Akustisk feedback forekommer i alle høreapparater når lyder lekker fra ventilen eller forseglingen mellom øreproppen og ørekanalen. I de fleste tilfeller er akustisk tilbakemelding ikke hørbar. Men når in-situ forsterkningen til høreapparatet er tilstrekkelig høy, eller når en ventil som er større enn optimal størrelse brukes, kan utgangen til høreapparatet som genereres i ørekanalen overstige dempingen som tilbys av øreproppen / skallet. Høreapparatets utgang blir da ustabil og den en gang uhørbare akustiske tilbakemeldingen blir hørbar. Forfatterens notat: i dette papiret refererer vi til den hørbare pipetonen som «tilbakemelding», selv om leserne bør være oppmerksomme på at teknisk tilbakemelding skjer hele tiden i et høreapparat.
Tilbakemelding begrenser tilgjengelig forsterkning for brukeren. For mange brukere og menneskene rundt dem er tilbakemelding en irritasjon og til og med en forlegenhet. I tillegg kan høreapparater som er i ferd med tilbakemelding (dvs. suboscillatorisk tilbakemelding) påvirke frekvensegenskapene til høreapparatet og føre til intermitterende fløyte.1 faktisk rapporterte så mye som 24% av høreapparatbrukerne misnøye i forhold til fløyte i enheten.2 det er derfor ikke uventet at mange forskere, ingeniører og klinikere de siste årene har forsøkt å forebygge og håndtere forekomsten av tilbakemeldinger. Leserne henvises Til Agnew3 for en utmerket oppsummering.
Til tross for de ulike tilnærmingene, inkludert noen ved hjelp av digital signal processing (dsp) teknikker, fører alle til noen grader av uønskede bivirkninger som kan kompromittere komfort, lydkvalitet og / eller taleforståelse. De ulike aspektene ved tilbakemelding blir gjennomgått i denne artikkelen, inkludert generering, prinsippene for ledelsen, de tilknyttede bivirkningene og måtene disse problemene er utformet for å løses i et nytt digitalt høreapparat.
Utforske Modeller Av Tilbakemelding
et lydsystem er en enhet som tar en lydinngang og produserer en utgang. Ved hjelp av denne definisjonen er et høreapparat et fysisk system som tar lyder (dvs. input), forsterker dem i henhold til brukerens hørselstap (dvs. behandling) slik at signalene forlater høreapparatet (dvs ., utgang) med en passende lydstyrke for brukeren.
Følgelig kan man beskrive atferden til et høreapparat ved hjelp av konsepter som ofte brukes i ingeniørkontrollsystemteori.4 det følgende er en forenklet kvantitativ beskrivelse av hvorfor og hva som skjer når tilbakemelding oppstår.
Fig. 1 viser et enkelt blokkdiagram over et høreapparat. Inngangssignalet (X) forsterkes av en forsterkningsfaktor (G) som resulterer i et utgangssignal (Y). Hvis høreapparatet / øreproppen gir en fullstendig forsegling (dvs., ingen tilbakemeldingsbane), vil utgangssignalet (Y) ganske enkelt bestemmes av høreapparatets forsterkning og inngangsnivået (X). Det er,
Ligning 1: Y = GX
Fig. 1. Blokkdiagram over et høreapparat.
når en tilbakemeldingsbane er til stede, vil en viss brøkdel av utgangssignalet lekke tilbake til mikrofonen. Fig. 2 viser et enkelt blokkdiagram over et høreapparat som lar noen av de forsterkede lydene lekke tilbake til mikrofonen(dvs. den har en tilbakemeldingsbane). Man kan vurdere tilbakemeldingsprosessen som en sløyfe sekvens av hendelser. Først vil inngangssignalet X skape en utgang GX. I løpet av den første sløyfen vil en viss brøkdel (ß) av utgangssignalet GX lekke tilbake til mikrofonen og bidra til inngangen som ß. Dermed vil den kombinerte inngangen på mikrofonen være (X + ß). Deretter forsterkes signalet med en faktor G og bidrar til utgangssignalet. Det vil si at utgangen av høreapparatet etter en sløyfe blir:
Ligning 2: Y = GX + G (ß)
Fig. 2. Blokkdiagram over et høreapparat som lar noe av den forsterkede lyden lekke tilbake til mikrofonen.
