akustisk feedback förekommer i alla hörapparater när ljud läcker från ventilen eller tätningen mellan öronsnäckan och hörselgången. I de flesta fall hörs inte akustisk återkoppling. Men när hörapparatens in-situ-förstärkning är tillräckligt hög eller när en ventil som är större än optimal storlek används, kan hörapparatens utgång som genereras i hörselgången överstiga dämpningen som erbjuds av öronfästet/skalet. Hörapparatens utgång blir då instabil och den en gång ohörbara akustiska återkopplingen blir hörbar. I detta dokument hänvisar vi till den hörbara visslande tonen som ”feedback” även om läsarna bör vara medvetna om att tekniskt sett sker feedback hela tiden i ett hörapparat.
Feedback begränsar den tillgängliga vinsten för bäraren. För många bärare och människorna omkring dem är feedback en irritation och till och med en förlägenhet. Dessutom kan hörapparater som ligger på gränsen till återkoppling (dvs. suboscillatorisk återkoppling) påverka hörapparatens frekvensegenskaper och leda till intermittent vissling.1 faktum är att så mycket som 24% av hörapparatbärarna rapporterade missnöje i förhållande till vissling i enheten.2 Det är således inte oväntat att många forskare, ingenjörer och kliniker under de senaste åren har försökt att förebygga och hantera förekomsten av feedback. Läsare hänvisas till Agnew3 för en utmärkt sammanfattning.
trots de olika metoderna, inklusive vissa som använder digital signalbehandling (DSP) tekniker, leder alla till vissa grader av oönskade biverkningar som kan äventyra komfort, ljudkvalitet och/eller talförståelse. De olika aspekterna av feedback granskas i den här artikeln, inklusive dess generation, principerna för dess hantering, tillhörande biverkningar och hur dessa problem är utformade för att lösas i ett nytt digitalt hörapparat.
utforska modeller av Feedback
ett ljudsystem är en enhet som tar en ljudingång och producerar en utgång. Med hjälp av den definitionen är ett hörapparat ett fysiskt system som tar ljud (dvs. ingång), förstärker dem enligt bärarens hörselnedsättning (dvs. bearbetning) så att signalerna lämnar hörapparaten (dvs., utgång) vid en lämplig ljudstyrka för bäraren.
följaktligen kan man beskriva beteenden hos ett hörapparat med hjälp av begrepp som vanligtvis används i teknisk styrsystemteori.4 nedan följer en förenklad kvantitativ beskrivning av varför och vad som händer när feedback uppstår.
Fig. 1 visar ett enkelt blockschema över ett hörapparat. Ingångssignalen (X) förstärks av en förstärkningsfaktor (G) som resulterar i en utsignal (Y). Om hörapparaten / öronsnäckan ger en fullständig tätning (dvs., ingen återkopplingsväg) skulle utsignalen (Y) helt enkelt bestämmas av hörapparatens förstärkning och ingångsnivån (X). Det är,
ekvation 1: Y = GX
Fig. 1. Blockschema för ett hörapparat.
när en återkopplingsväg finns, kommer en viss fraktion (SEK.) av utsignalen att läcka tillbaka till mikrofonen. Fig. 2 visar ett enkelt blockschema över ett hörapparat som låter några av de förstärkta ljuden läcka tillbaka till mikrofonen (det vill säga den har en återkopplingsväg). Man kan betrakta återkopplingsprocessen som en loopad händelseförlopp. Först kommer ingångssignalen X att skapa en utgång GX. Under den första slingan, kommer en viss fraktion (GHz) av utsignalen GX läcka tillbaka till mikrofonen och bidra till ingången som ugugx. Således kommer den kombinerade ingången vid mikrofonen att vara (X + usbygx). Därefter förstärks signalen med en faktor G och bidrar till utsignalen. Det vill säga hörapparatens utgång efter en slinga blir:
ekvation 2: Y = GX + G (usci GX)
Fig. 2. Blockschema över ett hörapparat som låter en del av det förstärkta ljudet läcka tillbaka till mikrofonen.
