5.5.4　助聽(tīng)器聲反饋的消除方法

1.以反饋路徑為切入點(diǎn)

清楚了解助聽(tīng)器聲反饋的路徑,那么，打破助聽(tīng)器反饋環(huán)路,破壞助聽(tīng)器的自激振蕩條件,就是消除助聽(tīng)器反饋的關(guān)鍵因素。

(1)增加麥克風(fēng)和受話(huà)器出聲口間的距離

隨著助聽(tīng)器體積的微型化,麥克風(fēng)和受話(huà)器出聲口的距離將更為靠近,反饋發(fā)生的可能性也隨之增加。因此，為了避免受話(huà)器出聲口的輸出信號(hào)很容易就被麥克風(fēng)拾取現(xiàn)象的發(fā)生,助聽(tīng)器在安裝麥克風(fēng)和受話(huà)器時(shí)會(huì)被盡可能地設(shè)置在相對(duì)較遠(yuǎn)的位置,以此來(lái)拉開(kāi)麥克風(fēng)和受話(huà)器出聲口的距離,減少反饋。同樣的,近年出現(xiàn)的受話(huà)器耳道內(nèi)置技術(shù)正是通過(guò)增加麥克風(fēng)和受話(huà)器出聲口間距離的原理,降低了反饋發(fā)生。

(2)正確佩戴助聽(tīng)器或耳模

在助聽(tīng)器使用初期,佩戴問(wèn)題是產(chǎn)生反饋的重要原因,因此，細(xì)心教導(dǎo)初次助聽(tīng)器佩戴者如何正確和熟練地佩戴助聽(tīng)器或耳模，將會(huì)有效降低反饋的發(fā)生。

(3)助聽(tīng)器外殼和耳模的密封度

助聽(tīng)器外殼和耳模的密封度不足會(huì)引起助聽(tīng)器反饋的發(fā)生,而修改或重做助聽(tīng)器外殼和耳模是解決該類(lèi)反饋問(wèn)題的唯一途徑。判定助聽(tīng)器外殼和耳模是否需要修改或重做的常用標(biāo)準(zhǔn)是：用手指壓緊助聽(tīng)器外殼和耳模,嘯叫立即停止；而手指松開(kāi)后,嘯叫再次出現(xiàn)。

(4)更換助聽(tīng)器耳模傳聲管

助聽(tīng)器耳模的塑料傳聲管在經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間使用后通常會(huì)出現(xiàn)老化破裂的現(xiàn)象,從而在聲音的傳遞過(guò)程中造成漏聲的現(xiàn)象，因此，經(jīng)常檢查和更換助聽(tīng)器傳聲管是減少反饋的重要一環(huán)。

(5)清潔外耳道

助聽(tīng)器佩戴者因長(zhǎng)期佩戴耳模,耳道易形成耵聹聚積,產(chǎn)生反饋,因此，助聽(tīng)器佩戴者需注意保持外耳道的清潔。

(6)旋緊助聽(tīng)器及其配件的連接口

在耳背式助聽(tīng)器中,傳聲管與耳模的接口處、耳模與助聽(tīng)器耳鉤的接口處、耳鉤與助聽(tīng)器機(jī)身的接口處均會(huì)因密封得不完全而出現(xiàn)漏聲,形成反饋。特別是耳鉤與助聽(tīng)器機(jī)身的接口處,雖然通常是旋緊的,但經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的佩戴后仍易造成兩者的松動(dòng),出現(xiàn)嘯叫。

(7)正確設(shè)置助聽(tīng)器通氣孔

助聽(tīng)器通氣孔類(lèi)似于助聽(tīng)器外殼或耳模同耳道壁間的空隙,因此不合適的通氣孔也是造成助聽(tīng)器反饋的因素之一,尤其是在開(kāi)有大通氣孔的開(kāi)放耳助聽(tīng)器中。

2.以反饋產(chǎn)生的原因?yàn)榍腥朦c(diǎn)

如同我們所知的一樣,助聽(tīng)器結(jié)構(gòu)和線路的調(diào)整僅是一類(lèi)最為基礎(chǔ)的反饋控制方法,其在助聽(tīng)器反饋消除中所起的作用相當(dāng)有限。而增益和相位差則是助聽(tīng)器產(chǎn)生反饋的主要原因,因此,隨著數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)的發(fā)展,設(shè)置設(shè)計(jì)復(fù)雜的濾波器,通過(guò)消除或降低系統(tǒng)傳遞函數(shù)中的峰值進(jìn)行助聽(tīng)器反饋抑制的方法已逐漸被助聽(tīng)器研發(fā)人員所靈活運(yùn)用。