når utgangen «looper» tilbake til mikrofonen, blir utgangen gradvis større Med en faktor På Gß. Etter» n » antall løkker blir utgangen av høreapparatet:
Ligning 3: Y = GX
Ligning 3 er et eksempel på en kraftserie og kan således forenkles til:
Ligning 4: Y = GX / (1-Gß)
Alternativt er en intuitiv måte å forstå Ligning 4 på å vurdere at utgangssignalet Y består av to komponenter. Den første komponenten er det forsterkede inngangssignalet, og den andre komponenten er det forsterkede tilbakemeldingssignalet. Det forsterkede inngangssignalet er lik inngangssignalet multiplisert med forsterkeren G (i henhold til det grunnleggende høreapparatdiagrammet I Fig. 1). Tilbakemeldingssignalet er lik brøkdelen av utgangssignalet Y (Se Fig. 2). Dette tilbakemeldingssignalet vil bli plukket opp av mikrofonen og bli forsterket av en faktor G og bidra Til utgangssignalet Som Gß. Det vil si at høreapparatets utgang er:
Ligning 5: Y = GX + Gß
ved å flytte Gß til venstre side Av ligningen og forenkle, har vi:
Ligning 6: Y (1-Gß)= GX
som ved å dele begge sider med (1-Gß) får vi det samme resultatet som vist i Ligning 4 eller: Y = GX / (1 – Gß)
Det viser seg At Ligning 4 er grunnleggende for å forstå faktorene som styrer tilbakemelding i et høreapparat. Merk at, Uten nevneren (dvs. den delen som er skrevet under skillelinjen), Er Ligning 4 identisk Med Ligning 1 for høreapparatet uten tilbakemeldingsbane(Som Per Fig. 1). Dermed er det denne nevnen som beskriver tilbakemeldingsegenskapene til et høreapparat. Elementene I nevneren, G og ß, danner sløyfeforsterkningen Gß (eller åpen sløyfeforsterkning) som er den viktigste determinanten for mulige tilbakemeldingsproblemer i et høreapparatsystem.
Loop gain styres åpenbart av forsterkningen (G) på høreapparatet (det er derfor du noen ganger kan eliminere tilbakemelding ved å redusere gain). På den annen side påvirkes omfanget av ß av mange faktorer som kan eller ikke kan kontrolleres. For eksempel, mens mengden lekkasje fra ventilen kan styres, kan intermitterende lekkasje fra kjevebevegelse, tilstedeværelse av reflekterende flater nær høreapparatet, romklang og endring av hodeposisjon også endre tilbakemeldingsbanen og påvirke størrelsen på ß. Dette betyr at størrelsen og frekvensresponsen til tilbakemeldingsbanen kanskje ikke er stasjonær.
man kan se at hvis ß er null (dvs. ingen lekkasje), vil begrepet Gß være null (0). Nevneren vil være 1 Og verdien Av Y bestemmes utelukkende Av verdiene G Og X. I disse tilfellene hvor nevneren tar en positiv verdi (> 0), sies høreapparatsystemet å være stabilt og ingen hørbar tilbakemelding oppstår (Dette er kjent Som Nyquist Stabilitetskriterium). På den annen side, hvis verdien av ß øker eller forsterkeren øker (eller begge deler), øker verdien Av Gß. Dette reduserer i sin tur verdien av nevnen (1-Gß) og utgangen av systemet øker. Men når verdien Av Gß nærmer seg 1, nærmer nevneren 0 og systemet blir ustabilt. I dette tilfellet oppstår hørbar tilbakemelding Og utgangssignalet Y øker til det når maksimal effekt av høreapparatet eller når forsterkningen reduseres ved aktivering av kompresjonssystemet.
Ligning 4 viser også at forekomsten av tilbakemelding hovedsakelig bestemmes av høreapparatets forsterkning (G) for samme lekkasje (ß). Etter Hvert Som G øker, øker risikoen for tilbakemelding når Gß nærmer seg 1(og nevneren nærmer seg 0). Åpenbart, som G øker, øker utgangen GX også. Men man må innse at en høy produksjon ikke alltid krever høy gevinst. En høy inngang (X) med lav gevinst kan også resultere i høy utgang.
Tilbakemeldingskontrollmetoder
fordi hørbar tilbakemelding er et tegn på ustabilitet i høreapparatsystemet, Foreslår Ligning 4 at det er to mulige løsninger for å gjenvinne stabiliteten. En løsning er å styre signalet som mates tilbake til mikrofonen ved å kontrollere lekkasjefaktoren ß. Den andre er å redusere gain (G) av høreapparatet. Følgende beskriver hvordan tilbakemeldingsreduksjon er implementert.
Fig. 3. Effekt på input-gain-kurven under feedback management (fb) på et lineært høreapparat. Reduksjon av forsterkning for å kontrollere tilbakemelding i lineære høreapparater fører til reduksjon av forsterkning på tvers av alle frekvenser og ved alle innganger.
Forebyggende praksis: Forebyggende tiltak for å sikre at brukeren får den beste tilstanden for å utnytte tilgjengelig forsterkning på høreapparatet, inkluderer:
- Sikre et nøyaktig øreinntrykk;
- Sikre riktig retning av mottakeren i ørekanalen;
- Unngå ørevoks i ørekanalen eller på mottakeråpningen;
- Sikre at det ikke finnes sprekker i slangen, og
- Ved hjelp av en passende ventilstørrelse, etc.
disse praksisene er velkjente, og er rettet mot å kontrollere den potensielle tilbakemeldingsbanen ß. De bør utøves uavhengig av tilgjengeligheten av eventuelle anti-feedback eller feedback avbestillingsalgoritmer på høreapparatet.
