Komponen Alat Bantu Dengar dan Pemrosesan Sinyal
Alat bantu dengar modern adalah sistem pemrosesan suara digital kecil: satu atau lebih mikrofon mengubah suara menjadi sinyal listrik, prosesor sinyal digital membentuk dan memperkuatnya sesuai dengan gangguan pendengaran pengguna, dan penerima (loudspeaker) menyampaikannya ke telinga. Rantai pemrosesan sinyal menentukan seberapa besar penguatan yang diterapkan pada setiap frekuensi dan tingkat, bagaimana suara keras tetap nyaman, dan bagaimana kebisingan latar belakang dikelola.
Definition
Komponen alat bantu dengar dan pemrosesan sinyal mengacu pada transduser (mikrofon dan penerima) serta algoritma digital yang menangkap, memperkuat, mengompresi, dan membersihkan sinyal akustik sehingga dapat didengar dan nyaman bagi seseorang dengan gangguan pendengaran.
Scope
Topik ini mencakup blok bangunan alat bantu dengar dan pemrosesan inti yang dilakukannya: mikrofon dan penerima, jalur analog-ke-digital, penguatan yang bergantung pada frekuensi, kompresi rentang dinamis lebar, dan pengurangan kebisingan digital. Ini memperlakukan hal-hal ini sebagai konsep rekayasa dan persepsi; ini tidak menentukan pengaturan untuk individu mana pun dan bukan panduan pemasangan.
Core questions
- Komponen perangkat keras apa yang membentuk alat bantu dengar dan apa fungsi masing-masing?
- Bagaimana kompresi memetakan tingkat suara dunia nyata ke dalam rentang dinamis telinga yang rusak yang berkurang?
- Bagaimana cara kerja pengurangan kebisingan digital, dan apa yang sebenarnya dicapai untuk pendengar?
Key concepts
- Transduser mikrofon dan penerima
- Konversi analog-ke-digital dan digital-ke-analog
- Pembentukan penguatan spesifik frekuensi
- Kompresi rentang dinamis lebar (WDRC)
- Rasio kompresi, ambang batas, dan konstanta waktu
- Pengurangan kebisingan digital
- Pembatalan umpan balik
Mechanisms
Suara masuk melalui mikrofon dan didigitalkan; prosesor sinyal digital membaginya menjadi pita frekuensi dan menerapkan penguatan yang bergantung pada frekuensi dan tingkat masukan. Karena koklea yang rusak memiliki rentang dinamis yang berkurang — suara lembut menjadi tidak terdengar sementara suara keras tetap tidak nyaman — kompresi rentang dinamis lebar menerapkan penguatan lebih besar pada masukan lembut dan lebih kecil pada masukan keras, mengembalikan kemampuan dengar tanpa memperkuat suara keras secara berlebihan; perilaku ini diatur oleh rasio kompresi, ambang batas, dan konstanta waktu serangan/pelepasan (Jenstad, 2000; Dillon, 2012). Pengurangan kebisingan digital memperkirakan wilayah waktu-frekuensi mana yang didominasi oleh kebisingan dan mengurangi penguatan di sana; bukti menunjukkan ini secara andal menurunkan gangguan kebisingan yang dirasakan dan upaya mendengarkan tetapi tidak, dengan sendirinya, secara konsisten meningkatkan inteligibilitas bicara (Brons, 2014; Alexander, 2021). Pembatalan umpan balik menekan suara siulan yang disebabkan oleh suara yang diperkuat bocor kembali ke mikrofon.
Clinical relevance
Memahami rantai pemrosesan menjelaskan mengapa dua alat bantu dengar dapat terdengar berbeda, mengapa pengaturan kompresi dan pengurangan kebisingan penting, dan fitur apa yang dapat dan tidak dapat diharapkan untuk dilakukan. Ini mendukung penilaian kritis terhadap klaim perangkat dan studi hasil; ini menjelaskan cara kerja teknologi dan bukan dasar untuk memprogram perangkat untuk individu mana pun.
History
Alat bantu dengar awal menggunakan amplifikasi linier tetap, yang memaksa pertukaran antara membuat suara lembut terdengar dan menjaga suara keras tetap dapat ditoleransi. Pergeseran ke instrumen yang dapat diprogram dan kemudian sepenuhnya digital pada tahun 1990-an membuat kompresi rentang dinamis lebar multi-pita menjadi praktis dan memungkinkan pengurangan kebisingan serta pembatalan umpan balik, menggerakkan bidang ini dari amplifikasi sederhana menuju pemrosesan sinyal adaptif.
Debates
- Apakah pengurangan kebisingan digital meningkatkan pemahaman bicara?
- Studi secara konsisten menunjukkan bahwa algoritma pengurangan kebisingan mengurangi gangguan dan upaya mendengarkan serta seringkali lebih disukai, tetapi tidak secara andal meningkatkan inteligibilitas bicara dengan sendirinya, sehingga manfaatnya dibingkai dalam hal kenyamanan dan upaya daripada skor pengenalan mentah.
Key figures
- Harvey Dillon
- Joshua Alexander
- Lorienne Jenstad
Related topics
Seminal works
- dillon-2012
- jenstad-2000
Frequently asked questions
- Apa itu kompresi rentang dinamis lebar?
- Ini adalah pendekatan pemrosesan yang menerapkan amplifikasi lebih besar pada suara lembut dan lebih kecil pada suara keras, sehingga rentang tingkat suara sehari-hari yang lebar diperas ke dalam rentang yang lebih sempit yang dapat didengar dengan nyaman oleh telinga yang rusak.
- Apakah pengurangan kebisingan pada alat bantu dengar akan membuat saya mendengar percakapan lebih baik di restoran yang bising?
- Pengurangan kebisingan umumnya membuat pendengaran lebih nyaman dan tidak terlalu melelahkan serta mengurangi gangguan kebisingan latar belakang, tetapi bukti menunjukkan bahwa hal itu sendiri tidak secara andal meningkatkan jumlah kata yang dipahami; mikrofon terarah cenderung lebih efektif untuk itu.