när utmatningen ”slingrar” tillbaka till mikrofonen blir utmatningen gradvis större med en faktor av G GHz. Efter” n ” antal slingor blir hörapparatens utgång:
ekvation 3: Y = GX
ekvation 3 är ett exempel på en kraftserie och kan således förenklas till:
ekvation 4: Y = GX/(1 – g Xhamster)
alternativt är ett intuitivt sätt att förstå ekvation 4 att överväga att utsignalen Y består av två komponenter. Den första komponenten är den förstärkta ingångssignalen, och den andra komponenten är den förstärkta återkopplingssignalen. Den förstärkta ingångssignalen är lika med ingångssignalen multiplicerad med förstärkaren g (enligt det grundläggande hörapparatdiagrammet i Fig. 1). Återkopplingssignalen är lika med fraktionen av utsignalen y (se Fig. 2). Denna återkopplingssignal kommer att plockas upp av mikrofonen och förstärkas med en faktor G och bidra till utsignalen som g Aci. Det vill säga utmatningen från hörapparaten är:
ekvation 5: Y = GX + g Augyly
genom att flytta G Augyly till vänster sida av ekvationen och förenkla har vi:
ekvation 6: Y (1 – g sekund)= GX
som genom att dividera båda sidor med (1-g sekund) får vi samma resultat som visas i ekvation 4 eller: Y = GX / (1 – g oc Ig)
det visar sig att ekvation 4 är grundläggande för att förstå de faktorer som styr feedback i ett hörapparat. Observera att utan nämnaren (dvs. den del som skrivs under delningslinjen) är ekvation 4 identisk med ekvation 1 för hörapparaten utan återkopplingsväg (enligt Fig. 1). Således är det denna nämnare som beskriver återkopplingsegenskaperna hos ett hörapparat. Elementen i nämnaren, G och GHz, bildar slingförstärkningen g Gbg (eller öppen slingförstärkning) som är den viktigaste faktorn för eventuella återkopplingsproblem i ett hörapparatsystem.
Slingförstärkning styrs uppenbarligen av hörapparatens förstärkning (G) (det är därför du ibland kan eliminera feedback genom att minska förstärkningen). Å andra sidan påverkas storleken av många faktorer som kan eller inte kan kontrolleras. Till exempel, medan mängden läckage från ventilen kan styras, intermittent läckage från käftrörelse, närvaro av reflekterande ytor nära hörapparaten, rumsreklang och förändring av huvudposition kan också ändra återkopplingsvägen och påverka storleken på 0x. Detta innebär att storleken och frekvensresponsen för återkopplingsvägen kanske inte är stillastående.
man kan se att om exporten är noll (dvs. inget läckage), kommer termen g att vara noll (0). Nämnaren kommer att vara 1 och värdet på Y bestäms enbart av värdena på G och X. i dessa fall där nämnaren tar ett positivt värde (>0) sägs hörapparatsystemet vara stabilt och ingen hörbar återkoppling inträffar (detta kallas Nyquist-Stabilitetskriteriet). Å andra sidan, om värdet på augori ökar eller om förstärkarens förstärkning ökar (eller båda), ökar värdet på G Augori. Detta minskar i sin tur värdet på nämnaren (1-g Ltd.) och systemets utgång ökar. Men när värdet på G 2UG närmar sig 1, närmar sig nämnaren 0 och systemet blir instabilt. I detta fall uppstår hörbar återkoppling och utsignalen Y ökar tills den når hörapparatens maximala utgång eller när dess förstärkning reduceras genom aktivering av kompressionssystemet.
ekvation 4 visar också att förekomsten av återkoppling för samma läckage (msk) huvudsakligen bestäms av hörapparatens förstärkning (G). När G ökar, ökar risken för återkoppling när g 2 (och nämnaren närmar sig 0). Uppenbarligen, när G ökar, ökar produktionen GX också. Man måste dock inse att en hög effekt inte alltid kräver hög förstärkning. En hög ingång (X) med låg förstärkning kan också resultera i hög effekt.
Återkopplingskontrollmetoder
eftersom hörbar återkoppling är ett tecken på instabilitet i hörapparatsystemet antyder ekvation 4 att det finns två möjliga lösningar för att återfå stabiliteten. En lösning är att styra signalmatningen tillbaka till mikrofonen genom att styra läckagefaktorn Xiaomi. Den andra är att minska förstärkningen (G) av hörapparaten. Nedan beskrivs hur återkopplingsreduktion har genomförts.
Fig. 3. Effekt på INPUT-gain-kurvan under feedbackhantering (Fb) på ett linjärt hörapparat. Att minska förstärkningen för att kontrollera feedback i linjära hörapparater orsakar en minskning av förstärkningen över alla frekvenser och vid alla ingångar.
förebyggande praxis: förebyggande åtgärder för att säkerställa att bäraren ges bästa skick för att utnyttja den tillgängliga förstärkningen på hörapparaten, inkluderar:
- säkerställa ett korrekt öronintryck;
- säkerställa korrekt orientering av mottagaren i hörselgången;
- undvika cerumen i hörselgången eller på mottagarens öppning;
- säkerställa att inga sprickor finns i slangen och
- med lämplig ventilationsstorlek etc.
dessa metoder är välkända och är inriktade på att kontrollera den potentiella återkopplingsvägen Bisexuell. De bör utövas oberoende av tillgängligheten av anti-feedback eller feedback-avbokningsalgoritmer på hörapparaten.
