श्रवण यंत्र के घटक और सिग्नल प्रोसेसिंग

एक आधुनिक श्रवण यंत्र एक छोटा डिजिटल ध्वनि-प्रसंस्करण प्रणाली है: एक या अधिक माइक्रोफोन ध्वनि को विद्युत संकेत में परिवर्तित करते हैं, एक डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर उपयोगकर्ता की श्रवण हानि के अनुसार इसे आकार देता है और प्रवर्धित करता है, और एक रिसीवर (लाउडस्पीकर) इसे कान तक पहुंचाता है। सिग्नल-प्रोसेसिंग श्रृंखला यह तय करती है कि प्रत्येक आवृत्ति और स्तर पर कितना लाभ (gain) लागू किया जाता है, तेज ध्वनियों को कैसे आरामदायक रखा जाता है, और पृष्ठभूमि शोर को कैसे प्रबंधित किया जाता है।

Definition

श्रवण यंत्र के घटक और सिग्नल प्रोसेसिंग का तात्पर्य ट्रांसड्यूसर (माइक्रोफोन और रिसीवर) और डिजिटल एल्गोरिदम से है जो एक ध्वनिक संकेत को कैप्चर, प्रवर्धित, संपीड़ित और साफ करते हैं ताकि यह श्रवण हानि वाले व्यक्ति के लिए श्रव्य और आरामदायक हो।

Scope

यह विषय श्रवण यंत्र के मूलभूत घटकों और उसके द्वारा किए जाने वाले मुख्य प्रसंस्करण को शामिल करता है: माइक्रोफोन और रिसीवर, एनालॉग-से-डिजिटल पथ, आवृत्ति-निर्भर लाभ, विस्तृत गतिशील रेंज संपीड़न (wide dynamic range compression), और डिजिटल शोर न्यूनीकरण। यह इन्हें इंजीनियरिंग और अवधारणात्मक अवधारणाओं के रूप में मानता है; यह किसी भी व्यक्ति के लिए सेटिंग्स निर्दिष्ट नहीं करता है और यह फिटिंग मार्गदर्शन नहीं है।

Core questions

• श्रवण यंत्र में कौन से हार्डवेयर घटक होते हैं और प्रत्येक क्या करता है?
• संपीड़न वास्तविक दुनिया के ध्वनि स्तरों को क्षतिग्रस्त कान की कम गतिशील रेंज में कैसे मैप करता है?
• डिजिटल शोर न्यूनीकरण कैसे काम करता है, और यह श्रोता के लिए वास्तव में क्या हासिल करता है?

Key concepts

• माइक्रोफोन और रिसीवर ट्रांसड्यूसर
• एनालॉग-से-डिजिटल और डिजिटल-से-एनालॉग रूपांतरण
• आवृत्ति-विशिष्ट लाभ आकार देना
• विस्तृत गतिशील रेंज संपीड़न (WDRC)
• संपीड़न अनुपात, थ्रेशोल्ड और समय स्थिरांक
• डिजिटल शोर न्यूनीकरण
• फीडबैक कैंसिलेशन

Mechanisms

ध्वनि एक माइक्रोफोन के माध्यम से प्रवेश करती है और डिजिटाइज़ की जाती है; एक डिजिटल सिग्नल प्रोसेसर इसे आवृत्ति बैंड में विभाजित करता है और लाभ (gain) लागू करता है जो आवृत्ति और इनपुट स्तर दोनों पर निर्भर करता है। क्योंकि एक क्षतिग्रस्त कॉक्लिया में एक कम गतिशील रेंज होती है - नरम ध्वनियाँ अश्रव्य हो जाती हैं जबकि तेज ध्वनियाँ असहज रहती हैं - विस्तृत गतिशील रेंज संपीड़न नरम इनपुट पर अधिक लाभ और तेज इनपुट पर कम लाभ लागू करता है, जिससे तेज ध्वनियों को अत्यधिक प्रवर्धित किए बिना श्रव्यता बहाल होती है; व्यवहार संपीड़न अनुपात, थ्रेशोल्ड और अटैक/रिलीज़ समय स्थिरांक (Jenstad, 2000; Dillon, 2012) द्वारा नियंत्रित होता है। डिजिटल शोर न्यूनीकरण यह अनुमान लगाता है कि कौन से समय-आवृत्ति क्षेत्र शोर से प्रभावित हैं और वहां लाभ कम करता है; साक्ष्य से पता चलता है कि यह विश्वसनीय रूप से कथित शोर की परेशानी और सुनने के प्रयास को कम करता है, लेकिन अपने आप में, भाषण की सुगमता में लगातार सुधार नहीं करता है (Brons, 2014; Alexander, 2021)। फीडबैक कैंसिलेशन प्रवर्धित ध्वनि के माइक्रोफोन में वापस लीक होने के कारण होने वाली सीटी को दबाता है।

