o feedback acústico ocorre em todos os instrumentos auditivos quando os sons vazam da ventilação ou do selo entre o molde auricular e o canal auditivo. Na maioria dos casos, o feedback acústico não é audível. Mas quando o ganho in situ do instrumento auditivo é suficientemente alto ou quando um respiradouro maior do que o tamanho ideal é usado, a saída do instrumento auditivo gerado dentro do canal auditivo pode exceder a atenuação oferecida pelo molde/concha do ouvido. A saída do instrumento auditivo torna-se instável e o feedback acústico uma vez inaudível torna-se audível. Nota dos autores: neste artigo, nos referimos ao tom de assobio audível como “feedback”, embora os leitores devam estar cientes de que, tecnicamente, o feedback ocorre o tempo todo em um instrumento auditivo.
o Feedback limita o ganho disponível para o usuário. Para muitos usuários e as pessoas ao seu redor, o feedback é um aborrecimento e até um constrangimento. Além disso, os instrumentos auditivos que estão à beira do feedback (ou seja, feedback sub-oscilatório) podem influenciar as características de frequência do instrumento auditivo e levar a assobios intermitentes.1 de fato, até 24% dos usuários de aparelhos auditivos relataram insatisfação em relação ao assobio no dispositivo.Portanto, não é inesperado que muitos pesquisadores, engenheiros e clínicos nos últimos anos tenham tentado prevenir e gerenciar a ocorrência de feedback. Os leitores são encaminhados para Agnew3 para um excelente resumo. Apesar das várias abordagens, incluindo algumas usando técnicas de processamento de sinal digital (DSP), todos levam a alguns graus de efeitos colaterais indesejáveis que podem comprometer o conforto, a qualidade do som e/ou a inteligibilidade da fala. Os vários aspectos do feedback são revisados neste artigo, incluindo sua geração, os princípios de seu gerenciamento, os efeitos colaterais associados e as maneiras pelas quais esses problemas são projetados para serem resolvidos em um novo instrumento auditivo digital.
explorando modelos de Feedback
um sistema de som é qualquer entidade que recebe uma entrada de som e produz uma saída. Usando essa definição, um instrumento auditivo é um sistema físico que recebe sons( ou seja, entrada), amplifica-os de acordo com a perda auditiva do usuário (ou seja, processamento) para que os sinais saiam do aparelho auditivo (ou seja ,, saída) em um volume apropriado para o usuário. Consequentemente, pode-se descrever os comportamentos de um instrumento auditivo usando conceitos comumente usados na teoria dos sistemas de controle de engenharia.4 o que se segue é uma descrição quantitativa simplificada do porquê e do que acontece quando o feedback ocorre.
Fig. 1 mostra um diagrama de blocos simples de um instrumento auditivo. O sinal de entrada (X) é amplificado por um fator de ganho (G) que resulta em um sinal de saída (Y). Se o aparelho auditivo / molde Auricular fornecer um selo completo (ou seja ,, sem caminho de feedback), o sinal de saída (Y) seria simplesmente determinado pelo ganho do instrumento auditivo e pelo nível de entrada (X). Que é,
Equação 1: Y = GX
Fig. 1. Diagrama de blocos de um instrumento auditivo.
quando um caminho de feedback está presente, uma certa fração (ß) do sinal de saída vazará de volta para o microfone. Figo. 2 mostra um diagrama de blocos simples de um instrumento auditivo que permite que alguns dos sons amplificados vazem de volta para o microfone (ou seja, tem um caminho de feedback). Pode-se considerar o processo de feedback como uma sequência em loop de eventos. Primeiro, o sinal de entrada X criará uma saída GX. Durante o primeiro loop, uma certa fração (ß) do sinal de saída GX vazará de volta para o microfone e contribuirá para a entrada como ßGX. Assim, a entrada combinada no microfone será (X + ßGX). Posteriormente, o sinal será amplificado por um fator G e contribuirá para o sinal de saída. Ou seja, a saída da audiência de instrumento após um ciclo torna-se:
Equação 2: Y = GX + G (ßGX)
Fig. 2. Diagrama de blocos de um instrumento auditivo que permite que parte do som amplificado vaze de volta para o microfone.