akustiska tillvägagångssätt: de flesta dispenseringspersonal är bekanta med att kontrollera feedback genom att minska läckage av ljud genom hörapparaten/öronfästet. Försök, som att begränsa ventilationsdiametern och/eller öka diametern/omkretsen av det första böjområdet på öron – / hörapparatskalet, är de första stegen och representerar de mest använda akustiska tillvägagångssätten.
dessa tillvägagångssätt kan dock också påverka den tillgängliga vinsten från hörapparaten. Kuk5 gav data om den maximala insättningsförstärkningen för ett enkanalslinjärt BTE-hörapparat eftersom diametern för en parallell Select-a-Vent (SAV) justerades från 0 till 3 mm. så mycket som 25 dB förstärkningsförändring vid 250 Hz och 10-15 dB över 1000 Hz noterades. Sådana fynd kan modifieras om ett flerkanaligt hörapparat användes istället.
akustiska tillvägagångssätt syftar också till att hantera den potentiella återkopplingsvägen b. även om dessa försök kan vara effektiva kan de också leda till andra biverkningar. Till exempel kan minskning av ventilationsdiametern leda till minskad ventilation av den ockluderade öronkanalen, förändring av hörapparatens frekvensrespons, minskat flöde av naturliga låga frekvenser genom ventilen, sämre subjektiv ljudkvalitet och ökad uppfattning om ocklusion under vokalisering.6 dessutom kan en ökning av öronmögelns kanaldiameter leda till fysiskt obehag. I sällsynta fall kan ömhet och nötning av öronkanalen uppstå.
Förstärkningsreduktion i linjära instrument: de flesta hörapparater tillverkas med större förstärkning i högfrekvenserna. Tyvärr ger den typiska återkopplingsvägen också mindre dämpning vid höga frekvenser än vid låga frekvenser. Därför är risken för hörbar återkoppling högst i det högre frekvensområdet.
en vanlig metod för att kontrollera återkoppling är att sänka hörapparatens högfrekvensförstärkning genom användning av tonkontroll eller lågpassfiltrering. Men förstärkningen i de högre frekvensregionerna (och angränsande) äventyras också med detta tillvägagångssätt. Talförståelse kan leda till följd. Alternativa tillvägagångssätt som användning av ett hackfilter (t.ex. Agnew7), dämpning av resonansfrekvensen, fasförskjutning (t. ex. Preves et al.8) och frekvensförskjutning (t.ex. Bennett et al.9), eller minska förstärkningen i ett eller flera filter i en filterbank (t.ex.10) är mer exakta när det gäller att kontrollera feedback med mindre effekt på närliggande frekvenser. Självklart är omfattningen av detta sant beroende av filtrets bandbredd.
det finns ytterligare ett problem med att hantera feedback i linjära hörapparater. Eftersom dessa enheter ger samma förstärkning på alla ingångsnivåer, kommer förstärkningsreduktion som tillämpas på en frekvensregion att vara effektiv på alla ingångsnivåer. Det betyder att mjuka ljud, såväl som medelhöga ljud, kommer att påverkas i samma utsträckning. Talförståelsen på alla ingångsnivåer kan påverkas (Fig. 3). Även om återkopplingsfrekvensen kan komma från begränsade frekvensregioner, måste en bärare med ett linjärt hörapparat med en kanal sänka den totala förstärkningen över alla frekvenser för att minimera återkopplingen.
Förstärkningsreduktion i icke-linjära instrument: en icke-linjär (eller kompression) enhet ger mindre förstärkning när ingången ökar. Eftersom återkopplingshantering i dessa instrument också uppnås genom att minska förstärkningen i frekvensområdet där återkopplingen sker, kan samma biverkningar som är förknippade med återkopplingshantering i linjära hörapparater uppstå.
det finns ett undantag. I ett linjärt hörapparat påverkas förstärkningen på alla ingångsnivåer, men man kan utforma ett icke-linjärt hörapparat så att endast förstärkningen för den lägsta ingångsnivån kan påverkas. Detta beror på att förstärkningen av ett icke-linjärt stöd är maximalt vid den lägsta ingångsnivån och det minskar när ingången ökar. Genom att sänka denna maximala förstärkning via en ökad kompressionströskel styrs återkopplingen utan att påverka förstärkningen vid högre ingångsnivåer.11 Detta är en effektiv och praktisk metod för att kontrollera feedback och har använts i digitala hörapparater (t.ex. Senso).12 Även om förståelsen av mjukt tal kan äventyras, bevaras förståelsen för konversationstal. Fig. 4 visar effekten av återkopplingshantering på ingångsförstärkningskurvorna för ett sådant olinjärt hörapparat. Observera att endast vinst för de mjukare ljuden påverkas i det olinjära stödet.
ett antagande bakom ”gain reduction” – metoden för återkopplingshantering är att det bara finns en fast återkopplingsfrekvens. I verkligheten är ett sådant antagande sällan sant. Vanligtvis finns det mer än en frekvens vid vilken instabilitet uppstår. Att undertrycka en frekvens kan skapa feedback vid en annan frekvens.3 som tidigare angivits är återkopplingsvägen inte stillastående; den modifieras dynamiskt av hörapparatbärarens tillstånd. Följaktligen kan återkoppling fortfarande förekomma i verkligheten trots att den kontrolleras i kliniken.