Clinical relevance

प्रसंस्करण श्रृंखला को समझना यह बताता है कि दो श्रवण यंत्र अलग-अलग क्यों लग सकते हैं, संपीड़न और शोर-न्यूनीकरण सेटिंग्स क्यों मायने रखती हैं, और किन विशेषताओं से क्या उम्मीद की जा सकती है और क्या नहीं। यह उपकरण के दावों और परिणाम अध्ययनों के महत्वपूर्ण मूल्यांकन का समर्थन करता है; यह बताता है कि तकनीक कैसे काम करती है और किसी भी व्यक्ति के लिए डिवाइस को प्रोग्राम करने का आधार नहीं है।

History

प्रारंभिक श्रवण यंत्रों ने निश्चित रैखिक प्रवर्धन का उपयोग किया, जिसने नरम ध्वनियों को श्रव्य बनाने और तेज ध्वनियों को सहनीय रखने के बीच एक समझौता करने के लिए मजबूर किया। 1990 के दशक में प्रोग्रामेबल और फिर पूरी तरह से डिजिटल उपकरणों में बदलाव ने मल्टी-बैंड विस्तृत गतिशील रेंज संपीड़न को व्यावहारिक बनाया और शोर न्यूनीकरण और फीडबैक कैंसिलेशन को सक्षम किया, जिससे यह क्षेत्र सरल प्रवर्धन से अनुकूली सिग्नल प्रोसेसिंग की ओर बढ़ गया।

Debates

क्या डिजिटल शोर न्यूनीकरण भाषण समझने में सुधार करता है?

अध्ययन लगातार दिखाते हैं कि शोर-न्यूनीकरण एल्गोरिदम परेशानी और सुनने के प्रयास को कम करते हैं और अक्सर पसंद किए जाते हैं, लेकिन वे अपने आप में भाषण की सुगमता को विश्वसनीय रूप से नहीं बढ़ाते हैं, इसलिए लाभ को कच्चे पहचान स्कोर के बजाय आराम और प्रयास के संदर्भ में तैयार किया जाता है।

Key figures

• Harvey Dillon
• Joshua Alexander
• Lorienne Jenstad

Seminal works

• dillon-2012
• jenstad-2000

Frequently asked questions

विस्तृत गतिशील रेंज संपीड़न क्या है?

यह एक प्रसंस्करण दृष्टिकोण है जो नरम ध्वनियों पर अधिक प्रवर्धन और तेज ध्वनियों पर कम प्रवर्धन लागू करता है, ताकि रोजमर्रा के ध्वनि स्तरों की विस्तृत श्रृंखला को संकीर्ण सीमा में संपीड़ित किया जा सके जिसे एक क्षतिग्रस्त कान आराम से सुन सकता है।

क्या श्रवण यंत्र में शोर न्यूनीकरण मुझे शोर वाले रेस्तरां में भाषण बेहतर सुनने देगा?

शोर न्यूनीकरण आम तौर पर सुनने को अधिक आरामदायक और कम प्रयास वाला बनाता है और पृष्ठभूमि शोर की परेशानी को कम करता है, लेकिन साक्ष्य इंगित करते हैं कि यह अपने आप में यह विश्वसनीय रूप से सुधार नहीं करता है कि कितने शब्द समझे जाते हैं; दिशात्मक माइक्रोफोन इसके लिए अधिक प्रभावी होते हैं।