Важность качества звука слухового аппарата: новые свидетельства

Недавно в коммерческих аппаратах появились пространственные функции и интеллектуальная бинауральная обработка, которые еще больше улучшили способность слухового аппарата добиваться высококачественных результатов.

Звук часто характеризуют его качеством. Именно качественное восприятие звука определяет, будем ли мы слушать его, и если да, то как долго. Это происходит и в том случае, когда слабослышащие люди впервые надевают слуховой аппарат. Качество усиленного звука воспринимается ими как отличающееся от неусиленного звука, который они привыкли слышать через поврежденную систему слуха.

Первоначальное восприятие качества часто используется новыми владельцами СА для того, чтобы на его основе сформировать мнение и принять решение о субъективной пользе усиления, что, в свою очередь, может повлиять на длительность использования слуховых аппаратов. Следовательно, качество звука, воспринимаемое владельцем аппарата, должно быть максимально высоким.

Определить качество звука трудно. Одно из определений, хотя и спорное, гласит: качество – субъективное измерение, которое может включать в себя объективные параметры, а может и не включать. Например, психологи могут определять качество звука как восприятие, инженеры и физики могут определять его с помощью воспроизводимых физических характеристик, музыканты могут описывать качество звука на основе тембра и обертонов. Аудиологи могут характеризовать качество звука с помощью таких критериев, как громкость, фоновый шум, внутренний шум слухового аппарата, полоса пропускания, общее нелинейное искажение и т.д. В отличие от них, владельцы СА определяют качество звука на основе своих собственных представлений, своего прошлого слухового опыта, своего звуковосприятия и предпочтений.

Качество усиленного и неусиленного звука

Неусиленный звук обычно изменяется под действием непреднамеренных факторов и переменных, зависящих от формы и содержания окружающей среды (объем помещения, реверберация, фоновый шум, демпфирующие материалы, громкость, длительность, соотношение сигнал/шум и т.д.). Когда неусиленный звук попадает в слуховой аппарат, он изменяется уже умышленно, посредством обработки сигнала, и возникающее в результате этого качество звука становится ключевым фактором для производителя. И действительно, основная цель разработчиков СА – достижение оптимального качества звука.

Акустическая прозрачность

Одним из критериев качества звука является акустическая прозрачность. По утверждению Сэндлина, акустическая прозрачность означает, что слабослышащий слушатель воспринимает звук из СА так же (или почти одинаково), как звук, слышимый без СА.
В ходе дальнейших рассмотрений мы будем считать, что акустическая прозрачность подразумевает следующее: выходной сигнал СА должен быть "верен" оригинальному звуковому сигналу, в то же время, обеспечивая слышимость речи и других звуков, которые владелец не услышал бы без помощи слухового аппарата. Говоря другими словами, акустически прозрачный СА должен поставлять оригинальный звуковой сигнал, одновременно компенсируя потерю слуха владельца, причем без слышимых артефактов.

Оценка качества звука

Для оценки качества звука в контролируемых лабораторных условиях и в реальной жизни используются анкеты, опросы и шкалы оценки. Однако до настоящего времени так и не существует общепринятого соглашения  о том, как оценивать качество звука.

Диллон использовал шесть стимулов для сравнения качества звука пяти новых слуховых аппаратов. Эти шесть стимулов включали собственный голос испытуемого, женский голос, мужской голос и мужской голос в импульсном шуме. Испытуемые в каждом подходе сравнивали качество звука двух СА, и оценивали один из них как лучший, пользуясь определениями "гораздо лучше, умеренно лучше, чуть лучше".

Манро, Латман и Кидсер использовали парное сравнение для оценки качества звука. Владельцы СА оценивали два разных СА или две разные функции одного СА в ряде ситуаций по таким критериям, как четкость, комфорт (в тишине и в шуме), слушание музыки и естественность. Методика парного сравнения по своей природе способна сократить до минимума субъективное влияние на оценку качества звука.

Габриельсон, Шенкман и Хагерман разработали метод оценки качества звука, включающий восемь критериев. Семь из них имеют отношение к разным характеристикам звука, а восьмой описывает общее впечатление. Семь критериев качества звука – мелодичность, яркость, четкость, полнота, близость, громкость и вместительность. Хотя эта шкала была разработана для оценки громкоговорителей, ее используют и для оценки наушников, ушных вкладышей и СА.

Нарендран и Хьюмс изучали потенциальные возможности этого метода, измеряя качество звука как эксплуатационную характеристику СА при участии группы пожилых испытуемых. Они пришли к выводу, что этот метод может принести пользу в виде групповой оценки работы СА, но гораздо менее подходит для индивидуальной оценки качества СА.

Луи оценивал тембр музыкальных образцов для группы владельцев кохлеарных имплантов, используя дихотомическую шкалу с 6 критериями. Испытуемых просили ответить, является ли их слуховое восприятие музыкального произведения приятным или неприятным, естественным или неестественным, скудным или полным, "жестяным" или насыщенным, тусклым или резким, и грубым или плавным.

Ученые датской лаборатории Delta Senselab разрабатывают методику оценки с целью выявления тонких различий качества звука в СА. В процессе исследований они стремятся найти оптимальное сочетание звуковых образцов, критериев качества звука и тренированных слушателей, которое позволит различать СА на основе субъективных оценок качества звучания в сложных слуховых ситуациях.