como a saída “loops” de volta para o microfone, a saída torna-se progressivamente maior por um fator de Gß. Após o número” n ” de loops, a saída do instrumento auditivo torna-se:
equação 3: Y = GX
Equação 3 é um exemplo de uma série de potência e, portanto, pode ser simplificada em:
Equação 4: Y = GX/(1 – Gß)
como Alternativa, uma forma intuitiva de compreensão Equação 4 é a de considerar que o sinal de saída Y consiste de dois componentes. O primeiro componente é o sinal de entrada amplificado, e o segundo componente é o sinal de feedback amplificado. O sinal de entrada Amplificado é igual ao sinal de entrada multiplicado pelo ganho do amplificador G(conforme o diagrama básico do instrumento auditivo na Fig. 1). O sinal de feedback é igual à fração ß do sinal de saída Y (veja a Fig. 2). Este sinal de feedback será captado pelo microfone e amplificado por um fator G e contribuirá para o sinal de saída como GßY. Isto é, a saída do aparelho auditivo:
Equação 5: Y = GX + GßY
movendo GßY para o lado esquerdo da equação e simplificando, temos:
Equação 6: Y (1 – Gß)= GX
que, dividindo ambos os lados por (1-Gß), obtemos o mesmo resultado, como mostrado na Equação 4 ou: Y = GX / (1-Gß)
verifica-se que a equação 4 é fundamental na compreensão dos fatores que controlam o feedback em um aparelho auditivo. Observe que, sem o denominador (ou seja, a parte escrita abaixo da linha divisória), a equação 4 é idêntica à equação 1 para o instrumento auditivo sem um caminho de feedback (conforme Fig. 1). Assim, é esse denominador que descreve as propriedades de feedback de um aparelho auditivo. Os elementos no denominador, G e ß, formam o ganho de loop Gß (ou ganho de loop aberto), que é o principal determinante de possíveis problemas de feedback em um sistema de instrumento auditivo. O ganho de Loop é obviamente controlado pelo ganho (G) do instrumento auditivo (ou seja, é por isso que às vezes você pode eliminar o feedback reduzindo o ganho). Por outro lado, a magnitude do ß é afetada por muitos fatores que podem ou não ser controláveis. Por exemplo, enquanto a quantidade de vazamento do respiradouro pode ser controlada, vazamento intermitente do movimento da mandíbula, presença de superfícies reflexivas próximas ao instrumento auditivo, reverberação da sala e mudança de posição da cabeça também podem alterar o caminho de feedback e afetar a magnitude de ß. Isso significa que a magnitude e a resposta de frequência do caminho de feedback podem não estar estacionárias.
pode-se ver que se ß for zero (ou seja, sem vazamento), o termo Gß será zero (0). O denominador será 1 e o valor de Y é determinado exclusivamente pelos valores de G E X. nestes casos em que o denominador assume um valor positivo (>0), o sistema de aparelho auditivo é considerado estável e nenhum feedback audível ocorre (isso é conhecido como critério de estabilidade Nyquist). Por outro lado, se o valor de ß aumenta ou se o ganho do amplificador aumenta (ou ambos), o valor de Gß aumenta. Isso, por sua vez, diminui o valor do denominador (1-Gß) e a saída do sistema aumenta. No entanto, à medida que o valor de Gß se aproxima de 1, o denominador se aproxima de 0 e o sistema se torna instável. Nesse caso, ocorre feedback audível e o sinal de saída y aumenta até atingir a saída máxima do aparelho auditivo ou quando seu ganho é reduzido por meio da ativação do sistema de compressão.
a equação 4 também mostra que, para o mesmo vazamento (ß), a ocorrência de feedback é determinada principalmente pelo ganho (G) do instrumento auditivo. À medida que G aumenta, o risco de feedback aumenta à medida que Gß se aproxima de 1 (e o denominador se aproxima de 0). Obviamente, à medida que G aumenta, a saída GX também aumenta. No entanto, é preciso perceber que um alto rendimento nem sempre requer alto ganho. Uma entrada Alta (X) com um baixo ganho também pode resultar em uma saída alta.
Métodos de controle de Feedback
como o feedback audível é um sinal de instabilidade do sistema de instrumentos auditivos, a equação 4 sugere que existem duas soluções possíveis para recuperar a estabilidade. Uma solução é controlar a alimentação do sinal de volta ao microfone controlando o Fator de vazamento ß. A outra é reduzir o ganho (G) do instrumento auditivo. O seguinte descreve maneiras pelas quais a redução de feedback foi implementada.
Fig. 3. Efeito na curva de ganho de entrada durante o gerenciamento de feedback (Fb) em um aparelho auditivo linear. Reduzir o ganho para controlar o feedback em aparelhos auditivos lineares causa uma redução do ganho em todas as frequências e em todas as entradas.
prevenção: medidas Preventivas para assegurar que o utente é dado a melhor condição para utilizar os disponíveis ganho sobre a audiência do instrumento, inclui:
- Garantindo uma precisão de ouvido impressão;
- Assegurar a correta orientação do receptor no canal do ouvido;
- Evitando cerumen no canal do ouvido ou no receptor de abertura;
- garantir que não sejam encontradas fissuras no tubo e
- usando um tamanho de ventilação apropriado, etc.