Återkopplingsstrategier i DSP-instrument
digitala tekniker ger ytterligare möjligheter att ta itu med återkopplingsproblemet. Men på grund av de kraftfulla beräkningskraven för sådana återkopplingsreduceringsalgoritmer använder många DSP-hörapparater de metoder som beskrivs i föregående stycken. Trots sådana begränsningar har ett antal DSP-baserade algoritmer för återkopplingsavstängning försökt på hörapparater för att kontrollera feedback.
principer för återkopplingsavbeställning: Fig. 2 visar att återkopplingen sker eftersom förstärkning av återkopplingssignalen (g 2x) resulterar i systeminstabilitet. Om egenskaperna hos denna återkopplingssignal är kända kan ett filter genereras som har en svarskaraktäristik som liknar den för återkopplingsvägen. Genom att subtrahera den uppskattade återkopplingssignalen från ingången kan man få ett praktiskt taget återkopplingsfritt system. Detta är principen bakom modern feedback annullering teori. Egolf & Larson13 beskrev denna princip i detalj.
även om det teoretiskt låter, baserades den tidiga återkopplingsmetoden som beskrivs av Egolf & Larson13 på filter med ett fast svar. Som diskuterats tidigare, rörelse av hörapparaten i hörselgången under käftrörelser, förändringar i de reflekterande ytorna runt huvudet (t.ex. en telefon placerad över hörselhjälpmedelet14) etc., ändra feedback path egenskaper. Följaktligen kan feedback fortfarande förekomma i verkligheten. Ett variabelt filtersystem som anpassar sig till förändringarna i egenskaperna hos återkopplingsvägen krävs.
adaptiv återkopplingsavstängning: de första adaptiva återkopplingsavstängningssystemen för hörapparater utvecklades omkring 1990.15,16 istället för ett fast filter används ett återkopplingssystem som ständigt övervakar återkopplingsvägen för att uppdatera egenskaperna hos det adaptiva avbokningsfiltret. I tidigare system genererade hörapparaten lågnivåbrus som ingångssignal till förstärkaren. Kontinuerliga korrelationsanalyser utfördes mellan den ursprungliga brussignalen som kom in i mottagaren och mikrofonen för att ge en exakt uppskattning av återkopplingssignalen. Resultaten av korrelationsanalyserna användes sedan för att kontinuerligt modifiera överföringsfunktionen för det adaptiva filtret mot överföringsfunktionen för återkopplingsvägen. Att subtrahera den uppskattade återkopplingssignalen från mikrofonsignalen (som innehåller den verkliga återkopplingssignalen) ledde till en annullering av återkopplingssignalen och minskade därmed den effektiva återkopplingsfaktorn (i fig. 2).
fördelen med den adaptiva algoritmen är att inga fasta filter används och inga kompromisser i användbar förstärkning görs. Dessa algoritmer rapporterade en förbättring av 5-10 dB av ytterligare användbar insättningsförstärkning före återkoppling.17 dessutom hanteras långsamma förändringar i egenskaperna för återkopplingsväg18 på rätt sätt.
Fig. 4. Effekt på INPUT-gain-kurvan under feedbackhantering (Fb) på ett icke-linjärt hörapparat. Notera skillnaden i effekt mellan ingångsnivåer mellan de linjära och icke-linjära hörapparaterna.
trots dess relativa effektivitet förhindrade flera problem utbredd acceptans av detta system. Ett problem var den kraftfulla beräkningsbehovet av korrelationsanalysen. För att uppskatta återkopplingsvägen korrekt måste korrelationsanalyser utföras kontinuerligt eller med korta regelbundna intervall. Med tanke på nivån på chipteknik vid den tiden var det svårt att genomföra ett sådant kommersiellt system som var både kosmetiskt och funktionellt acceptabelt.
en annan nackdel med detta tillvägagångssätt är att det lågnivåbrus som användes i korrelationen hördes för de flesta hörapparatbärare. Detta var irriterande för vissa bärare och begränsade i praktiken användningen av dessa återkopplingsavstängande hörapparater till personer som hade allvarliga till djupa förluster. Nyligen har återkopplingssystem som använder ljud i miljön för att uppskatta återkopplingsvägen beskrivits.19 dessa kan lösa problemet med hörbart mätljud, eftersom det inte finns något konstgjort ljud.