Качество звука и разборчивость речи

Предыдущие исследования показали, что если попросить слушателей выбрать СА, основываясь на качестве звука, то они часто выбирают аппарат, который не обеспечивает максимальную разборчивость речи. В принципе слушатели предпочитают частотные ответы с большим низкочастотным усилением, несмотря на то, что большее высокочастотное усиление обеспечивает лучшую разборчивость речи.

Несмотря на то, что разборчивость речи и качество звука – две абсолютно разные вещи, Киллион утверждает, что они должны идти рука об руку. Он заявляет, что СА, которые обеспечивают лучшую разборчивость речи в шуме, одновременно имеют лучшее качество звука. Бойке и Соуза также отмечают высокую корреляцию между показателями разборчивости речи и оценками качества звука для речи, подвергнутой одноканальной компрессии широкого динамического диапазона.
Следовательно, связь между качеством звука и разборчивостью речи далеко не ясна, а потому требует систематических исследований.

Качество звука и адаптация

Манро и Латман изучали пожилых новых владельцев СА, которые пользовались линейно запрограммированными СА не менее 4 часов ежедневно. Качество звука оценивалось с помощью таких критериев, как четкость, комфорт и общее предпочтение в процессе слушания беглой речи в тишине, на фоне стационарного шума и шума голосов. Как оказалось, в течение 24 недель оценки качества звука почти не изменились. Этот печальный результат имеет колоссальное значение. По-видимому, оценки качества звука, сделанные на раннем этапе процесса слухопротезирования, отражают индивидуальные нормы восприятия звука, которые не способны измениться за короткое время.

Билатеральные преимущества и качество звука

Несомненно, что лучшее качество звука при билатеральной настройке СА воспринимается за счет бинауральных символов. Преимущество слуха с помощью двух СА было обнаружено для разных критериев качества звука, таких, как четкость, полнота, вместительность и общее качество.

Абсолютные дифференциальные пороги интенсивности и спектральные характеристики становятся меньше при слушании двумя ушами, и это говорит о том, что слабослышащие люди могут осуществлять с помощью двух СА более тонкую слуховую обработку, чем с помощью одного. Обеспечение доступа мозга к пространственным символам, путем беспроводной координации параметров компрессии двух СА, позволяет улучшить естественное восприятие вместительности и пространственного воплощения звука.
Качество звука и удовлетворенность владельцев СА

Большинство методик оценки удовлетворенности от СА используют как внешние, так и внутренние факторы. К числу внутренних факторов относятся возраст, пол, демографические показатели, потеря слуха, субъективно воспринимаемая ограниченность, опыт ношения СА, ожидания от СА, настрой и личностные качества, и длительность ежедневного ношения. Внешние факторы – качество звука, вид СА, слуховая ситуация, польза, проблемы настройки и консультации.

Некоторые исследования выявили положительную взаимосвязь между качеством звука и удовлетворенностью владельца СА (иллюстрация 1). Среди десяти основных факторов, имеющих самую непосредственную связь с общей удовлетворенностью от СА, Кочкин отметил три фактора, имеющих отношение к качеству звука (№2 четкость звука, №5 естественность звука и №7 богатство/верность звука).
 

Бентлер обнаружил примерно 20%-ное расхождение удовлетворенности от СА, возникающее за счет качества звука. Он отмечал, что удовлетворенность улучшают такие факторы, как естественность, качество музыки, четкость голоса и громкость.
Улучшение качества звука

В 1979 г. Киллион отмечал важность более широкой полосы пропускания и меньшего количества искажений. Сегодня, в 2009 г. многие СА уже имеют полосу пропускания, достигающую 10 кГц и более.

Есть сведения о том, что СА, изготовленные по новейшей технологии, часто дают улучшенные оценки потребительской удовлетворенности. Кочкин обнаружил, что люди, пользующиеся СА, выпущенными менее чем год назад, были более удовлетворены, чем люди, пользующиеся более старыми СА. Хансе отмечал лучшее качество звука и восприятие речи в сложных слуховых условиях при использовании высокотехничных беспроводных СА,

Другие исследования продемонстрировали положительное отношение между качеством звука при бинауральном протезировании и пользовательской удовлетворенностью. Кочкин обнаружил общее повышение удовлетворенности для владельцев билатеральных СА. Сенклер и Гольдштейн тоже писали о повышенной удовлетворенности владельцев двух СА.

Техника обработки сигнала и качество звука

Рикетс и Хорнби обнаружили, что качество звучания речи в шуме лучше с цифровым подавлением шума, чем без него. Рикетс также писал, что люди со слабой и средней потерей слуха оценивают речь, усиленную в высокочастотном диапазоне (до 12 кГц), как имеющую более высокое качество, по сравнению с речью, усиленной только до 6 кГц. Бек и Олсен перечислили ряд публикаций, в которых говорилось, что расширенная полоса пропускания обеспечивает улучшенное качество звука для речи и музыки.

Нейман и Соуза тоже отмечали, что компрессия влияет на качество звука. Они писали, что испытуемые предпочитают более низкие коэффициенты компрессии, большее время восстановления и меньшее число каналов компрессии.

С появлением расширенной полосы пропускания и бинауральной обработки, синхронизации и координации между двумя СА, концепция пространственной верности воспроизведения приобрела чрезвычайную важность. Говоря другими словами, воспроизведение звуков, доносящихся с разных направлений и расстояний, стало главным условием качества. Впервые в субъективной оценке качества звука такие характеристики пространственного слуха, как близость, полнота и вместительность (определения смотри у Габриэльсона), стали частью процесса верификации передовых беспроводных широкополосных слуховых аппаратов.