essas práticas são bem conhecidas e visam controlar o caminho de feedback potencial ß. Eles devem ser exercidos independentemente da disponibilidade de qualquer algoritmo anti-feedback ou cancelamento de feedback no instrumento auditivo.
abordagens acústicas: a maioria dos profissionais de dispensação está familiarizada com o controle do feedback, reduzindo o vazamento de sons através do sistema de instrumentos auditivos/earmold. Tentativas, como restringir o diâmetro do respiradouro e/ou aumentar o diâmetro/circunferência da primeira área de curvatura da concha de molde Auricular/aparelho auditivo, são os primeiros passos e representam as abordagens acústicas mais frequentemente empregadas.
no entanto, essas abordagens também podem afetar o ganho disponível do instrumento auditivo. Kuk5 forneceu dados sobre o ganho máximo de inserção de um instrumento auditivo BTE de potência linear de canal único, pois o diâmetro de um seleto-a-ventilação paralelo (SAV) foi ajustado de 0 a 3 mm. até 25 dB de mudança de ganho em 250 Hz e 10-15 dB acima de 1000 Hz foi observado. Tais achados poderiam ser modificados se um instrumento auditivo multicanal fosse usado.
as abordagens acústicas também visam gerenciar o caminho de feedback potencial B. Embora essas tentativas possam ser eficazes, elas também podem levar a outros efeitos colaterais. Por exemplo, diminuir o diâmetro da ventilação pode levar à diminuição da ventilação do canal auditivo ocluído, alteração da resposta de frequência do aparelho auditivo, diminuição do fluxo de baixas frequências naturais através da ventilação, pior qualidade de som subjetiva e aumento da percepção de oclusão durante a vocalização.6 além disso, aumentar o diâmetro do canal da orelha pode causar desconforto físico. Em casos raros, pode ocorrer dor e abrasão do canal auditivo.
redução do ganho em instrumentos lineares: a maioria dos aparelhos auditivos é fabricada com maior ganho nas altas frequências. Infelizmente, o caminho de feedback típico também fornece menos atenuação em altas frequências do que em baixas frequências. Portanto, o risco de feedback audível é maior na faixa de frequência mais alta.
um método comum para controlar o feedback é diminuir o ganho de alta frequência do instrumento auditivo através do uso de controle de tom ou filtragem de passagem baixa. No entanto, o ganho nas regiões de maior frequência (e adjacentes) também está comprometido com essa abordagem. A inteligibilidade da fala pode sofrer como conseqüência. Abordagens alternativas como o uso de um filtro de entalhe( por exemplo, Agnew7), amortecimento da frequência ressonante, mudança de fase (por exemplo, Presses et al.8) e mudança de frequência (por exemplo, Bennett et al.9), ou reduzindo o ganho em um ou mais filtros em um banco de filtros (por exemplo, Lunner et al.10) são mais precisos no controle de feedback com menos efeito nas frequências próximas. Obviamente, a extensão em que isso é verdade depende da largura de banda dos filtros.
há um problema adicional com o gerenciamento de feedback em aparelhos auditivos lineares. Como esses dispositivos fornecem o mesmo ganho em todos os níveis de entrada, a redução de ganho aplicada a uma região de frequência será eficaz em todos os níveis de entrada. Isso significa que sons suaves, bem como sons de nível médio, serão afetados na mesma medida. A inteligibilidade da fala em todos os níveis de entrada pode ser afetada (Fig. 3). Embora a frequência de feedback possa se originar de regiões de frequência limitada, um usuário com um instrumento auditivo linear de canal único terá que diminuir o ganho geral em todas as frequências para minimizar o feedback. Redução de ganho em instrumentos não lineares: um dispositivo não linear (ou compressão) fornece menos ganho à medida que a entrada aumenta. Como o gerenciamento de feedback nesses instrumentos também é realizado reduzindo o ganho na região de frequência em que ocorre o feedback, os mesmos efeitos colaterais associados ao gerenciamento de feedback em aparelhos auditivos lineares podem ocorrer.
há uma exceção. Considerando que, em um instrumento auditivo linear, o ganho em todos os níveis de entrada é afetado, pode-se projetar um instrumento auditivo não linear para que apenas o ganho para o nível de entrada mais baixo possa ser afetado. Isso ocorre porque o ganho de um auxílio não linear é máximo no nível de entrada mais baixo e diminui à medida que a entrada aumenta. Ao reduzir esse ganho máximo por meio de um limite de compressão aumentado, o feedback é controlado sem afetar o ganho em níveis de entrada mais altos.11 Este é um método eficaz e prático para controlar o feedback e tem sido usado em aparelhos auditivos digitais (por exemplo, Senso).12 embora a inteligibilidade da fala suave possa ser comprometida, a inteligibilidade da fala conversacional é preservada. Figo. 4 mostra o efeito do gerenciamento de feedback nas curvas de ganho de entrada de um instrumento auditivo não linear. Observe que apenas o ganho para os sons mais suaves é afetado no auxílio não linear.