(1)降低助聽(tīng)器增益

降低助聽(tīng)器增益是解決助聽(tīng)器反饋問(wèn)題的下策,但卻是最為有效的一種方法。

在數(shù)字助聽(tīng)器中，各頻率范圍內(nèi)的最大增益均有所限定(限定程度與助聽(tīng)器外殼或耳模的密閉程度相關(guān)),通常情況助聽(tīng)器將提供佩戴者全頻率的響應(yīng),一旦反饋出現(xiàn),頻率范圍內(nèi)可能會(huì)引發(fā)反饋振動(dòng)的增益則被降至安全范圍。然而增益的降低往往將導(dǎo)致助聽(tīng)器的性能無(wú)法完全發(fā)揮,特別是對(duì)于極重度聽(tīng)力損失人士而言,增益的降低更無(wú)法滿(mǎn)足他們的需要。因此,降低助聽(tīng)器增益通常是不被主張使用的,僅在保證助聽(tīng)效果不受太大影響的前提下才被考慮。

(2)前饋抑制技術(shù)

前饋抑制技術(shù)是一類(lèi)通過(guò)改變助聽(tīng)器向前的放大路徑,促使助聽(tīng)器反饋通路趨于穩(wěn)定的反饋消除技術(shù),其中以陷波技術(shù)最具代表性。

1)陷波技術(shù)

陷波技術(shù)是指利用陷波濾波器對(duì)可能引起反饋振動(dòng)的特定頻率處的聲音作衰減,降低相應(yīng)頻率范圍內(nèi)的增益,以實(shí)現(xiàn)嘯叫消除目的的反饋抑制技術(shù),其中，反饋振動(dòng)發(fā)生頻率最有可能位于增益-頻率響應(yīng)曲線的峰值處或近峰值處。

基于陷波技術(shù)的原理,陷波濾波器的陷波頻段中心頻率的設(shè)置是要求同特定的聲反饋頻率相一致的,然而事實(shí)上由于助聽(tīng)器間個(gè)體的差異,每個(gè)助聽(tīng)器特定的聲反饋頻率不是完全一樣的。因此,通過(guò)軟件調(diào)整陷波濾波器的陷波頻段中心頻率和陷波深度,能夠有效防止助聽(tīng)器聲反饋的發(fā)生。其中，陷波深度可以設(shè)置成固定深度,也可以設(shè)置成自適應(yīng)深度,而陷波頻段中心頻率則是在反饋振動(dòng)發(fā)生時(shí),通過(guò)對(duì)聲反饋頻率的檢測(cè)加以確定的,出于避免高能量低頻干擾信號(hào)的目的,通常陷波頻段中心頻率會(huì)被限定在1500Hz以上,并根據(jù)最大譜峰位置不斷調(diào)整。同時(shí),陷波頻段的范圍也是有所限制的,過(guò)窄的陷波頻段往往無(wú)法及時(shí)追蹤反饋路徑的變化,而過(guò)寬的陷波頻段則會(huì)破壞語(yǔ)音譜結(jié)構(gòu)。另外,陷波濾波器本身的相位也可能造成某處頻率發(fā)生振蕩。因此,陷波技術(shù)提供給系統(tǒng)的最大穩(wěn)定增益值仍是有限的,且或多或少地影響了助聽(tīng)器基本的頻率響應(yīng)。

2)改變時(shí)間參數(shù)

相位(時(shí)間)調(diào)制和移頻(相)法是一類(lèi)通過(guò)改變反饋信號(hào)進(jìn)行的時(shí)域參數(shù),將發(fā)生嘯叫的頻率轉(zhuǎn)移或進(jìn)行時(shí)間上的改變的反饋抑制方法。該類(lèi)方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單,但易損傷音質(zhì),對(duì)增益提高方面的幫助較小。

(3)反饋抑制技術(shù)

反饋抑制技術(shù)是指助聽(tīng)器反饋系統(tǒng)產(chǎn)生一個(gè)由反饋信號(hào)計(jì)算獲得的估計(jì)信號(hào),并將其從麥克風(fēng)的輸入信號(hào)中減去,以期留下無(wú)干擾的輸入信號(hào)的反饋消除技術(shù)。而估計(jì)的反饋路徑與真實(shí)反饋路徑的偏差決定了反饋消除的性能,偏差越小,所估計(jì)的反饋信號(hào)越接近于真實(shí)反饋信號(hào),反饋消除的效果就越理想。但在現(xiàn)實(shí)生活中,麥克風(fēng)與受話(huà)器間的反饋路徑和反饋信號(hào)是隨聲學(xué)環(huán)境的改變而不斷變化的,如咀嚼或是打電話(huà),因此反饋的自適應(yīng)處理顯得尤為必要。