Akustiske tilnærminger: de fleste dispenserende fagfolk er kjent med å kontrollere tilbakemelding ved å redusere lekkasje av lyder gjennom høreapparatet / øreproppsystemet. Forsøk, som å begrense ventilasjonsdiameteren og/eller øke diameteren/omkretsen til det første bøyeområdet på øreproppen/høreapparatskallet, er de første trinnene og representerer de mest brukte akustiske tilnærmingene.
disse tilnærmingene kan imidlertid også påvirke tilgjengelig forsterkning fra høreapparatet. Kuk5 ga data om maksimal innføringsforsterkning av et enkeltkanals lineær effekt bte høreapparat, da diameteren på en parallell Select-A-Vent (SAV) ble justert fra 0 til 3 mm. Så mye som 25 dB forsterkningsendring ved 250 Hz og 10-15 dB over 1000 Hz ble notert. Slike funn kan endres hvis et flerkanals høreapparat ble brukt i stedet.
Akustiske tilnærminger er også rettet mot å håndtere den potensielle tilbakemeldingsbanen b. selv om disse forsøkene kan være effektive, kan de også føre til andre bivirkninger. For eksempel kan redusert ventilasjonsdiameter føre til redusert ventilasjon av den okkluderte ørekanalen, endring av frekvensresponsen til høreapparatet, redusert strømning av naturlige lave frekvenser gjennom ventilen, dårligere subjektiv lydkvalitet og økt oppfatning av okklusjon under vokalisering.6 videre kan en økning i øremoldens kanaldiameter føre til fysisk ubehag. I sjeldne tilfeller kan ømhet og slitasje av ørekanalen oppstå.
Forsterkningsreduksjon i lineære instrumenter: De fleste høreapparater er produsert med større gevinst i høye frekvenser. Dessverre gir den typiske tilbakemeldingsbanen også mindre demping ved høye frekvenser enn ved lave frekvenser. Derfor er risikoen for hørbar tilbakemelding høyest i det høyere frekvensområdet.
en vanlig metode for å kontrollere tilbakemelding er å senke høyfrekvent forsterkning av høreapparatet ved bruk av tonekontroll eller lavpassfiltrering. Imidlertid er gevinst i høyere frekvens (og tilstøtende) regioner også kompromittert med denne tilnærmingen. Taleforståelse kan lide som en konsekvens. Alternative tilnærminger som bruk av et hakkfilter (F. Eks. Agnew7), demping av resonansfrekvensen, faseforskyvning (F. eks.8) og frekvensforskyvning (F.eks. Bennett et al.9), eller redusere gevinst i ett eller flere filtre i en filterbank (F.Eks.10) er mer presis i å kontrollere tilbakemelding med mindre effekt på nærliggende frekvenser. Åpenbart er omfanget av dette sant avhengig av båndbredden til filtrene.
det er et ekstra problem med å administrere tilbakemelding i lineære høreapparater. Fordi disse enhetene gir samme gevinst på alle inngangsnivåer, vil gevinstreduksjon som brukes på en frekvensområde, være effektiv på alle inngangsnivåer. Dette betyr at myke lyder, så vel som middels nivå lyder, vil bli påvirket i samme grad. Taleforståelse på alle inngangsnivåer kan bli påvirket (Fig. 3). Selv om tilbakemeldingsfrekvensen kan stamme fra begrensede frekvensområder, må en bruker med et enkeltkanals lineært høreapparat redusere den samlede gevinsten på tvers av alle frekvenser for å minimere tilbakemelding.
Gevinst reduksjon i ikke-lineære instrumenter: en ikke-lineær (eller komprimering) enhet gir mindre gevinst som input øker. Fordi feedback management i disse instrumentene også oppnås ved å redusere gevinst i frekvensområdet der feedback oppstår, kan de samme bivirkningene forbundet med feedback management i lineære høreapparater forekomme.
Det er ett unntak. Mens i et lineært høreapparat påvirkes forsterkningen på alle inngangsnivåer, kan man designe et ikke-lineært høreapparat slik at bare forsterkning for det laveste inngangsnivået kan påvirkes. Dette skyldes at gevinsten av et ikke-lineært hjelpemiddel er maksimalt på laveste inngangsnivå, og det avtar etter hvert som inngangen øker. Ved å senke denne maksimale forsterkningen via en økt kompresjonsterskel, styres tilbakemeldingen uten å påvirke forsterkningen ved høyere inngangsnivåer.11 Dette er en effektiv og praktisk metode for å kontrollere tilbakemelding og har blitt brukt i digitale høreapparater (F.Eks. Senso).12 Selv om forståeligheten av myk tale kan bli kompromittert, blir forståeligheten for samtaletale bevart. Fig. 4 viser effekten av feedback management på input-gain-kurvene til et slikt ikke-lineært høreapparat. Merk at bare gevinst for de mykere lydene påvirkes i den ikke-lineære hjelpen.
en forutsetning bak» gevinst reduksjon » tilnærming til feedback management er at det er bare en fast feedback frekvens. I virkeligheten er en slik antagelse sjelden sant. Vanligvis er det mer enn en frekvens hvor ustabilitet oppstår. Undertrykking av en frekvens kan skape tilbakemelding ved en annen frekvens.3 videre, som tidligere angitt, er tilbakemeldingsbanen ikke stasjonær; den er dynamisk modifisert av høreapparatbrukerens tilstand. Følgelig kan tilbakemelding fortsatt forekomme i virkeligheten, selv om den styres i klinikken.