uma suposição por trás da abordagem de” redução de ganho ” para o gerenciamento de feedback é que há apenas uma frequência de feedback fixa. Na realidade, tal suposição raramente é verdadeira. Normalmente, há mais de uma frequência na qual ocorre instabilidade. Suprimir uma frequência pode criar feedback em outra frequência.3 Além disso, como foi indicado anteriormente, o caminho de feedback não é estacionário; é modificado dinamicamente pelo Estado do usuário do instrumento auditivo. Consequentemente, o feedback ainda pode ocorrer na vida real, embora seja controlado na clínica.
estratégias de Feedback em instrumentos DSP
técnicas digitais fornecem possibilidades adicionais para resolver o problema de feedback. No entanto, devido aos vigorosos requisitos computacionais de tais algoritmos de redução de feedback, muitos instrumentos auditivos DSP utilizam os métodos descritos nos parágrafos anteriores. Apesar de tais restrições, vários algoritmos de cancelamento de feedback baseados em DSP foram tentados em aparelhos auditivos para controlar o feedback.
princípios de cancelamento de feedback: Fig. 2 mostra que o feedback ocorre porque a amplificação do sinal de feedback (GßX) resulta em instabilidade do sistema. Se as características desse sinal de feedback forem conhecidas, Um filtro pode ser gerado com uma característica de resposta semelhante à do caminho de feedback. Subtraindo o sinal de feedback estimado da entrada, pode-se obter um sistema praticamente livre de feedback. Este é o princípio por trás da moderna teoria do cancelamento de feedback. Egolf & Larson13 descreveu este princípio em detalhes.
embora teoricamente sólido, o método de cancelamento de feedback inicial descrito por Egolf & Larson13 foi baseado em filtros com uma resposta fixa. Como discutido anteriormente, o movimento do instrumento auditivo no canal auditivo durante os movimentos da mandíbula, mudanças nas superfícies reflexivas ao redor da cabeça (como um telefone colocado sobre o aid14 auditivo), etc., altere as características do caminho de feedback. Consequentemente, o feedback ainda pode ocorrer na vida real. É necessário um sistema de filtro variável que se adapte às mudanças nas características do caminho de feedback.Cancelamento de feedback adaptativo: os primeiros sistemas de cancelamento de feedback adaptativo projetados para instrumentos auditivos foram desenvolvidos por volta de 1990.15,16 em vez de um filtro fixo, um sistema de cancelamento de feedback que monitora constantemente o caminho de feedback é usado para atualizar as características do filtro de cancelamento adaptativo. Em sistemas anteriores, o instrumento auditivo gerou ruído de baixo nível como sinal de entrada para o amplificador. Análises de correlação contínua foram realizadas entre o sinal de ruído original que entra no receptor e no microfone, a fim de fornecer uma estimativa precisa do sinal de feedback. Os resultados das análises de correlação foram então usados para modificar continuamente a função de transferência do filtro adaptativo para a função de transferência do caminho de feedback. Subtrair o sinal de feedback estimado do sinal do microfone (que contém o sinal de feedback real) levou a um cancelamento do sinal de feedback e, assim, reduziu o Fator de feedback efetivo (ß na Fig. 2).
a vantagem do algoritmo adaptativo é que nenhum filtro fixo é usado e nenhum comprometimento no ganho utilizável é feito. Esses algoritmos relataram uma melhoria de 5-10 dB de ganho adicional de inserção utilizável antes do feedback.17 além disso, mudanças lentas nas características do caminho de feedback 18 também são gerenciadas corretamente.
Fig. 4. Efeito na curva de ganho de entrada durante o gerenciamento de feedback (Fb) em um aparelho auditivo não linear. Observe a diferença de efeito entre os níveis de entrada entre os aparelhos auditivos lineares e não lineares.
apesar de sua eficácia relativa, vários problemas impediram a aceitação generalizada deste sistema. Um problema foi a vigorosa demanda computacional da análise de correlação. Para estimar o caminho de feedback com precisão, as análises de correlação precisam ser realizadas continuamente ou em breves intervalos regulares. Considerando o nível da tecnologia de chips na época, era difícil implementar um sistema comercial que fosse cosmeticamente e funcionalmente aceitável.
outra desvantagem com essa abordagem é que o ruído de baixo nível usado na correlação foi audível para a maioria dos usuários de aparelhos auditivos. Isso foi irritante para alguns usuários e, na prática, limitou o uso desses instrumentos auditivos de cancelamento de feedback para pessoas que tiveram perdas graves a profundas. Recentemente, sistemas de cancelamento de feedback que usam sons no ambiente para estimar o caminho de feedback foram descritos.19 estes podem resolver o problema com o ruído de medição audível, uma vez que nenhum ruído artificial está presente.