det kan dock finnas återstående problem i samband med artefakter och svarshastighet för avbokningsmetoden. Det nämndes tidigare att korrelationsanalyser utförs för att uppskatta återkopplingsvägen. Detta bygger på antagandet att en återkopplingssignal är en starkt korrelerad version av den ursprungliga signalen. Om hög korrelation observeras, men korrelationsanalysens varaktighet är kort, kan systemet föreslå närvaron av feedback när det i verkligheten inte har inträffat någon sådan feedback. Detta är en artefakt av analysalgoritmen. I verkligheten är de flesta tal-och musiksignaler starkt korrelerade på kort sikt men inte på lång sikt. Således kan kortvarig korrelationsanalys på tal och musik leda till att vissa signaler avbryts och kan till och med leda till obehaglig ljudkvalitet och förlust av förståelse. Detta tyder på att långsiktig korrelation (dvs. långsamt verkande feedbackvägsuppskattning) bör användas för att undvika sådana artefakter.
å andra sidan, om återkopplingsavbeställningsalgoritmen tar lång tid att avbryta återkopplingssignalen, kanske den inte kan hantera de plötsliga förändringarna i egenskaperna hos återkopplingsvägen. Hörbar återkoppling kan fortfarande resultera tills återkopplingsavbeställningsalgoritmen har uppskattat och avbrutit återkopplingssignalen. Till exempel, en telefonlur placerad bredvid örat kommer att resultera i visselpipa som kan pågå flera sekunder innan återkopplingsavbeställningsalgoritmen är effektiv för att minska den irriterande signalen. Detta är oönskat och den framgångsrika algoritmen bör (helst) hantera plötsliga förändringar i återkopplingsvägen.
för att sammanfatta inkluderar befintliga metoder för att minska feedback metoder för att minimera läckage och minska tillgänglig vinst. Dessa metoder kan begränsa feedback, men kan också leda till obehag och förlust av förståelse/ljudkvalitet. Nuvarande DSP metoder för adaptiv återkoppling annullering hålla löfte, men kan också producera oönskade artefakter.
nya DSP-Feedbacklösningar
framsteg inom miniatyriseringsteknik har gjort det möjligt att använda ett mindre, kraftfullare chip för att implementera en adaptiv feedbackalgoritm i Senso Diva för att styra feedback i verkliga situationer. Den nuvarande algoritmen innehåller flera patentsökta element, och Widex testresultat indikerar över 10 dB mer användbar förstärkning med små eller inga biverkningar som de som beskrivits tidigare. På grund av användningen av chipdesignen och dess DSP-implementering är den adaptiva återkopplingsalgoritmen i instrumentet aktiv hela tiden samtidigt som en låg strömavlopp bibehålls. Vad som följer är en beskrivning av de två huvudkomponenterna i algoritmen—feedback path simulator och dynamic cancellation optimizer.
Feedback path simulator (FPS): feedback path simulator är utformad för att uppskatta egenskaperna hos återkopplingssignalen för att generera en avbokningssignal. Till skillnad från tidigare försök att använda en extern ljudkälla använder FPS den inkommande akustiska signalen för att driva korrelationsprocessen. Stora ansträngningar gjordes för att upprätta ett tidsfönster med lämplig längd där korrelationsanalyser utförs för att undvika uppskattningsfel i feedbackvägen (dvs. felaktig tolkning av tal/musik som feedback). Hörapparatbärare behöver inte lyssna på det externa bruset som beskrivs i föregående stycken.
Fig. 5 visar hur systemet fungerar. Den inkommande mikrofonsignalen (a) korreleras kontinuerligt med den förstärkta signalen som kommer in i mottagaren (B) med en samplingsfrekvens på 32 kHz för att uppskatta signalen som matas tillbaka från mottagaren till mikrofonen. En avbokningssignal (C) genereras som skickas till sommaren ( + ) för att avbryta återkopplingssignalen vid mikrofonen. När egenskaperna hos återkopplingsvägen ändras ändras också egenskaperna hos avbokningssignalen. För att erhålla en stabil analys valdes ett analysfönster på cirka 5-10 sekunder. Resultatet av analysen uppdateras för varje nytt prov (dvs. 32 000 gånger per sekund).