Tilbakemeldingsstrategier I DSP-Instrumenter
Digitale teknikker gir flere muligheter for å løse tilbakemeldingsproblemet. På grunn av de kraftige beregningskravene til slike tilbakemeldingsreduksjonsalgoritmer, bruker mange dsp-høreapparater metodene som er beskrevet i de forrige avsnittene. Til tross for slike begrensninger har en rekke dsp-baserte avbestillingsalgoritmer for tilbakemelding blitt forsøkt på høreapparater for å kontrollere tilbakemelding.
Prinsipper for tilbakemelding avbestilling: Fig. 2 viser at tilbakemelding oppstår fordi forsterkning av tilbakemeldingssignalet (Gß) resulterer i ustabilitet i systemet. Hvis egenskapene til dette tilbakemeldingssignalet er kjent, kan et filter genereres som har en responskarakteristikk som ligner på tilbakemeldingsbanen. Ved å trekke det estimerte tilbakemeldingssignalet fra inngangen, kan man få et praktisk talt tilbakemeldingsfritt system. Dette er prinsippet bak moderne tilbakekoblingsteori. Egolf & Larson13 beskrev dette prinsippet i detalj.
selv om teoretisk lyd, var den tidlige tilbakemeldingsmetoden Beskrevet Av Egolf & Larson13 basert på filtre med en fast respons. Som diskutert tidligere, bevegelse av høreapparatet i ørekanalen under kjevebevegelser, endringer i reflekterende flater rundt hodet (for eksempel en telefon plassert over hørselen aid14), etc., endre feedback path egenskaper. Følgelig kan tilbakemelding fortsatt forekomme i virkeligheten. Et variabelt filtersystem som tilpasser seg endringene i egenskapene til tilbakemeldingsbanen er nødvendig.
kansellering Av Adaptiv tilbakemelding: de første systemene for kansellering av adaptiv tilbakemelding designet for høreapparater ble utviklet rundt 1990.15,16 I Stedet for et fast filter brukes et tilbakemeldingssystem som kontinuerlig overvåker tilbakemeldingsbanen for å oppdatere egenskapene til det adaptive avbestillingsfilteret. I tidligere systemer genererte høreapparatet lavt støynivå som inngangssignal til forsterkeren. Kontinuerlige korrelasjonsanalyser ble utført mellom det opprinnelige støysignalet som kom inn i mottakeren og mikrofonen for å gi et nøyaktig estimat av tilbakemeldingssignalet. Resultatene av korrelasjonsanalysene ble deretter brukt til å kontinuerlig endre overføringsfunksjonen til det adaptive filteret mot overføringsfunksjonen til tilbakemeldingsbanen. Subtrahering av det estimerte tilbakemeldingssignalet fra mikrofonsignalet (som inneholder det reelle tilbakemeldingssignalet) førte til en kansellering av tilbakemeldingssignalet og dermed redusert den effektive tilbakemeldingsfaktoren (ß I Fig. 2).
fordelen med den adaptive algoritmen er at ingen faste filtre brukes og ingen kompromisser i brukbar gevinst er gjort. Disse algoritmene rapporterte en forbedring på 5-10 dB av ytterligere brukbar innsettingsgevinst før tilbakemelding.17 videre styres også langsomme endringer i tilbakemeldingsbanens egenskaper18 på riktig måte.
Fig. 4. Effekt på input-gain kurve under feedback management (fb) på et ikke-lineært høreapparat. Legg merke til forskjellen i effekt på tvers av inngangsnivåer mellom de lineære og ikke-lineære høreapparatene.
til tross for sin relative effektivitet forhindret flere problemer utbredt aksept av dette systemet. Et problem var den kraftige beregningsbehovet for korrelasjonsanalysen. For å estimere tilbakemeldingsbanen nøyaktig, må korrelasjonsanalyser utføres kontinuerlig eller med korte regelmessige intervaller. Med tanke på nivået på chipteknologi på den tiden var det vanskelig å implementere et slikt kommersielt system som var både kosmetisk og funksjonelt akseptabelt.