no entanto, pode haver problemas restantes associados a artefatos e velocidade de resposta do método de cancelamento. Foi mencionado anteriormente que as análises de correlação são realizadas para estimar o caminho de feedback. Isso se baseia na suposição de que um sinal de feedback é uma versão altamente correlacionada do sinal original. Se alta correlação for observada, mas a duração da análise de correlação for curta, o sistema pode sugerir a presença de feedback quando na vida real esse feedback não ocorreu. Este é um artefato do algoritmo de análise. Na vida real, a maioria dos sinais de fala e música são altamente correlacionados em uma base de curto prazo, mas não em uma base de longo prazo. Assim, a análise de correlação de curto prazo sobre fala e música pode resultar no cancelamento de alguns sinais e pode até levar a uma qualidade de som desagradável e perda de inteligibilidade. Isso sugere que a correlação de longo prazo (ou seja, estimativa do caminho de feedback de ação lenta) deve ser usada para evitar tais artefatos.
por outro lado, se o algoritmo de cancelamento de feedback demorar muito para cancelar o sinal de feedback, pode não ser capaz de lidar com as mudanças repentinas nas características do caminho de feedback. O feedback audível ainda pode resultar até que o algoritmo de cancelamento de feedback tenha estimado e cancelado com sucesso o sinal de feedback. Por exemplo, um aparelho de telefone colocado ao lado da orelha resultará em assobios que podem durar vários segundos antes que o algoritmo de cancelamento de feedback seja eficaz na redução do sinal irritante. Isso é indesejável e o algoritmo bem-sucedido deve (idealmente) lidar com mudanças repentinas no caminho de feedback.
para resumir, os métodos existentes para reduzir o feedback incluem abordagens para minimizar o vazamento e reduzir o ganho disponível. Esses métodos podem limitar o feedback, mas também podem levar a desconforto e perda de inteligibilidade/qualidade do som. Os métodos DSP atuais de cancelamento de feedback adaptativo são promissores, mas também podem produzir artefatos indesejados.
novas soluções de Feedback DSP
os avanços na tecnologia de miniaturização permitiram o uso de um chip menor e mais poderoso para implementar um algoritmo de feedback adaptativo no Senso Diva para controlar o feedback em situações da vida real. O algoritmo atual inclui vários elementos patenteados pendentes, e os resultados do teste Widex indicam mais de 10 dB de ganho mais utilizável com pouco ou nenhum efeito colateral como os descritos anteriormente. Devido ao uso do design do chip e sua implementação DSP, o algoritmo de feedback adaptativo no instrumento está ativo o tempo todo, mantendo um baixo dreno de corrente. O que se segue é uma descrição dos dois componentes principais do algoritmo—o simulador de caminho de feedback e o otimizador de cancelamento dinâmico.
simulador de caminho de Feedback (FPS): o simulador de caminho de feedback é projetado para estimar as características do sinal de feedback para gerar um sinal de cancelamento. Em contraste com as tentativas anteriores de usar uma fonte de ruído externa, o FPS usa o sinal acústico de entrada para conduzir o processo de correlação. Grande esforço foi feito para estabelecer uma janela de tempo de comprimento adequado onde as análises de correlação são realizadas, a fim de evitar erros de estimativa do caminho de feedback (ou seja, má interpretação da fala/música como feedback). Os usuários de aparelhos auditivos não precisam ouvir o ruído externo descrito nos parágrafos anteriores.
Fig. 5 mostra como o sistema funciona. O sinal de entrada do microfone (A) está continuamente correlacionado com o sinal amplificado que entra no receptor (B) a uma taxa de amostragem de 32 kHz, a fim de estimar a alimentação do sinal de volta do receptor para o microfone. É gerado um sinal de cancelamento (C) que é enviado para o verão ( + ) para cancelar o sinal de feedback no microfone. À medida que as características do caminho de feedback mudam, as características do sinal de cancelamento também mudam. Para obter uma análise estável, foi escolhida uma janela de análise de aproximadamente 5 a 10 segundos. O resultado da análise é atualizado para cada nova amostra (ou seja, 32.000 vezes por segundo).
Fig. 5. Diagrama de blocos mostrando os dois componentes principais do algoritmo de cancelamento de feedback Diva: o simulador de caminho de feedback (FPS) e o otimizador de cancelamento dinâmico (DCO).