Fig. 5. Blockschema som visar de två huvudkomponenterna i DiVA feedback-avbokningsalgoritmen: feedback path simulator (FPS) och dynamic cancellation optimizer (DCO).
som tidigare nämnts är fördelen med detta tillvägagångssätt att inget fast filter används för att påverka den användbara förstärkningen vid någon frekvens eller vid någon ingångsnivå. Filtrets bandbredd eller antalet kanaler i hörapparaten har ingen effekt på precisionen i avbokningsprocessen eftersom en avbokningssignal genereras och läggs till mikrofonsignalen före bandsplitfiltret. Eftersom det är en invers kopia av återkopplingsvägen kan mer än en återkopplingsfrekvens avbrytas. Eftersom feedback path-simulatorn är adaptiv till sin natur innehåller den automatiskt alla ändringar av egenskaperna hos feedbackvägen som kan uppstå över tiden.
en försiktighetsanmärkning är nödvändig. FPS-processen är avsiktligt utformad för att ha en anpassningstid på 5-10 s för att undvika potentiella artefakter när tal och musik är inkommande signaler. När egenskaperna hos återkopplingssignalen inte varierar för mycket över tiden har den adaptiva processen tillräckligt med tid för att konvergera och skapa en exakt ”återkopplingssignal” med hög grad av precision. Detta skulle helt eliminera återkopplingssignalen. Men om egenskaperna hos återkopplingssignalvägen varierar avsevärt över tiden kanske den adaptiva processen inte har tillräckligt med tid att konvergera helt för att ge en exakt återkopplingssignal. I själva verket kan denna genomsnittliga uppskattning avvika väsentligt från egenskaperna hos den momentana återkopplingssignalen för att resultera i ofullständig återkopplingsavstängning.
Fig. 6. Maximal förstärkning före hörbar återkoppling utan återkopplingsenheten, och med båda komponenterna i återkopplingsenheten. Observera att 10-12 dB mer användbar förstärkning är tillgänglig med active feedback cancellation unit.
Dynamic Cancellation Optimizer (DCO): begränsningarna i FPS ledde till utvecklingen av DCO-algoritmen (dynamic cancellation optimizer). När bäraren tuggar eller gäspar uppstår ytterligare ljudläckage när hörselgångens form förändras. När en telefon hålls nära hörapparaten ändras den reflekterande ytan nära örat. Dessa situationer representerar några av de situationer under vilka återkopplingsvägen och följaktligen återkopplingssignalen ändras snabbt. På grund av FPS: s långsamma natur kanske den inte kan generera ”återkopplingssignalen” tillräckligt snabbt. Som en konsekvens kan återkoppling ske i dessa fall tills FPS har uppskattat en korrekt återkopplingssignal och avbrutit den. Och om egenskaperna hos återkopplingssignalen inte stabiliseras (som hos bäraren som ständigt flyttar sin käke), kan återkopplingen aldrig avbrytas. Självklart kan detta vara irriterande för bäraren.
en effektiv återkopplingsavbeställningsalgoritm bör också kunna tillgodose snabba förändringar i återkopplingsvägen. DCO är en patentsökt, snabbverkande mekanism som är utformad för att kontinuerligt uppskatta dämpningsegenskaperna hos återkopplingsvägen i var och en av frekvenskanalerna. Från det beräknas en uppskattning av den maximala förstärkningen i varje frekvenskanal. Eftersom det inte producerar signaler som sätts in i signalvägen kan dess verkan vara mycket snabb utan att producera de artefakter som nämnts tidigare. Om återkopplingsvägen ändras snabbt (t. ex. DCO är utformad för att snabbt och tillfälligt begränsa låginmatningsförstärkningen i kanalerna som ger den hörbara återkopplingen. Detta gör att FPS-tiden kan räkna om den nya återkopplingsvägen och avbryter återkopplingssignalen utan förstärkningsreduktion. Eftersom DCO fungerar på specifika kanaler kan kanalbandbredder påverka specificiteten av dess verkan; detta bör dock inte vara ett problem i detta instrument, eftersom det använder 15 kanaler som är 1/3 oktav bred.
både FPS och DCO är aktiva hela tiden. Beroende på stimulansförhållandena och kraven för återkopplingsmekanismen kan emellertid en komponents verkan vara mer dominerande över den andra när som helst. Fig. 6 visar att de kombinerade effekterna av FPS och DCO tillåter så mycket som 10-12 dB mer användbar förstärkning innan återkoppling sker.
slutsats
akustisk återkoppling kan minimeras genom lämpliga förebyggande och akustiska åtgärder. Digital signalbehandling ger ytterligare möjligheter som långt överstiger kapaciteten hos traditionella tillvägagångssätt.