En annen ulempe med denne tilnærmingen er at lavnivåstøyen som ble brukt i korrelasjonen, var hørbar for de fleste høreapparatbrukere. Dette var irriterende for noen brukere, og i praksis begrenset bruken av disse tilbakemeldingene som kansellerte høreapparater til personer som hadde alvorlige til dype tap. Nylig har tilbakekallingssystemer som bruker lyder i miljøet for å estimere tilbakemeldingsbanen, blitt beskrevet.19 Disse kan løse problemet med hørbar målestøy, siden det ikke finnes kunstig støy.
det kan imidlertid være gjenværende problemer knyttet til artefakter og responshastighet for avbestillingsmetoden. Det ble tidligere nevnt at korrelasjonsanalyser utføres for å estimere tilbakemeldingsbanen. Dette er basert på antagelsen om at et tilbakemeldingssignal er en svært korrelert versjon av det opprinnelige signalet. Hvis høy korrelasjon observeres, men varigheten av korrelasjonsanalysen er kort, kan systemet foreslå tilstedeværelse av tilbakemelding når det i virkeligheten ikke har skjedd noen slik tilbakemelding. Dette er en artefakt av analysealgoritmen. I virkeligheten er de fleste tale-og musikksignaler høyt korrelert på kort sikt, men ikke på lang sikt. Dermed kan kortsiktig korrelasjonsanalyse på tale og musikk føre til kansellering av enkelte signaler, og kan til og med føre til ubehagelig lydkvalitet og tap av forståelighet. Dette antyder at langsiktig korrelasjon (dvs. saktevirkende tilbakemelding sti estimering) bør brukes til å unngå slike gjenstander.
på den annen side, hvis tilbakemeldingsavbestillingsalgoritmen tar lang tid å avbryte tilbakemeldingssignalet, kan det ikke være i stand til å håndtere de plutselige endringene i egenskapene til tilbakemeldingsbanen. Hørbar tilbakemelding kan fortsatt resultere til tilbakemeldingsavbestillingsalgoritmen har estimert og avbrutt tilbakemeldingssignalet. For eksempel vil et telefonrør plassert ved siden av øret resultere i fløyte som kan vare flere sekunder før tilbakemeldingsavbestillingsalgoritmen er effektiv for å redusere det irriterende signalet. Dette er uønsket, og den vellykkede algoritmen skal (ideelt sett) håndtere plutselige endringer i tilbakemeldingsbanen.
for å oppsummere, inkluderer eksisterende metoder for å redusere tilbakemelding tilnærminger for å minimere lekkasje og redusere tilgjengelig gevinst. Disse metodene kan begrense tilbakemelding, men kan også føre til ubehag og tap av forståelighet / lydkvalitet. Nåværende dsp-metoder for adaptiv tilbakemelding kansellering holder løfte, men kan også produsere uønskede gjenstander.
Nye Dsp-Tilbakemeldingsløsninger
Fremskritt Innen miniatyriseringsteknologi har tillatt bruk av en mindre, kraftigere chip for å implementere en adaptiv tilbakemeldingsalgoritme I Senso Diva for å kontrollere tilbakemelding i virkelige situasjoner. Den nåværende algoritmen inneholder flere proprietære patentsøkte elementer, Og Widex testresultater indikerer over 10 dB mer brukbar gevinst med liten eller ingen bivirkninger som de som er beskrevet tidligere. På grunn av bruken av chipdesign og dsp-implementering, er den adaptive tilbakemeldingsalgoritmen i instrumentet aktiv til enhver tid, samtidig som den opprettholder en lav strømavløp. Det som følger er en beskrivelse av de to hovedkomponentene i algoritmen—feedback path simulator og dynamic cancellation optimizer.
Feedback path simulator (FPS): feedback path simulator er designet for å estimere egenskapene til tilbakemeldingssignalet for å generere et avbestillingssignal. I motsetning til tidligere forsøk på å bruke en ekstern støykilde, BRUKER FPS det innkommende akustiske signalet til å drive korrelasjonsprosessen. Det ble gjort stor innsats for å etablere et tidsvindu av passende lengde der korrelasjonsanalyser utføres for å unngå estimeringsfeil i tilbakemeldingsbanen (dvs.feilfortolkning av tale/musikk som tilbakemelding). Høreapparatbrukere trenger ikke å lytte til den eksterne støyen som ble beskrevet i de forrige avsnittene.
Fig. 5 viser hvordan systemet fungerer. Det innkommende mikrofonsignalet (A) er kontinuerlig korrelert med det forsterkede signalet som kommer inn i mottakeren (B) med en samplingsfrekvens på 32 kHz for å estimere signalet som mates tilbake fra mottakeren til mikrofonen. Et avbestillingssignal (C) genereres som sendes til sommeren ( + ) for å avbryte tilbakemeldingssignalet på mikrofonen. Etter hvert som egenskapene til tilbakemeldingsbanen endres, endres også egenskapene til avbestillingssignalet. For å oppnå en stabil analyse ble det valgt et analysevindu på omtrent 5-10 sekunder. Resultatet av analysen oppdateres for hver ny prøve (dvs. 32.000 ganger per sekund).
