Microphone định hướng và Tạo búp sóng

Microphone định hướng và tạo búp sóng là những phương pháp chính mà máy trợ thính sử dụng để cải thiện khả năng nghe trong môi trường ồn ào. Bằng cách kết hợp tín hiệu đầu ra từ hai hoặc nhiều microphone, thiết bị trở nên nhạy hơn với âm thanh đến từ phía trước người nghe và ít nhạy hơn với âm thanh từ hai bên và phía sau, từ đó cải thiện tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu khi người nói cần nghe ở phía trước.

Definition

Tính định hướng và tạo búp sóng là các kỹ thuật xử lý tín hiệu kết hợp nhiều tín hiệu microphone để máy trợ thính khuếch đại âm thanh từ một hướng mục tiêu nhiều hơn so với âm thanh từ các hướng khác, cải thiện tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu trong môi trường ồn ào.

Scope

Chủ đề này bao gồm các thiết kế microphone định hướng cố định và thích ứng, kỹ thuật tạo búp sóng đa microphone giúp tăng cường tính định hướng, và tạo búp sóng hai tai chia sẻ tín hiệu giữa hai thiết bị. Nó giải thích nguyên lý âm học và lợi ích đo được; đây là tài liệu tham khảo-giáo dục và không cung cấp hướng dẫn lựa chọn thiết bị cho từng cá nhân.

Core questions

• Việc kết hợp hai hoặc nhiều microphone tạo ra độ nhạy định hướng như thế nào?
• Tính định hướng cải thiện khả năng hiểu lời nói trong môi trường ồn ào đến mức nào và trong điều kiện nào?
• Tạo búp sóng thích ứng và hai tai bổ sung những gì ngoài một mẫu định hướng cố định đơn giản?

Key concepts

• Biểu đồ cực của microphone định hướng
• Tính định hướng cố định so với thích ứng
• Cải thiện tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu (lợi ích định hướng)
• Tạo búp sóng đa microphone
• Tạo búp sóng hai tai
• Giới hạn của độ vang và khoảng cách microphone

Mechanisms

Một microphone đa hướng đơn lẻ phản ứng như nhau với mọi hướng. Việc kết hợp hai hoặc nhiều microphone với độ trễ thời gian thích hợp làm cho phản ứng phụ thuộc vào hướng đến, tạo ra một biểu đồ cực triệt tiêu âm thanh từ phía sau và hai bên. Kết quả là sự cải thiện thực sự về tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu, thường là vài decibel, khi người nói mong muốn ở phía trước và tiếng ồn đến từ các hướng khác; lợi ích phụ thuộc vào kiểu thiết bị, khoảng cách giữa các microphone và môi trường âm học, và giảm đi trong các phòng có độ vang cao nơi âm thanh phản xạ đến từ nhiều hướng (Ricketts, 2001). Tạo búp sóng khái quát ý tưởng này cho các mảng microphone và cho các sơ đồ thích ứng điều chỉnh hoặc định hình mẫu theo vị trí tiếng ồn, và tạo búp sóng hai tai trao đổi tín hiệu giữa hai thiết bị để tạo thành một mẫu sắc nét hơn, bao trùm đầu (Terry, 1994; Alexander, 2021).

Clinical relevance

Tính định hướng và tạo búp sóng là những tính năng của thiết bị có bằng chứng nhất quán nhất trong việc cải thiện khả năng hiểu lời nói trong môi trường ồn ào, và chúng định hình kỳ vọng về lợi ích của máy trợ thính trong thế giới thực. Việc hiểu các nguyên tắc và giới hạn của chúng hỗ trợ đánh giá phê phán các nghiên cứu kết quả và các tuyên bố tiếp thị. Mục này mô tả công nghệ và không phải là cơ sở để lựa chọn hoặc lập trình thiết bị cho bất kỳ cá nhân nào.

History

Microphone định hướng xuất hiện trong máy trợ thính vào những năm 1970 nhưng trở nên hữu ích rộng rãi với các thiết bị kỹ thuật số hai microphone vào khoảng năm 2000, cho phép tính định hướng thích ứng. Nghiên cứu về các mảng tạo búp sóng đa microphone từ những năm 1980 và 1990, bao gồm các hệ thống hai tai nguyên mẫu, đã đặt nền móng cho kỹ thuật tạo búp sóng hai tai hiện đang được triển khai trong các máy trợ thính liên kết không dây.

Debates

Lợi ích định hướng chuyển sang cuộc sống hàng ngày ở mức độ nào?

Các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm nhất quán cho thấy lợi thế tín hiệu trên nhiễu khi tiếng ồn ở phía sau người nghe, nhưng lợi ích trong thế giới thực nhỏ hơn và biến đổi hơn vì người nói và tiếng ồn không phải lúc nào cũng ở vị trí thuận tiện và các phòng có độ vang, do đó quy mô lợi ích hàng ngày vẫn là một câu hỏi đang được tranh luận.

Key figures

• Todd Ricketts
• Harry Levitt
• Joshua Alexander

Seminal works

• ricketts-2001
• terry-1994

Frequently asked questions

Microphone định hướng có thực sự giúp ích trong môi trường ồn ào không?

Có, khi người bạn muốn nghe ở phía trước và tiếng ồn đến từ hai bên hoặc phía sau, quá trình xử lý định hướng cải thiện tỷ lệ tín hiệu trên nhiễu và khả năng hiểu lời nói; lợi ích sẽ nhỏ hơn trong các phòng có độ vang hoặc khi tiếng ồn cũng đến từ phía trước.

Tạo búp sóng hai tai là gì?

Đây là một kỹ thuật trong đó hai máy trợ thính được liên kết không dây chia sẻ tín hiệu microphone của chúng để tạo thành một mẫu định hướng kết hợp, sắc nét hơn trên toàn bộ đầu, có thể mang lại sự cải thiện lớn hơn trong môi trường ồn ào khó khăn so với khi mỗi thiết bị hoạt động riêng lẻ.