目前,助聽(tīng)器自適應(yīng)反饋抑制技術(shù)被分為兩類(lèi)：持續(xù)自適應(yīng)的計(jì)算方法和非持續(xù)自適應(yīng)的計(jì)算方法,也稱(chēng)持續(xù)自適應(yīng)反饋消除法和間斷自適應(yīng)反饋消除法。其中，自適應(yīng)反饋消除法是指反饋抑制系統(tǒng)的權(quán)系數(shù)根據(jù)維納濾波器準(zhǔn)則保持持續(xù)的更新?tīng)顟B(tài)以適應(yīng)實(shí)時(shí)的改變,而間斷自適應(yīng)反饋消除法是指反饋抑制系統(tǒng)的權(quán)系數(shù)僅在當(dāng)不穩(wěn)定的信號(hào)被探測(cè)到或輸入信號(hào)強(qiáng)度很低時(shí)才相應(yīng)的發(fā)生改變。研究顯示,持續(xù)自適應(yīng)反饋消除系統(tǒng)的性能和效果均優(yōu)于間斷自適應(yīng)反饋消除法。

1)反饋抑制技術(shù)的原理

與降噪系統(tǒng)中自適應(yīng)濾波器的原理相類(lèi)似,助聽(tīng)器反饋抑制技術(shù)同樣由濾波器和自適應(yīng)計(jì)算方法兩部分組成，主要是指助聽(tīng)器輸入信號(hào)特性未知或發(fā)生變化時(shí),自適應(yīng)濾波器將通過(guò)對(duì)輸入信號(hào)的監(jiān)控,自動(dòng)估計(jì)產(chǎn)生一個(gè)同真實(shí)反饋信號(hào)相類(lèi)似的模擬信號(hào),并將其從麥克風(fēng)輸入信號(hào)中減去,以達(dá)到特定的濾波方法的計(jì)算目標(biāo)。其中最小均方誤差法是最常用的助聽(tīng)器自適應(yīng)反饋抑制計(jì)算方法,即維納濾波法和遞歸最小二乘算法,維納濾波法更趨于流行。而與降噪系統(tǒng)不同的是,相對(duì)于日常噪聲千變?nèi)f化的特性,在助聽(tīng)器反饋抑制計(jì)算的過(guò)程中需考慮的僅是反饋聲的特性,處理過(guò)程就相對(duì)更為簡(jiǎn)單。因此，從理論上說(shuō)，處理后的麥克風(fēng)輸入信號(hào)僅為所需的言語(yǔ)信號(hào)。

反饋抑制技術(shù)另外,如同我們所知的一樣,在實(shí)際反饋處理過(guò)程中,系統(tǒng)輸出信號(hào)和輸入信號(hào)間勢(shì)必存在一定程度的相關(guān),而這種相關(guān)正是導(dǎo)致系統(tǒng)在辨識(shí)反饋路徑時(shí)出現(xiàn)偏差的主要原因。因此,在對(duì)反饋路徑進(jìn)行了一定的基礎(chǔ)研究后,較為新型的約束自適應(yīng)反饋抑制和帶限自適應(yīng)反饋抑制被研究人員所提出。不同的是在約束自適應(yīng)反饋抑制的算法中,自適應(yīng)濾波器參數(shù)的更新范圍被約束在參考濾波參數(shù)之內(nèi),而帶限自適應(yīng)反饋抑制的算法只在容易產(chǎn)生嘯叫的頻率范圍內(nèi)對(duì)自適應(yīng)濾波器的參數(shù)進(jìn)行更新。另外,也有自適應(yīng)反饋抑制計(jì)算是通過(guò)在輸出信號(hào)中增加噪聲或延時(shí)來(lái)減少輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的相關(guān)性,以達(dá)到減少計(jì)算偏差的目的。

2)自適應(yīng)反饋抑制技術(shù)

