stammer fra visse typer musik.
en aktiv feedback-annulleringstilstand er især nødvendig for brugere, der kræver en stor mængde brugbar forstærkning fra høreapparatet. I mindre kritiske situationer kan en aktiv feedback-annulleringsalgoritme være fordelagtig for folk, der ønsker mere udluftning/lækage fra deres høreapparat/øreprop for forbedret subjektiv præference, herunder okklusionseffekten. Dette kan også være gavnligt for dem med blød øregangshud og/eller lige øregangsgeometri og oplever problemer med deres brugerdefinerede høreapparat, der “arbejder sig ud” på grund af kæbebevægelser. Derudover kan denne funktion være nyttig til pædiatriske fittings til dem, der er yngre end 10 år. Hurtig vækst af deres ørekanaler20, 21 og pinna/concha størrelse som barnet bliver ældre fører til øget risiko for feedback med samme øreprop.
dispenseringsprofessionellen kan udføre den automatiske feedbacktest fra enten den bærbare programmør (SP3) eller Kompasprogrammet (v. 3.1). Test skal udføres i et roligt miljø for at undgå, at fremmede lyde forvirrer testresultaterne. Signalerne bruges til at initialisere det adaptive filter og til at estimere dæmpningen af feedbackstien i hver frekvenskanal. Output fra modtageren, der lækker tilbage til mikrofonen gennem den akustiske feedbacksti, bruges til at beregne overførselsegenskaberne for feedbackstien. Feedback-testen giver to vigtige oplysninger: den vurderer egnetheden af shell/earmold-pasformen, og den initialiserer systemet.
vurdering af skal/øreproppasning: resultaterne af feedbacktesten viser, om den aktuelle øreprop/skal giver en tilstrækkelig tætning til at bevare den nødvendige forstærkning til forstærkning af normal tale til bærerens behagelige lytteniveau. Disse oplysninger kan give mulighed for en større udluftning end traditionelt brugt, hvilket reducerer okklusionseffekten og forbedrer høreapparatets subjektive kvalitet. En større udluftning kan dog reducere effektiviteten af støjreduktion og retningsbestemte mikrofonsystemer. Fordelen ved feedbacktesten er, at dens resultater gør det muligt for dispenseren at træffe et informeret valg om den nødvendige udluftningsdiameter i henhold til individuelle præferencer og egenskaber ved øregangen og auricleen.
resultaterne af feedbacktesten afspejler også rækkevidden af brugbar forstærkning, før hørbar feedback opstår. Det er dog vigtigt at indse, at resultaterne kun gælder for testsituationens tilstand under feedbacktesten. I en anden situation (f. eks., når en persons mund er åben, eller når en telefon er placeret over øret), kan høreapparatets akustiske sti blive ustabil og resultere i hørbar feedback. Hvis man skulle indstille den øvre forstærkningsgrænse, hvor feedback forekommer til den værdi, der er bestemt under feedbacktesten, kan høreapparatet være på randen af akustiske svingninger hele tiden (suboscillatorisk feedback). Dette kan ændre høreapparatets frekvensrespons.1 desuden kan enhver bevægelse af kæben sende høreapparatet til hørbar feedback.
for at undgå dette blev praksis med at inkludere en “feedbackmargen” vedtaget i Senso Plus og Diva høreapparater. Feedbackmargenen repræsenterer dB-forstærkningen under det niveau, hvor hørbar feedback forekommer. For eksempel betyder en feedbackmargin på 6 dB, at den maksimale forstærkning er indstillet 6 dB under, hvor hørbar feedback forekommer.
initialisering af systemet: resultatet af feedbacktesten tjener også til at initialisere feedbackstisimulatoren. Det vil sige, det indstiller de indledende parametriske indstillinger for det digitale filter, så det kan generere annulleringssignalet. Parameterværdierne gemmes i høreapparatets hukommelse og aktiveres, hver gang høreapparatet tændes. Den adaptive feedback-annulleringsproces starter med dette skøn som den første estimering af feedbackstien.
hvis der ikke er nogen ændring i den tilstand, hvor høreapparatet bæres i det virkelige liv, vil FPS tage minimal tid at annullere feedbacksignalet. Hvis der er en ændring i feedbackstiens egenskaber fra den estimerede, finjusterer FPS ‘ s adaptive karakter sine parametriske indstillinger for at annullere feedbacksignalet. Den faktiske omjusteringstid afhænger af nærheden af den estimerede feedbacksti og den faktiske feedbacksti. Jo større forskel, jo længere tid tager det den adaptive proces at” nul i ” på en nøjagtig estimering. Mens annulleringsprocessens adaptive karakter annullerer eventuelle feedbacksignaler, forventes feedbacktest, der udføres under mere virkelige forhold, at give bedre indledende estimater af feedbackstien og forbedre effektiviteten af feedback-annulleringsprocessen. Af samme grund er det vigtigt at gentage feedbacktesten, når øreproppen eller skallen ændres, så et nyt sæt startværdier gemmes.