Como mencionado anteriormente, a vantagem desta abordagem é que nenhum filtro fixo é usado para afetar o utilizáveis ganho em qualquer frequência ou em qualquer nível de entrada. As larguras de banda do filtro ou o número de canais dentro do instrumento auditivo não têm efeito sobre a precisão do processo de cancelamento porque um sinal de cancelamento é gerado e adicionado ao sinal do microfone antes dos filtros de divisão de banda. Além disso, como é uma réplica inversa do caminho de feedback, mais de uma frequência de feedback pode ser cancelada. Como o simulador de caminho de feedback é de natureza adaptativa, ele incorpora automaticamente quaisquer alterações nas características do caminho de feedback que possam ocorrer ao longo do tempo.
é necessária uma nota de advertência. O processo FPS é propositalmente projetado para ter um tempo de adaptação de 5-10 s, a fim de evitar artefatos potenciais quando a fala e a música são os sinais de entrada. Quando as características do sinal de feedback não variam muito ao longo do tempo, o processo adaptativo tem tempo suficiente para convergir e criar um “sinal de cancelamento de feedback” exato com um alto grau de precisão. Isso eliminaria completamente o sinal de feedback. No entanto, se as características do Caminho do sinal de feedback variam consideravelmente ao longo do tempo, o processo adaptativo pode não ter tempo suficiente para convergir completamente para produzir um sinal de cancelamento de feedback exato. De fato, essa estimativa média pode se desviar substancialmente das características do sinal de feedback momentâneo para resultar em Cancelamento incompleto do feedback.
Fig. 6. Ganho máximo antes do feedback audível sem a unidade de cancelamento de feedback e com os dois componentes da unidade de cancelamento de feedback. Observe que 10-12 dB mais ganho utilizável está disponível com a unidade de cancelamento de feedback ativo.
Dynamic Cancellation Optimizer (DCO): as limitações do FPS levaram ao desenvolvimento do algoritmo dynamic cancellation optimizer (DCO). Quando o usuário está mastigando ou bocejando, vazamento de som adicional ocorre à medida que a forma do canal auditivo é alterada. Quando um telefone é mantido próximo ao aparelho auditivo, a superfície reflexiva próxima ao ouvido é alterada. Essas situações representam algumas das situações durante as quais o caminho de feedback e, consequentemente, o sinal de feedback é alterado rapidamente. Devido à natureza lenta do FPS, pode não ser capaz de gerar o “sinal de cancelamento de feedback” rápido o suficiente. Como consequência, o feedback pode ocorrer nesses casos até que o FPS tenha estimado um sinal de feedback preciso e o tenha cancelado. E, se as características do sinal de feedback não se estabilizarem (como no usuário que constantemente move sua mandíbula), o feedback nunca poderá ser cancelado. Obviamente, isso pode ser irritante para o usuário.
um algoritmo eficaz de cancelamento de feedback também deve ser capaz de acomodar mudanças rápidas no caminho do feedback. O DCO é um mecanismo de ação rápida com patente pendente que é projetado para estimar continuamente as características de atenuação do caminho de feedback em cada um dos canais de frequência. A partir disso, é calculada uma estimativa do ganho máximo em cada canal de frequência. Como não produz sinais inseridos no caminho do sinal, sua ação pode ser muito rápida sem produzir os artefatos mencionados anteriormente. Se o caminho de feedback mudar rapidamente (por exemplo,, um telefone trazido ao ouvido), o DCO é projetado para limitar rápida e temporariamente o ganho de baixa entrada nos canais que produzem o feedback audível. Isso permite que o tempo FPS recalcule o novo caminho de feedback e cancele o sinal de feedback sem redução de ganho. Como o DCO opera em canais específicos, as larguras de banda dos canais podem afetar a especificidade de sua ação; no entanto, isso não deve ser uma preocupação neste instrumento, pois ele usa 15 canais com 1/3 de oitava de largura.
tanto o FPS quanto o DCO estão ativos o tempo todo. No entanto, dependendo da natureza das condições de estímulo e dos requisitos para o mecanismo de feedback, a ação de um componente pode ser mais dominante sobre o outro a qualquer momento. Figo. 6 mostra que os efeitos combinados do FPS e do DCO permitem até 10-12 dB de ganho mais utilizável antes que o feedback ocorra.
conclusão
o feedback acústico pode ser minimizado por meio de medidas preventivas e acústicas apropriadas. O processamento de sinal Digital traz possibilidades adicionais que excedem em muito a capacidade das abordagens tradicionais.
uso de um algoritmo de Cancelamento de Feedback durante os encaixes
um teste de feedback é um componente integral do procedimento de encaixe para o instrumento auditivo Diva DSP. Como a experiência com o algoritmo de cancelamento de feedback foi positiva com artefatos mínimos na maioria das situações, é recomendável que o algoritmo permaneça ativo o tempo todo. Dependendo das características individuais e do ambiente de teste, uma unidade de cancelamento de feedback ativa permite mais de 10 dB de ganho mais utilizável do que uma unidade de cancelamento inativa. Por outro lado, a desativação do algoritmo de feedback pode impedir a ocorrência de artefatos raros e imprevistos decorrentes de certos tipos de música.