Danavox Genius是第一代自適應(yīng)反饋抑制助聽(tīng)器的重要代表。在第一代自適應(yīng)反饋抑制技術(shù)中，反饋路徑的確認(rèn)是通過(guò)在受話(huà)器中添加探測(cè)信號(hào)得以實(shí)現(xiàn)的,其最終能提高大約10dB左右的增益。而隨著助聽(tīng)技術(shù)的進(jìn)步,盡管自適應(yīng)反饋抑制技術(shù)仍繼續(xù)被助聽(tīng)器所使用,但與第一代產(chǎn)品不同的是,目前的數(shù)字助聽(tīng)器為了保證語(yǔ)音信號(hào)的質(zhì)量,外在探測(cè)信號(hào)的使用被得以限制,僅在有限的頻率帶或在選配初期出于激動(dòng)濾波器的目的被使用。例如Widex的Senso Diva的低速率自適應(yīng)反饋抑制僅在系統(tǒng)探測(cè)認(rèn)為反饋路徑存在突發(fā)改變時(shí)被激動(dòng),Oticon的Adapto則將自適應(yīng)反饋抑制限制在高頻部分,而GNRe Sound的Canta4和Canta7所使用的是約束的自適應(yīng)反饋抑制。

3)反相位處理技術(shù)

反相位處理技術(shù)是目前最常提及的自適應(yīng)反饋抑制技術(shù),是自適應(yīng)濾波方法的一種。其優(yōu)于前期類(lèi)似技術(shù)的關(guān)鍵是,反相位處理無(wú)需通過(guò)犧牲助聽(tīng)器增益即可消除反饋,這恰恰為完全耳道式助聽(tīng)器和開(kāi)放耳助聽(tīng)器適配范圍的增加以及理論增益的有效應(yīng)用提供了可能。

反相位處理系統(tǒng)主要包括一個(gè)靜態(tài)反饋抑制濾波器和一個(gè)自適應(yīng)(動(dòng)態(tài))反饋抑制濾波器。其中靜態(tài)濾波器被用于抑制佩戴助聽(tīng)器時(shí)可能出現(xiàn)的反饋嘯叫,而動(dòng)態(tài)濾波器則被用于抑制助聽(tīng)器因聲學(xué)環(huán)境改變所導(dǎo)致的反饋。例如,在電話(huà)聽(tīng)筒靠近助聽(tīng)器而引發(fā)嘯叫時(shí),兩個(gè)濾波器會(huì)產(chǎn)生一個(gè)同反饋信號(hào)波形相同但相位相反(相位差180°)的抑制信號(hào),隨后該抑制信號(hào)會(huì)被引入助聽(tīng)器所在的聲學(xué)環(huán)境,將反饋信號(hào)從輸入信號(hào)中減去,至此助聽(tīng)器的外部聲反饋聲即可在不降低高頻增益的情況下得以控制。同時(shí),臨床實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，反相位處理技術(shù)可將發(fā)生反饋位置的增益提高10～15dB。

目前,盡管各著名助聽(tīng)器公司均宣稱(chēng)其產(chǎn)品可提供反相位反饋處理技術(shù),然而不同公司不同時(shí)期的產(chǎn)品所使用的反相位技術(shù)仍存有細(xì)微的不同。例如在瑞聲達(dá)(GNR esound)公司的官方市場(chǎng)資料中,反饋技術(shù)一直作為市場(chǎng)賣(mài)點(diǎn)而被反復(fù)宣傳。以Canta系列為起點(diǎn)，GNRe sound公司就開(kāi)始采用反相位技術(shù)進(jìn)行反饋控制,發(fā)展到Metrix系列時(shí),反饋技術(shù)已具備可同時(shí)監(jiān)控兩個(gè)麥克風(fēng)及兩條放大路徑情況的能力,為更準(zhǔn)確地判斷和消除反饋提供了可能。然而與Resound公司不同的是,唯聽(tīng)(Widex)公司2006年在美國(guó)最新上市的Inteo系列助聽(tīng)器中反饋系統(tǒng)不僅具備同時(shí)監(jiān)控兩個(gè)麥克風(fēng)和兩條放大路徑的能力,更突出的是Inteo系列還具備同時(shí)監(jiān)控麥克風(fēng)極性的能力。因?yàn)樵谧赃m應(yīng)方向性麥克風(fēng)系統(tǒng)中兩個(gè)麥克風(fēng)產(chǎn)生的極性可能不同,這種不同將相應(yīng)地改變引起反饋產(chǎn)生的條件,而Inteo的反饋控制系統(tǒng)會(huì)在麥克風(fēng)極性的兩個(gè)極端(全向性和8字形)之間持續(xù)監(jiān)控這種改變,以確保將助聽(tīng)器產(chǎn)生反饋的幾率降低到最小。