人工耳蜗的场景识别程序

佩戴人工耳蜗的用户所处的声场环境是变化的，如看足球比赛时的噪声环境，欣赏演奏的音乐会环境，需要专注于几个人的小组讨论环境，户外运动的环境。环境的不同，带来不同的需求。目前的主要人工耳蜗厂商澳大利亚科利耳、奥地利美迪、美国AB、中国诺尔康，都开始在声音处理器中内置“场景识别程序”。

在本文中，耳朵树将带大家对各个品牌人工耳蜗的场景识别功能做一个了解。
 
在之前的科普文章中我们已经了解了声音的三个属性：频率、响度和音色。
音色不同使我们即使在同一频率和响度下，也能区分出是不同乐器或人声发出的。不同的音色取决于不同的泛音，每一种乐器、不同的人以及所有能发声的物体发出的声音，除了一个基音外，还有许多不同频率的泛音伴随，正是这些泛音决定了其不同的音色。
 
由于声波作用而产生的压强叫“声压”。按人耳对声音的感觉特性，依据声压和频率定出人对声音的主观音响感觉量，称为响度，单位为方。
 
人耳对声音的感觉不仅和声压有关，还和频率有关。响度相同，频率不同的声音，听起来响亮程度也不同。如空压机与电锯，同是 100分贝声压级的噪声，听起来电锯声要响得多。
 
在助听器或人工耳蜗的处理器对声音信号进行分析时，是选取声音包络之后通过程序来调节脉冲信号，因此程序设计时，会从音色、响度、频率等角度来分析用户所处环境，设定相应的声音包络处理的模型。如果是噪声环境，就可以有一些降噪处理等；如果是明确的不属于这个环境模型的声音，就弱化处理，来保证该环境下的正常声音。简单的说就好像手机的情景模式功能，根据不同环境、场景的需要来调整各项机能，达到更好的使用效果。
 
首先，我们来看一下澳大利亚耳蜗的Smart Sound技术。（这里指的是N5所使用的Smart Sound2技术，2015年4月30日发布的N6采用最新的Smart Sound iQ技术，6种场景，自动识别和切换。）
Smart Sound技术提供多达四种听声环境程序，以适应不同的听声场合。用户可以在声音处理器上或通过远程助手方便地切换这些程序。
 
1.日常
日常程序为标准设置，可针对家中或工作场所等多种日常环境。N5系统的CP810处理器使用的是第二代SmartSound技术，新增了Set It and Go程序，可以智能化的自动调节，在响亮和轻柔之间平衡，让用户听得清楚又舒服。
 
2.噪声
在极端嘈杂的环境下提供最佳听力。该程序旨在降低（但不是隔绝）来自四周的喧闹背景噪声，例如在盛大的运动会上或在穿过繁忙的马路时。
 
3.音乐
旨在改善音乐体验，不论正在学习乐器、聆听喜爱的曲目或观看现场演出。
 
4.专注
旨在更轻松地听到面前的人所说的话，保证对话的质量。例如在喧闹的餐馆、教室或操场。
 
澳大利亚耳蜗在2014年又推出了N6系统，在中国内地预计2015年上市。N6系统CP910和CP920处理器采用了新的处理芯片，处理速度据说是N5系统CP810的五倍，SmartSound也会升级为是Smart Sound2，实现全自动识别并切换场景程序，更智能化、人性化。
 
接下来我们看看美国耳蜗的ClearVoice和Auto Sound程序。
Clear Voice顾名思义就是让声音变得更清晰，有降噪功能；而Auto Sound顾名思义就是自动声，即根据所处环境自动程序调节。
 
Clear Voice是人工耳蜗领域的第一个降噪程序，在美国耳蜗的Harmony（中文译为和美）处理器已经可以设置，可以有效提高噪声环境下的聆听效果，需要指出的是Clear Voice无需手动，只需要在调机时打开这个程序即可。
 
而在2014年美国耳蜗在中国内地上市的Neptune（中文译为海豚）处理器的宣传页中，我们又发现美国耳蜗推出一款名为AutoSound的程序。该程序也会用于2015年可能在中国内地上市的NaidaQ70（中文会译为娜依达？）处理器。Auto Sound可以自动识别场景的转换来自动调节，无需手动。
由此看来，美国耳蜗被SONOVA集团收购之后，确实从峰力助听器那里得到了不少的前沿技术。

作为目前中国内地自费市场已经排名第一的奥地利耳蜗又推出什么样的智能场景识别程序呢？

在奥地利目前的主流产品OPUS1、OPUS2声音处理器和刚刚上市的OPUS XS声音处理器中，都采用了ASM自动声效管理程序。无论是身处安静的家中还是喧闹的商场，都可以让用户随时随地获得最佳听觉效果，无需任何操作。该程序能够随时检测环境变化，自动切换程序。ASM程序最大的特点就是自动调整输入动态范围、自动音量控制。
 
作为人工耳蜗行业近些年崛起的新秀，中国杭州诺尔康人工耳蜗（2011年获批成人植入，2013年获批儿童植入）已经有接近1700名植入者。作为中国人自己的人工耳蜗，在处理器的设计上也特别考虑了汉语的特点。
 
诺尔康的编码策略与三家进口耳蜗相比有明显不同，他们推出了“汉语四声编码策略”。这个编码策略实时提取言语信号的基频，同时根据提取的基频信号实时改变言语信号幅度包络，是言语信号的幅度包络与基频相类似，从而提高汉语的四声识别以及中文的言语识别。
同时，在现有的语言处理程序中的自动动态峰调节技术根据不同言语状态来调节脉冲，实现降低功耗的功能。这样的方式也有了场景识别的一些考虑。
 
综上，本文介绍了四家主流人工耳蜗厂商处理器场景识别智能程序的，而人工耳蜗注定是一个硬件和软件都需要一流品质的“特殊医疗器械”。耳朵树在这里也憧憬着有更多更好的人类智慧结晶应用到残疾康复医疗领域，造福人类自己。