användning av en Återkopplingsalgoritm under beslag
ett återkopplingstest är en integrerad del av monteringsproceduren för Diva DSP-hörapparaten. Eftersom erfarenheten med återkopplingsavbeställningsalgoritmen har varit positiv med minimala artefakter i en majoritet av situationer, rekommenderas att algoritmen förblir aktiv hela tiden. Beroende på de individuella egenskaperna och testmiljön tillåter en aktiv återkopplingsavstängningsenhet över 10 dB mer användbar förstärkning än en inaktiv avbokningsenhet. Å andra sidan kan deaktivering av återkopplingsalgoritmen förhindra förekomsten av sällsynta och oförutsedda artefakter som härrör från vissa typer av musik.
ett aktivt återkopplingstillstånd är särskilt nödvändigt för användare som behöver en stor mängd användbar vinst från hörapparaten. I mindre kritiska situationer kan en aktiv återkopplingsavbeställningsalgoritm vara fördelaktig för personer som önskar mer ventilation/läckage från deras hörapparat/öronfäste för förbättrad subjektiv preferens, inklusive ocklusionseffekten. Detta kan också vara fördelaktigt för dem med mjuk öronkanalhud och/eller rak öronkanalgeometri och upplever problem med att deras anpassade hörapparat ”arbetar ut” på grund av käftrörelser. Dessutom kan den här funktionen vara användbar för barnbeslag för de yngre än 10 år. Snabb tillväxt av deras öronkanaler20, 21 och pinna/concha storlek när barnet blir äldre leder till ökad risk för återkoppling med samma öronmögel.
dispensing professional kan utföra det automatiska återkopplingstestet från antingen den bärbara programmeraren (SP3) eller Kompassprogramvaran (V.3.1). Testning bör göras i en lugn miljö för att undvika att främmande ljud förvirrar testresultaten. Signalerna används för att initiera det adaptiva filtret och för att uppskatta dämpningen av återkopplingsvägen i varje frekvenskanal. Utgång från mottagaren som läcker tillbaka till mikrofonen genom den akustiska återkopplingsvägen används för att beräkna överföringsegenskaperna för återkopplingsvägen. Återkopplingstestet ger två viktiga uppgifter: det bedömer lämpligheten hos skalet/öronfästet och det initierar systemet.
bedömning av shell/earmold fit: resultat från återkopplingstestet indikerar om det aktuella earmold/shell ger en tillräcklig tätning för att behålla den nödvändiga förstärkningen för förstärkning av normalt tal till bärarens bekväma lyssningsnivå. Denna information kan möjliggöra en större ventil än vad som traditionellt används, vilket minskar ocklusionseffekten och förbättrar hörapparatens subjektiva kvalitet. En större ventil kan emellertid minska effektiviteten hos brusreducerings-och riktningsmikrofonsystemen. Fördelen med återkopplingstestet är att dess resultat gör det möjligt för dispenseringsprofessorn att göra ett välgrundat val på den nödvändiga ventilationsdiametern enligt individuella preferenser och egenskaper hos öronkanalen och aurikeln.
resultaten av återkopplingstestet återspeglar också intervallet för användbar förstärkning innan hörbar återkoppling inträffar. Det är emellertid viktigt att inse att resultaten endast gäller tillståndet för testsituationen under återkopplingstestet. I en annan situation (t. ex., när en persons mun är öppen eller när en telefon placeras över örat) kan hörapparatens akustiska väg bli instabil och resultera i hörbar återkoppling. Om man skulle ställa in den övre förstärkningsgränsen där återkoppling sker till det värde som bestämdes under återkopplingstestet, kan hörapparaten vara vid gränsen för akustiska svängningar hela tiden (sub-oscillatorisk återkoppling). Detta kan förändra hörapparatens frekvensrespons.1 dessutom kan varje rörelse i käken skicka hörapparaten till hörbar återkoppling.
för att undvika detta antogs praxis att inkludera en ”återkopplingsmarginal” i Senso Plus-och Diva-hörapparater. Återkopplingsmarginalen representerar dB-förstärkningen under den nivå där hörbar feedback inträffar. Till exempel innebär en återkopplingsmarginal på 6 dB att den maximala förstärkningen är inställd 6 dB nedan där hörbar återkoppling sker.
initiera systemet: resultatet av återkopplingstestet tjänar också till att initiera återkopplingsvägssimulatorn. Det vill säga det ställer in de initiala parametriska inställningarna för det digitala filtret så att det kan generera avbokningssignalen. Parametervärdena lagras i hörapparatens minne och aktiveras varje gång hörapparaten slås på. Den adaptiva återkopplingsavbeställningsprocessen börjar med den uppskattningen som den första uppskattningen av återkopplingsvägen.