Fig. 5. Blokkdiagram som viser de to hovedkomponentene I diva feedback-kanselleringsalgoritmen: feedback path simulator (FPS) og dynamic cancellation optimizer (DCO).
som tidligere nevnt er fordelen med denne tilnærmingen at ingen fast filter brukes til å påvirke brukbar forsterkning ved noen frekvens eller på noen inngangsnivåer. Båndbredden til filteret eller antall kanaler i høreapparatet har ingen effekt på nøyaktigheten av avbestillingsprosessen fordi et avbestillingssignal genereres og legges til mikrofonsignalet før bånddelingsfiltrene. Videre, siden det er en invers replikat av tilbakemeldingsbanen, kan mer enn en tilbakemeldingsfrekvens avbrytes. Fordi tilbakemeldingsbanesimulatoren er adaptiv i naturen, inkorporerer den automatisk eventuelle endringer av egenskapene til tilbakemeldingsbanen som kan oppstå over tid.
en advarsel er nødvendig. FPS-prosessen er med hensikt designet for å ha en tilpasningstid på 5-10 s for å unngå potensielle gjenstander når tale og musikk er innkommende signaler. Når egenskapene til tilbakemeldingssignalet ikke varierer for mye over tid, har den adaptive prosessen nok tid til å konvergere og skape et eksakt «tilbakemeldingssignal» med høy grad av presisjon. Dette vil helt eliminere tilbakemeldingssignalet. Men hvis egenskapene til tilbakemeldingssignalbanen varierer betydelig over tid, kan den adaptive prosessen ikke ha nok tid til å konvergere helt for å gi et eksakt tilbakemeldingssignal. Faktisk kan dette gjennomsnittlige estimatet avvike vesentlig fra egenskapene til det øyeblikkelige tilbakemeldingssignalet for å resultere i ufullstendig tilbakekalling av tilbakemelding.
Fig. 6. Maksimal gevinst før hørbar tilbakemelding uten tilbakemeldingsavbestillingsenheten, og med begge komponentene i tilbakemeldingsavbestillingsenheten. Merk at 10-12 dB mer brukbar gevinst er tilgjengelig med active feedback cancellation unit.
Dynamic Cancellation Optimizer (DCO): begrensningene I FPS førte til utviklingen av dynamic cancellation optimizer (DCO) algoritmen. Når brukeren tygger eller gjesper, oppstår ytterligere lydlekkasje når formen på ørekanalen endres. Når en telefon holdes nær høreapparatet, endres den reflekterende overflaten nær øret. Disse situasjonene representerer noen av situasjonene der tilbakemeldingsbanen og følgelig tilbakemeldingssignalet endres raskt. PÅ grunn av DEN langsomme naturen TIL FPS, kan DET ikke være mulig å generere «feedback cancellation signal» raskt nok. Som en konsekvens kan tilbakemelding forekomme i disse tilfellene til FPS har estimert et nøyaktig tilbakemeldingssignal og avbrutt det. Og hvis egenskapene til tilbakemeldingssignalet ikke stabiliseres (som i brukeren som stadig beveger sin kjeve), kan tilbakemeldingen aldri bli kansellert. Selvfølgelig kan dette være irriterende for brukeren.
en effektiv tilbakekallingsalgoritme bør også kunne imøtekomme raske endringer i tilbakemeldingsbanen. DCO ER en patentsøkt, hurtigvirkende mekanisme som er utformet for å kontinuerlig estimere dempningsegenskapene til tilbakemeldingsbanen i hver av frekvenskanalene. Fra det beregnes et estimat av maksimal gevinst i hver frekvenskanal. Fordi det ikke produserer signaler som settes inn i signalbanen, kan handlingen være veldig rask uten å produsere artefakter nevnt tidligere. Hvis tilbakemeldingsbanen endres raskt (f. eks., en telefon brakt til øret), DCO er utformet for å raskt og midlertidig begrense lav-input gevinst i kanalene som produserer hørbar tilbakemelding. DETTE gjør AT FPS tid til å beregne den nye feedback banen og avbryter feedback signal uten gevinst reduksjon. FORDI DCO opererer på bestemte kanaler, kan kanal båndbredder påvirke spesifisiteten av sin handling; dette bør imidlertid ikke være en bekymring i dette instrumentet, da det bruker 15 kanaler som er 1/3 oktav brede.
BÅDE FPS og DCO er aktive til enhver tid. Men avhengig av arten av stimulusforholdene og kravene til tilbakemeldingsmekanismen, kan virkningen av en komponent være mer dominerende over den andre når som helst. Fig. 6 viser at de kombinerte effektene AV FPS og DCO tillater så mye som 10-12 dB mer brukbar gevinst før tilbakemelding oppstår.
Konklusjon
Akustisk tilbakemelding kan minimeres gjennom passende forebyggende og akustiske tiltak. Digital signalbehandling gir flere muligheter som langt overgår evnen til tradisjonelle tilnærminger.
