Сеть центров "Студия Cлуха" - слуховые аппараты - широкий спектр услуг по слухопротезированию
Акция

+7(495) 221-64-41

Технология Warp

В 2003 году фирма GN ReSound представила на рынке слуховые аппараты для открытого протезирования (ReSoundAir и Canta7 Open), впервые использующие частотное деформирование как путь улучшения  качества передаваемого звукового сигнала.

Уникальная технология WarpOpen  гарантировала на тот момент наиболее естественное звучание без искажений.

слуховые аппараты GN ReSoundВ 2005 году GN ReSound сертифицировала второе поколение слуховых аппаратов воплотивших принципы частотного деформирования. Революционная попытка использования в слухопротезировании основных принципов звукопередачи, применяемых в акустических системах, оказалась очень удачной и нашла свое дальнейшее воплощение в алгоритме Human Resolution Warp, предлагающем частотное разрешение аналогичное кохлеарному аппарату человеческого уха при минимальном времени обработки звука и великолепном качестве звучания.

Каким же образом реализуется эта технология и в чем ее кардинальное отличие от существующих?

В 2005 году Kates & Arehart описали три основных пути обработки сигнала в  мультиканальных слуховых аппаратах: Банк многоканальных фильтров, Быстрое преобразование Фурье (БПФ) и Использование Side-канала аудиосигнала для частотного анализа.

Банк многоканальных фильтров
– это сочетания низкочастотных фильтров с высокочастотными для разделения входного сигнала на различное число  самостоятельных каналов (полос). Обработка сигнала происходит по каждой полосе независимо. На выходе процессора полосы складываются, приводя к искажениям сигнала на месте их перекрывания, что, в свою очередь, ведет к заметному снижению качества звука.

Обработка сигнала с помощью Быстрого Преобразования Фурье (БПФ) обеспечивает прекрасное качество звука. Однако эта технология основана на единообразной разбивке частотных компонентов, а основная мембрана внутреннего уха воспринимает звуки различной частоты по логарифмическому закону.  Каналы слухового аппарата могут соответствовать каналам слуховой системы, но это приводит к значительному усложнению технологического процесса: обеспечение необходимого разрешения на низких частотах, приводит к излишнему сужению ширины полос на высоких частотах – так называемой статистической избыточности сигнала (рис.1). Время обработки сигнала у такого процессора будет слишком большим, что приведет к появлению эффекта «эхо».

Рисунок 1

Рис.1

Многоканальным преобразованием, объединяющим и логарифмическое представление  частотных полос и высокую эффективность обработки сигнала, оказалось частотное деформирование. GN ReSound реализовал этот принцип, как Metrix Human Resolution Warp технологию.  Этот алгоритм обработки сигнала основан на использовании так называемой шкалы барков (Smith & Abel, 1999).  Каждой точке вдоль основной мембраны ушного лабиринта можно поставить в соответствие так называемую характеристическую частоту – частоту звука, который вызывает максимальный отклик в этой точке мембраны. Вибрации основной мембраны в ответ на некоторый тон не могут быть локализованы в точке, т.е. бесконечно малой области мембраны. Это неудивительно, мембрана – довольно эластичная пленка, но нельзя заставить колебаться одну точку этой пленки, сохраняя неподвижными остальные. Чистый тон возбуждает довольно широкую область основной мембраны, а выбранная точка откликается на близкие частоты. Таким образом, каждой точке  основной мембраны можно поставить в соответствие полосовой слуховой фильтр с центральной частотой, равной характеристической. Полосу слухового фильтра, представляющего эквивалентное описание возбуждения точки мембраны, называют критической. Человеческое ухо моделируется конечным набором фильтров с неперекрывающимися полосами, равными критическим на центральных частотах фильтров. Верхняя граница полосы пропускания одного фильтра равна нижней границе полосы пропускания следующего. Таких фильтров, или частотных групп, оказывается всего 25 в диапазоне слышимых звуков. Основываясь на результатах измерения критических полос как функции частоты, можно построить шкалу субъективной частоты, или высоты тона, на которой ширина всех критических полос принята равной единице субъективной частоты. Эта единица называется «барк». Следовательно, расстояние по оси частот, равное критической полосе, всегда составляет один барк. Шкала, связывающая высоту тона в барках с частотой в Гц, называется шкалой барков (рис.2). Как видно из рисунка, в ее основе лежит логарифмическая шкала.

Рисунок 2

Рис.2

GN ReSound первым применил  технологию, обычно использующуюся в бытовой аудиоаппаратуре для представления звукового сигнала в цифровой форме, в слуховом аппарате.

Данный технологический режим предполагает обработку сигнала в двух независимых параллельных каналах: звуковой части и блока анализа, иными словами, в этом режиме компрессия осуществляется отдельно в каждой части без использования корреляций между ними. Аудио-часть использует частотное деформирование с помощью FIR – фильтра (фильтр с конечной импульсной характеристикой), что приводит к изменению формы сигнала во времени. Блок анализа использует частотное деформирование с помощью БПФ и определяет усиление сигнала, изменяя соотношение мощностей частот в звуке. Рис.3

Рисунок 3

Частотная деформация БФП - спектра представленного 17 равномерно перекрывающимися полосами, показана на рис.4. Полосы разбиваются неоднородно, соответственно звуковой шкале барков, приблизительно по 1.3 Барк.  В результате перекрытие частотных полос практически отсутствует, что приводит к минимальным искажениям сигнала и отсутствию артефактов.