um estado de cancelamento de feedback ativo é especialmente necessário para usuários que exigem uma grande quantidade de ganho utilizável do instrumento auditivo. Em situações menos críticas, um algoritmo de cancelamento de feedback ativo pode ser vantajoso para pessoas que desejam mais ventilação/vazamento de seu aparelho auditivo/molde auditivo para melhor preferência subjetiva, incluindo o efeito de oclusão. Isso também pode ser benéfico para aqueles com pele macia do canal auditivo e/ou geometria reta do canal auditivo e ter problemas com seu instrumento auditivo personalizado “trabalhando para sair” devido aos movimentos da mandíbula. Além disso, esse recurso pode ser útil para acessórios pediátricos para menores de 10 anos. O rápido crescimento dos canais auriculares20, 21 e o tamanho do pavilhão auricular/concha à medida que a criança envelhece leva a um risco aumentado de feedback com o mesmo molde Auricular.
o profissional distribuidor pode executar o teste automático do feedback do programador portátil (SP3) ou do software do compasso (v. 3.1). O teste deve ser feito em um ambiente silencioso para evitar que sons estranhos confundam os resultados do teste. Os sinais são usados para inicializar o filtro adaptativo e estimar a atenuação do caminho de feedback em cada canal de frequência. A saída do receptor que vaza de volta para o microfone através do caminho de feedback acústico é usada para calcular as propriedades de transferência do caminho de feedback. O teste de feedback fornece duas informações importantes: avalia a adequação do shell/earmold fit e inicializa o sistema.
avaliando o ajuste shell / earmold: os resultados do teste de feedback indicam se o earmold/shell atual fornece um selo suficiente para reter o ganho necessário para a amplificação da fala normal ao nível de audição confortável do Usuário. Essas informações podem permitir uma ventilação maior do que a tradicionalmente usada, reduzindo assim o efeito de oclusão e melhorando a qualidade subjetiva do instrumento auditivo. No entanto, uma ventilação maior pode reduzir a eficácia dos sistemas de redução de ruído e microfone direcional. A vantagem do teste de feedback é que seus resultados permitem que o profissional dispensador faça uma escolha informada sobre o diâmetro de ventilação necessário de acordo com as preferências e propriedades individuais do canal auditivo e da aurícula.
os resultados do teste de feedback também refletem a faixa de ganho utilizável antes que ocorra feedback audível. No entanto, é importante perceber que os resultados se aplicam apenas à condição da situação do teste durante o teste de feedback. Numa situação diferente (p. ex., quando a Boca de uma pessoa está aberta ou quando um telefone é colocado sobre a orelha), o caminho acústico do instrumento auditivo pode se tornar instável e resultar em feedback audível. Se alguém definir o limite de ganho superior onde o feedback ocorre com o valor determinado durante o teste de feedback, o instrumento auditivo pode estar à beira de oscilações acústicas o tempo todo (feedback sub-oscilatório). Isso pode alterar a resposta de frequência do aparelho auditivo.1 Além disso, qualquer movimento da mandíbula pode enviar o instrumento auditivo para feedback audível.
para evitar isso, a prática de incluir uma “margem de feedback” foi adotada nos instrumentos auditivos Senso Plus e Diva. A margem de feedback representa o ganho de dB abaixo do nível em que ocorre o feedback audível. Por exemplo, uma margem de feedback de 6 dB significa que o ganho máximo é definido 6 dB abaixo onde ocorre feedback audível.
Inicializando o sistema: o resultado do teste de feedback também serve para inicializar o simulador de caminho de feedback. Ou seja, define as configurações paramétricas iniciais do filtro digital para que ele possa gerar o sinal de cancelamento. Os valores dos parâmetros são armazenados na memória do aparelho auditivo e são ativados toda vez que o aparelho auditivo é ligado. O processo de cancelamento de feedback adaptativo começa com essa estimativa como a primeira estimativa do caminho de feedback.
se não houver alteração na condição em que o aparelho auditivo é usado na vida real, o FPS levará um tempo mínimo para cancelar o sinal de feedback. Se houver uma alteração nas características do caminho de feedback do estimado, a natureza adaptativa do FPS ajustará suas configurações paramétricas para cancelar o sinal de feedback. O tempo real de reajuste depende da proximidade do caminho de feedback estimado e do caminho de feedback real. Quanto maior a diferença, mais tempo leva o processo adaptativo para “zero” em uma estimativa precisa. Assim, embora a natureza adaptativa do processo de Cancelamento Cancele quaisquer sinais de feedback, espera-se que os testes de feedback realizados sob condições mais reais produzam melhores estimativas iniciais do caminho de feedback e melhorem a eficácia do processo de cancelamento de feedback. Pelo mesmo motivo, é importante refazer o teste de feedback quando o earmold ou shell for modificado para que um novo conjunto de valores iniciais seja armazenado.