Bruk Av En Avbestillingsalgoritme For Tilbakemelding Under Beslag
en tilbakemeldingstest er en integrert del av tilpasningsprosedyren For Diva dsp høreapparat. Fordi erfaring med tilbakekallingsalgoritmen har vært positiv med minimal artefakter i de fleste situasjoner, anbefales det at algoritmen forblir aktiv til enhver tid. Avhengig av de individuelle egenskapene og testmiljøet gir en aktiv tilbakemeldingsavbestillingsenhet over 10 dB mer brukbar gevinst enn en inaktiv avbestillingsenhet. På den annen side kan deaktivering av tilbakemeldingsalgoritmen forhindre forekomst av sjeldne og uforutsette gjenstander som oppstår fra visse typer musikk.
en aktiv tilbakekoblingstilstand er spesielt nødvendig for brukere som trenger en høy mengde brukbar gevinst fra høreapparatet. I mindre kritiske situasjoner kan en aktiv tilbakekallingsalgoritme være fordelaktig for folk som ønsker mer lufting / lekkasje fra høreapparatet / øreproppen for forbedret subjektiv preferanse, inkludert okklusjonseffekten. Dette kan også være gunstig for de med myk ørekanalhud og / eller rett ørekanalgeometri, og opplever problemer med deres tilpassede høreapparat som «jobber seg ut» på grunn av kjevebevegelser. I tillegg kan denne funksjonen være nyttig for pediatriske beslag for de yngre enn 10 år. Rask vekst av ørekanalene20, 21 og pinna/concha størrelse når barnet blir eldre fører til økt risiko for tilbakemelding med samme ørepropp.
dispensing professional kan utføre den automatiske tilbakemeldingstesten fra enten den bærbare programmereren (SP3) eller Compass-programvaren (v. 3.1). Testing bør gjøres i et stille miljø for å unngå at ekstreme lyder forstyrrer testresultatene. Signalene brukes til å initialisere det adaptive filteret og å estimere dempingen av tilbakemeldingsbanen i hver frekvenskanal. Utgang fra mottakeren som lekker tilbake til mikrofonen gjennom den akustiske tilbakemeldingsbanen, brukes til å beregne overføringsegenskapene til tilbakemeldingsbanen. Tilbakemeldingstesten gir to viktige opplysninger: den vurderer egnetheten til shell / earmold-passformen, og den initialiserer systemet.
Vurdering av skall / ørepropp: Resultatene fra tilbakemeldingstesten indikerer om gjeldende ørepropp / skall gir en tilstrekkelig forsegling til å beholde den nødvendige forsterkningen for forsterkning av normal tale til brukerens behagelige lyttenivå. Denne informasjonen kan tillate en større ventil enn det som tradisjonelt brukes, og dermed redusere okklusjonseffekten og forbedre den subjektive kvaliteten på høreapparatet. En større ventil kan imidlertid redusere effektiviteten til støyreduksjonen og retningsmikrofonsystemene. Fordelen med tilbakemeldingstesten er at resultatene gjør det mulig for dispenseren å ta et informert valg om nødvendig ventilasjonsdiameter i henhold til individuelle preferanser og egenskaper til ørekanalen og auricleen.
Resultatene av tilbakemeldingstesten gjenspeiler også rekkevidden av brukbar forsterkning før hørbar tilbakemelding oppstår. Det er imidlertid viktig å innse at resultatene bare gjelder tilstanden til testsituasjonen under tilbakemeldingstesten. I en annen situasjon (f. eks., når en persons munn er åpen eller når en telefon er plassert over øret), kan høreapparatets akustiske bane bli ustabil og resultere i hørbar tilbakemelding. Hvis man skulle sette den øvre forsterkningsgrensen der tilbakemelding skjer til verdien som ble bestemt under tilbakemeldingstesten, kan høreapparatet være i ferd med akustiske svingninger hele tiden (sub-oscillatorisk tilbakemelding). Dette kan endre frekvensresponsen til høreapparatet.1 videre kan enhver bevegelse av kjeven sende høreapparatet til hørbar tilbakemelding.
for å unngå dette ble praksisen med å inkludere en «tilbakemeldingsmargin» tatt i Bruk I Senso Plus og Diva høreapparater. Tilbakemeldingsmarginen representerer dB-gevinsten under nivået der hørbar tilbakemelding oppstår. For eksempel betyr en tilbakemeldingsmargin på 6 dB at maksimal gevinst er satt 6 dB under hvor hørbar tilbakemelding oppstår.
Initialisering av systemet: resultatet av tilbakemeldingstesten tjener også til å initialisere tilbakemeldingsbanesimulatoren. Det vil si at den setter de første parametriske innstillingene til det digitale filteret slik at det kan generere avbestillingssignalet. Parameterverdiene lagres i høreapparatets minne og aktiveres hver gang høreapparatet slås på. Avbestillingsprosessen for tilpasset tilbakemelding starter med dette estimatet som den første estimeringen av tilbakemeldingsbanen.