Рисунок 4

Рис.4

Рисунок 5а  Рисунок 5b

Рис.5

На рис.5 демонстрируются спектрограммы показывающие ответ на чистый тон  БФП-процессора (слева) и Warp™-процессора (справа). Можно отчетливо отметить практическое отсутствие нелинейных искажений у Warp™  - процессора.

Для открытого протезирования главным преимуществом частотного деформирования явился эффективный способ, используемый для уменьшения времени обработки сигнала. Известно, что минимизация времени задержки является ключевым пунктом технологии открытого протезирования. В любом цифровом слуховом аппарате задержка сигнала изменяет звук или тембр, приводя к появлению эффекта «эха», а задержку связанную с работой Warp-процессора не чувствует ни слабослышащий, ни нормально слышащий человек. Уникальные характеристики этой системы, исключительно соответствующие работе слухового анализатора человека, обеспечивают возможность настраивать слуховой аппарат при любых потерях слуха и использовать венты любого размера.

Слуховой аппаратGN Resound в 1989 году первым применил мультиполосную компрессию в слуховых аппаратах. Стратегия цифровой реализации динамики ушной улитки для компенсации потерь слуха у пациентов с сенсоневральной тугоухостью и ФУНГом была предложена Villchur в 1973году. GN ReSound продолжил разработку этой стратегии и воплотил разработанные инновации как Human Resolution Warp процессор, который и послужил основой ReSound Metrix - последнего  слухового аппарата от GN ReSound и первого аппарата сочетающего в себе уникальное качество звука и комфортность прослушивания.

В ReSound Metrix™ решаются основные ключевые задачи,  как помочь пользователям слухового аппарата слышать лучше не задумываясь о технических решениях обеспечивающих качество звукопередачи.

Слуховой аппаратКлючевая задача №1 – Разборчивость речи.

Аппарат улучшает понимание речи в шумной обстановке, причем действует так быстро , легко и нежно, что человек даже не успевает ощутить какие-либо неудобства от попадания в некомфортную ситуацию.   SoftSwitching™ делает Metrix первым аппаратом с автоматическим переключением направленности в зависимости от акустической ситуации.

Dual Stabilizer™ и Real-world Adaptive Directionally™  - это две последние разработки в области подавления обратной связи и улучшения направленности, также вносят неоценимый вклад в улучшение разборчивости.

Dual Stabilizer™ -
  • отслеживает обратную связь в каждом микрофоне;
  • усиливает  в зависимости от направления полезного сигнала;
  • обеспечивает направленное высокочастотное усиление – что очень важно для разборчивости в шумной обстановке.
Адаптивная направленность Metrix

Real-world Adaptive Directionally™   -
  • оптимальная направленность по всем частотам;
  • эффективное подавление шума ветра;
  • незначительное усиление низкочастотной составляющей сигнала.

Ключевая задача №2 – Качество звука.

Технология Warp™ с 17-полосным компрессором, имитирующим неперекрываюшиеся полосы основной мембраны  человеческого уха, обеспечивает особую точность в воспроизведении речи, без искажений и артефактов. Особая важность придается эффективной работе системы подавления шума – NoiseTracker™, отслеживающей и подавлящей шум без уменьшения усиления:

Качество звука

Ключевая задача №3 – Точность настройки.

Несомненно, без современных технологий гарантировать уникальность аппарата нельзя. Но необходимо создать условия для 100-процентного использования всех преимуществ новейшего аппарата. И для этого предлагается Onboard Analyzer™, как бы «бортовой журнал настройки», позволяющий настроить аппарат под индивидуальные потребности. По мере эксплуатации слухового аппарата в анализатор автоматически вносится вся информация об использовании конкретных программ, о частоте регулировки громкости, об окружающей обстановке. Все поступающие данные обрабатываются и затем используются для тонкой настройки аппарата. Таким образом процедура подстройки оптимизируется и укорачивается во времени.

Настройка

Ключевая задача №4 – открытое протезирование.

Известно, что около 35% пользователей слуховых аппаратов испытывают чувство окклюзии, приводящее к дискомфорту и, в некоторых случаях, к отказу от слухового аппарата. Используемая технология Warp™, а также Dual Stabilizer™, NoiseTracker™, Real-world Adaptive Directionally™, Onboard Analyzer™ позволяют выбирать вкладыши любого размера, а  венты любого диаметра, вплоть до процедуры «открытого» протезирования. С аппаратом Metrix нет никаких ограничений для слухопротезирования на форму, размер аудиограммы, а  также на степень потери слуха. Без сомнения исключительно подходит аппарат и для бинурального протезирования.

Подавление обратной связи

Естественно, все эти уникальные особенности воплощенные в Metrix позволили отнести этот слуховой аппарат к элитной  группе слуховых аппаратов, сместив со своих передовых позиций ReSound Air.

Для кого предназначены слуховые аппараты:

Metrix

Air

  • Новичок или опытный пользователь.
  • Умеренные высокочастотные потери до 70 дБ на 4000 Гц.
  • Пользователь внутриушного аппарата.
  • Опытный пользователь или (и) пациент с большой потерей слуха.
  • Пользователь другого аппарата элитного класса.

Приоритеты:

  • Косметическая привлекательность и комфорт.
  • Открытое протезирование.
  • Уникальная разборчивость в шуме  без потери комфортности восприятия.
  • Венты любого размера.

Уникальность

  • Несомненная косметическая привлекательность.
  • Удобный, легко устанавливаемый аппарат с комфортным звучанием.
  • Быстро настраивается, не требует многоразовой подстройки.
  • Исключительная разборчивость без потери комфортности.
  • Лучшее понимание в шумной обстановке на рынке.
  • Большая точность настройки благодаря "внутреннему анализатору".


Возврат к списку