Este artigo foi enviado para RH por Francisco Kuk, PhD, diretor de audiologia na Widex aparelhos Auditivos Co, Long Island City, NY, e Carl Ludvigsen, MS, diretor da audiologia, e Thomas Kaulberg, PhD, engenheiro de pesquisa em Widex ApS, Vaerloese, Dinamarca. A correspondência pode ser endereçada a HR ou Francis Kuk, Widex Hearing Aid Co, 35-53 24th St, Long Island City, NY 11106-4116; e-mail: .
1. Cox RM. Efeitos combinados de respiradouros de orelha e feedback suboscilatório na resposta de frequência do aparelho auditivo. Ouvido Ouvir. 1982;3:12-17.
2. Kochkin S. Medidas subjetivas de satisfação e benefício: estabelecendo normas. Seminários em audiência. 1997; 18(1):37-48.
3. Agnew J. feedback acústico e outros artefatos audíveis em aparelhos auditivos. Tendências em amplificação. 1996;1(2):45-82.
4. Egolf D. revisão da literatura de feedback acústico do ponto de vista do sistema de controle. Em G Studebaker & F Bess’ (eds) Vanderbilt Hearing Aid Report: State-of-the art Research Needs. Upper Darby, Pa: monografias em Audiologia contemporânea, 1982: 94-103.
5. Kuk F. ganho máximo utilizável da inserção da real-orelha com dez projetos do earmold. J Am Acad Audiol. 1994;5:44-51.
6. Kuk F. consequências perceptivas da ventilação em aparelhos auditivos. Brit J Audiol. 1991; 25:163-169.
7. Agnew J. aplicação de um filtro de entalhe para reduzir o feedback acústico. Ouve Jour. 1993; 46, 37-40.
8. Anterior D, Sigelman J, LeMay p. um circuito de estabilização de feedback para aparelhos auditivos. Ouça Instrum. 1986; 37(4):34, 36-41, 51.
9. Bennett M, Srikandan s, Browne L. um aparelho auditivo de feedback controlado. Ouve O Aid Jour. 1980; 33(7):12, 42.
10. Lunner T, Hellgren J, Arlinger s, Elberling C. A Digital filter bank aparelho auditivo: Três algoritmos de processamento de sinal digital-preferência e desempenho do Usuário. Ouvido Ouvir. 1997;18:373-387.
11. Kuk F. abordagens recentes para a adaptação de aparelhos auditivos não lineares. Em RJ Roeser, M Valente & h Hosford-Dunn’s (eds) Audiology: Diagnosis, Treatment, and Practice Management. Volume. II. Nova Iorque: Editora Thieme. 2000:261-290.
12. Sandlin R. apresentando um instrumento auditivo completamente digital. Ouve Jour. 1996;49 (4):45-49.
13. Egolf D, Larson V. supressão de feedback acústico em aparelhos auditivos. Rehab R & D Relatórios De Progresso. Washington, DC: Departamento. de Assuntos veteranos, 1984: 163-164.
14. Kates J. O problema do feedback em aparelhos auditivos. Distúrbios J Comm. 1991; 24:223-235.
15. Bustamante D, Worrall T, Williamson M. Medição e supressão adaptativa do feedback acústico em aparelhos auditivos. Procedimento. ICASSP. 1989: 2017-2020.
16. Dyrlund o, Bisgaard N. melhorias na margem de feedback acústico em aparelhos auditivos usando um protótipo DFS (supressão de Feedback Digital) sistema. Scand Audiol. 1991; 20:49-53.
17. Henningsen L, Dyrlund O, Bisgaard N, Brink B. supressão de Feedback Digital (DFS). Scand Audiol. 1994; 23:117-122.
18. Engebretson A, Francês-St. George M, O’Connell M. estabilização adaptativa do feedback dos aparelhos auditivos. Scand Audiol. 1993; 22:56-64.
19. Hellgren J, Lunner T, Arlinger S. identificação do sistema de feedback em aparelhos auditivos. J Acoust Soc Amer. 1999; 105:3481-3496.
20. Kruger B. Uma atualização sobre a ressonância do ouvido externo em bebês e crianças pequenas. Ouvido Ouvir. 1987; 8: 333-336.
21. Feigin J, Kopun J, Stelmachowicz P, Gorga M. probe-tube microphone measures of ear canal sound pressure levels in infants and children. Ouvido Ouvir. 1989; 10: 254-258.