om det inte finns någon förändring i tillståndet där hörapparaten bärs i verkligheten, tar FPS minimal tid att avbryta återkopplingssignalen. Om det finns en förändring i egenskaperna hos återkopplingsvägen från den uppskattade, kommer FPS: s adaptiva natur att finjustera sina parametriska inställningar för att avbryta återkopplingssignalen. Den faktiska omjusteringstiden beror på närheten till den uppskattade feedbackvägen och den faktiska feedbackvägen. Ju större skillnad, desto längre tid tar den adaptiva processen att ”noll” på en exakt uppskattning. Även om annulleringsprocessens adaptiva karaktär skulle avbryta eventuella återkopplingssignaler, förväntas återkopplingstester som utförs under mer verkliga förhållanden ge bättre initiala uppskattningar av återkopplingsvägen och förbättra effektiviteten i återkopplingsprocessen. Av samma anledning är det viktigt att göra om återkopplingstestet när öronfästet eller skalet ändras så att en ny uppsättning initialvärden lagras.
denna artikel skickades till HR av Francis Kuk, PhD, chef för audiologi vid Widex Hearing Aid Co, Long Island City, NY, och Carl Ludvigsen, MS, chef för audiologi, och Thomas Kaulberg, PhD, forskningsingenjör vid Widex ApS, Vaerloese, Danmark. Korrespondens kan adresseras till HR eller Francis Kuk, Widex hörapparat Co, 35-53 24th St, Long Island City, NY 11106-4116; e-post: .
1. Cox RM. Kombinerade effekter av öronmögelventiler och suboscillatorisk feedback på hörapparatfrekvensrespons. Öra Hör. 1982;3:12-17.
2. Kochkin S. Subjektiva mått på tillfredsställelse och nytta: fastställande av normer. Seminarier i hörsel. 1997; 18(1):37-48.
3. Agnew J. akustisk feedback och andra hörbara artefakter i hörapparater. Trender i förstärkning. 1996;1(2):45-82.
4. Egolf D. granskning av den akustiska återkopplingslitteraturen ur ett styrsystems synvinkel. I G Studebaker & f Bess ’ (eds) Vanderbilt Hörapparatrapport: toppmoderna forskningsbehov. Upper Darby, Pa: monografier i samtida audiologi, 1982: 94-103.
5. Kuk F. maximal användbar Real-ear insättningsförstärkning med tio öronformade mönster. J Am Acad Audiol. 1994;5:44-51.
6. Kuk F. perceptuella konsekvenser av avluftning i hörapparater. Brit J Audiol. 1991; 25:163-169.
7. Agnew J. tillämpning av ett hackfilter för att minska akustisk feedback. Hör Jour. 1993; 46, 37-40.
8. Preves D, Sigelman J, LeMay P. en återkopplingsstabiliserande krets för hörapparater. Hör Instrum. 1986; 37(4):34, 36-41, 51.
9. Bennett M, Srikandan S, Browne L. en kontrollerad feedback hörapparat. Hör Hjälp Jour. 1980; 33(7):12, 42.
10. Lunner T, Hellgren J, Arlinger S, Elberling C. En digital filterbank hörapparat: Tre digitala signalbehandlingsalgoritmer-användarpreferens och prestanda. Öra Hör. 1997;18:373-387.
11. Kuk F. nya metoder för montering av icke-linjära hörapparater. I RJ Roeser, m Valente & H Hosford-Dunns (eds) audiologi: diagnos, behandling och Övningshantering. Vol. II. New York: Thieme Utgivare. 2000:261-290.
12. Sandlin R. introducerar ett helt digitalt hörapparat. Hör Jour. 1996;49 (4):45-49.
13. Egolf D, Larson V. akustisk återkopplingsundertryckning i hörapparater. Rehab R & D Lägesrapporter. Washington, DC: Avd. av veteranfrågor, 1984: 163-164.
14. Kates J. problemet med feedback i hörapparater. J Comm Störningar. 1991; 24:223-235.
15. Bustamante D, Worrall T, Williamson M. mätning och adaptiv undertryckning av akustisk feedback i hörapparater. Proc. ICASSP. 1989: 2017-2020.
16. Dyrlund O, Bisgaard N. akustisk återkopplingsmarginal förbättringar i hörapparater med hjälp av en prototyp 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, Franska-St. George M, O ’ Connell M. adaptiv återkopplingsstabilisering av hörapparater. Scand Audiol. 1993; 22:56-64.
19. Hellgren J, Lunner T, Arlinger S. systemidentifiering av feedback i hörapparater. J Acoust Soc Amer. 1999; 105:3481-3496.
20. Kruger B. En uppdatering om den yttre öronresonansen hos spädbarn och småbarn. Öra Hör. 1987; 8: 333-336.
21. Feigin J, Kopun J, Stelmachowicz P, Gorga M. probe-tube mikrofon åtgärder av hörselgången ljudtrycksnivåer hos spädbarn och barn. Öra Hör. 1989; 10: 254-258.