denne artikel blev sendt til HR af Francis Kuk, ph.d., direktør for Audiologi hos Long Island City, NY, og Carl Ludvigsen, MS, direktør for Audiologi, og Thomas Kaulberg, ph. d., forskningsingeniør hos Vaerloese, Danmark. Korrespondance kan rettes til HR eller Francis Kuk, bred høreapparat Co, 35-53 24th St, Long Island City, NY 11106-4116; e-mail: .
1. RM. Kombinerede effekter af ørepropper og suboscillatorisk feedback på høreapparatets frekvensrespons. Øre Høre. 1982;3:12-17.
2. Kochkin S. Subjektive mål for tilfredshed og fordel: etablering af normer. Seminarer i høring. 1997; 18(1):37-48.
3. Akustisk feedback og andre hørbare artefakter i høreapparater. Tendenser i forstærkning. 1996;1(2):45-82.
4. Egolf D. gennemgang af den akustiske feedback litteratur fra et kontrolsystem synspunkt. I G Studebaker & f Bess’ (eds) Vanderbilt Høreapparatrapport: avancerede forskningsbehov. Upper Darby, Pa: monografier i moderne Audiologi, 1982: 94-103.
5. Kuk F. maksimal brugbar Real-ear insertion gain med ti earmold designs. J Am Acad Audiol. 1994;5:44-51.
6. Kuk F. perceptuelle konsekvenser af udluftning i høreapparater. Brit J Audiol. 1991; 25:163-169.
7. Anvendelse af et hakfilter for at reducere akustisk feedback. Hør Jour. 1993; 46, 37-40.
8. Preves D, Sigelman J, LeMay P. Et feedback stabiliserende kredsløb til høreapparater. Hør Instrum. 1986; 37(4):34, 36-41, 51.
9. Bennett M, Srikandan S, brun L. et kontrolleret feedback høreapparat. Hør Hjælp Jour. 1980; 33(7):12, 42.
10. Lunner T, Hellgren J, Arlinger S, Elberling C. Et digitalt filter bank høreapparat: Tre digitale signalbehandling algoritmer-bruger præference og ydeevne. Øre Høre. 1997;18:373-387.
11. Kuk F. nylige tilgange til montering af ikke-lineære høreapparater. I RJ Roeser, m Valente & H Hosford-Dunn ‘ s (eds) Audiologi: Diagnose, Behandling og praksis ledelse. Vol. II. Ny York: Thieme Publisher. 2000:261-290.
12. Sandlin R. introduktion af et helt digitalt høreapparat. Hør Jour. 1996;49 (4):45-49.
13. Egolf D, Larson V. akustisk feedback undertrykkelse i høreapparater. Rehab R & D Statusrapporter. København, Denmark: Dept. af veterananliggender, 1984: 163-164.
14. Kates J. problemet med feedback i høreapparater. J Comm Lidelser. 1991; 24:223-235.
15. Måling og adaptiv undertrykkelse af akustisk feedback i høreapparater. Proc. ICASSP. 1989: 2017-2020.
16. Dyrlund O, Bisgaard N. akustiske feedback margin forbedringer i høreapparater ved hjælp af en prototype DFS (Digital Feedback Suppression) system. Scand Audiol. 1991; 20:49-53.
17. Henningsen L, Dyrlund O, Bisgaard N, Brink B. Digital Feedback Suppression (DFS). Scand Audiol. 1994; 23:117-122.
18. Engebretson A, fransk-St. George M, O ‘ Connell M. adaptiv feedback stabilisering af høreapparater. Scand Audiol. 1993; 22:56-64.
19. Hellgren J, Lunner T, Arlinger S. systemidentifikation af feedback i høreapparater. J Acoust Soc Amer. 1999; 105:3481-3496.
20. Kruger B. En opdatering om den ydre øreresonans hos spædbørn og små børn. Øre Høre. 1987; 8: 333-336.
21. Feigin J, Kopun J, Stelmachovic P, Gorga M. sonde-tube mikrofon måler lydtrykniveauer i øregangen hos spædbørn og børn. Øre Høre. 1989; 10: 254-258.