关于核心听力技术

核心听力学技术主要包含助听器的芯片技术、压缩放大技术、降噪技术。助听器的发展历史可以分为以下几个时代:原始集声助听器时代、碳元素助听器时代、真空电子管助听器、晶体管和整合电路助听器、数字助听器时代。

数字助听器以其优异的特点占领了现在的市场,例如:更大的精确度,更小的内部噪声,更复杂的运算,更强的复杂环境适应能力。数字助听器的特点在于它的数字芯片。助听器有了芯片,就不再是简单的放大器,芯片通过强大的算法能够快速地分析出声音的强度是多少,位置在哪里,是言语声还是噪声,进而采取合适的策略进行噪声衰减和言语声放大。芯片对于助听器的重要性,就相当于大脑对于人的身体,决定着助听器的整体性能。避开助听器的芯片不谈,只谈其他性能有多好,等于本末倒置。

Demant集团独有的行业研发能力,让集团的助听器芯片核数更多,处理速度更快,并且得以采用NoC片上网络结构。芯片单核与多核:如果助听器采用单核,芯片设计将面临互连延迟、存储、功耗等方面的限制。而多核芯片,可利用多个核单元产生超过单核的处理效率。 芯片NoC互联架构:多核系统,核与核之间的互联方式,可分为两大类:基于总线的互联、基于网络的互联。基于网络的互联就称为片上网络network-on-chip(NoC).

随着系统性能需求越来越高,传统的总线互连方式已经难以满足如今的性能需求,片上网络(NoC)逐渐成为首选。NoC互联与总线互联的区别见下图:

我们可以看到总线互联8核之间只有一条路公用,任何两核之间进行数据交换,其他核之间只能等待。纵横线多造了很多条路,提高了效率,但是浪费了资源,且占据了更多空间。而片上网络互联,通过采用数据路由和分组交换技术替代传统的总线结构,让各路资源互换可同步进行,在有限的空间内,提高信息传递速率。具有可扩展性好、功耗更低、信号完整性和信号延迟、全局同步性等优点。

什么是压缩放大技术?放大器对输入声进行压缩放大的技术。为什么需要压缩放大技术?听力损失者的听觉范围变小了。原来的听觉范围那么大,可以装下各种各样的声音,但是现在,听觉范围那么小,还要装下各种各样的声音,需要压缩下。怎样压缩?常见的几种放大技术有:线性放大(没有压缩)、非线性压缩放大、动态线性放大。线性放大:对声音是没有压缩的,不管声音大还是小,同等对待,都给同等的放大量,例如30dB。当声音大到装不下,就直接切掉。优势:无压缩,声音真实,还原度高,言语声清晰度高。不足:全部声音增益相同,小声容易放大不够,大声削峰导致失真严重。非线性放大有两种——压缩限幅、宽动态范围压缩。压缩限幅:小声、中声线性放大,当输入声到达某一强度,启动压缩放大。宽动态范围压缩(WDRC):拐点以下线性放大,小声多放大,大声少放大。非线性放大,诸如到达某一强度,启动压缩放大;小声多放大,大声少放大这些描述,说明不像线性放大那样对所有声音都同等对待了,而是对部分声音进行压缩,让所有声音都能装得下,让用户听到。优势:小声与压缩限幅相比可听度增加,大声与线性相比舒适性更好。不足:言语声信息被压缩,失真,不利于识别。声音被压缩,声音的大小层次区分不明显,响度差丢失。动态线性放大:动态线性放大采用峰值探测窗口,窗口内言语声采用线性放大,窗口外大声、小声采用非线性放大。

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