HVIS det ikke er noen endring i tilstanden der høreapparatet er slitt i det virkelige liv, VIL FPS ta minimal tid å avbryte tilbakemeldingssignalet. Hvis det er en endring i egenskapene til tilbakemeldingsbanen fra den estimerte, vil FPS adaptive natur finjustere parametriske innstillinger for å avbryte tilbakemeldingssignalet. Den faktiske omstillingstiden avhenger av nærheten til den estimerte tilbakemeldingsbanen og den faktiske tilbakemeldingsbanen. Jo større forskjellen er, desto lengre tar den adaptive prosessen å «null inn» på en nøyaktig estimering. Selv om den adaptive karakteren av kanselleringsprosessen vil avbryte eventuelle tilbakemeldingssignaler, forventes tilbakemeldingstester utført under mer virkelige forhold å gi bedre innledende estimater av tilbakemeldingsbanen og forbedre effektiviteten av tilbakemeldingsprosessen. Av samme grunn er det viktig å gjenta tilbakemeldingstesten når øreproppen eller skallet er endret slik at et nytt sett med startverdier lagres.
denne artikkelen ble sendt TIL HR Av Francis Kuk, PhD, direktør for audiologi Ved Widex Hearing Aid Co, Long Island City, NY, Og Carl Ludvigsen, MS, direktør for audiologi, Og Thomas Kaulberg, PhD, forskningsingeniør Ved Widex ApS, Vaerloese, Danmark. Korrespondanse kan adresseres TIL HR Eller Francis Kuk, Widex Hearing Aid Co, 35-53 24th St, Long Island City, NY 11106-4116; e-post: .
1. Cox RM. Kombinerte effekter av øreproppventiler og suboscillatorisk tilbakemelding på høreapparatets frekvensrespons. Øret Hører. 1982;3:12-17.
2. A. V. Subjektive tiltak av tilfredshet og fordel: etablering av normer. Seminarer I Høringen. 1997; 18(1):37-48.
3. Agnew J. Akustisk tilbakemelding og andre hørbare gjenstander i høreapparater. Trender I Forsterkning. 1996;1(2):45-82.
4. Egolf D. Gjennomgang av akustisk tilbakemeldingslitteratur fra et kontrollsystem synspunkt. I G Studebaker & F Bess ‘ (eds) Vanderbilt Høreapparat Rapport: State-of-The Art Forskningsbehov. Upper Darby, Pa: Monografier i Moderne Audiologi, 1982: 94-103.
5. Kuk F. Maksimal brukbar real-ear innsetting gevinst med ti earmold design. J Am Acad Audiol. 1994;5:44-51.
6. Kuk F. Perceptuelle konsekvenser av lufting i høreapparater. Brit J Audiol. 1991; 25:163-169.
7. Agnew J. Bruk av et hakkfilter for å redusere akustisk tilbakemelding. Hør Jour. 1993; 46, 37-40.
8. Preves D, Sigelman J, LeMay P. a tilbakemelding stabiliserende krets for høreapparater. Hør Instrum. 1986; 37(4):34, 36-41, 51.
9. Bennett M, Srikandan S, Browne L. a kontrollert tilbakemelding høreapparat. Hør Hjelp Jour. 1980; 33(7):12, 42.
10. Lunner T, Hellgren J, Arlinger S, Elberling C. a digital filterbank høreapparat: Tre digitale signalbehandlingsalgoritmer-brukerpreferanse og ytelse. Øret Hører. 1997;18:373-387.
11. Kuk F. Nylige tilnærminger til montering av ikke-lineære høreapparater. I RJ Roeser, M Valente & H Hosford-Dunn ‘ S (eds) Audiologi: Diagnose, Behandling og Praksis Ledelse. Vol. NEW York: Thieme Publisher (engelsk). 2000:261-290.
12. Sandlin R. Introduserer et helt digitalt høreapparat. Hør Jour. 1996;49 (4):45-49.
13. Egolf D, Larson V. Akustisk tilbakemelding undertrykkelse i høreapparater. Rehab R & D Fremdriftsrapporter. Washington, DC: Dept. Krigsveteran, 1984: 163-164.
14. Kates J. problemet med tilbakemelding i høreapparater. J Comm Lidelser. 1991; 24:223-235.
15. Bustamante D, Worrall T, Williamson M. Måling Og adaptiv undertrykkelse av akustisk tilbakemelding i høreapparater. Proc. ICASSP. 1989: 2017-2020.
16. Dyrlund O, Bisgaard N. Akustisk feedback margin forbedringer i høreapparater ved hjelp av en prototype DFS (Digital Feedback Suppression) system. Scand Audiol. 1991; 20:49-53.
17. Henningsen L, Dyrlund O, Bisgaard N, Brink B. Digital Tilbakemelding Undertrykkelse (DFS). Scand Audiol. 1994; 23:117-122.
18. Engebretson a, fransk-St. George M, O ‘ Connell M. Adaptiv tilbakemelding stabilisering av høreapparater. Scand Audiol. 1993; 22:56-64.
19. Hellgren J, Lunner T, Arlinger S. systemidentifikasjon av tilbakemelding i høreapparater. J Acoust Soc Amer. 1999; 105:3481-3496.
20. Kruger B. en oppdatering på det ytre øret resonans hos spedbarn og små barn. Øret Hører. 1987; 8: 333-336.
21. Feigin J, Kopun J, Stelmachowicz P, Gorga m. Probe-tube mikrofon tiltak av øregangen lydtrykk nivåer hos spedbarn og barn. Øret Hører. 1989; 10: 254-258.