针对存在听力损失的人群,我们通常会考虑助听器作为解决方案。然而,有些人可能觉得助听器不仅价格昂贵,而且会让他们感到自己有所“缺陷”。此外,对于那些认为自己听力问题尚未严重到需要助听器的人来说,使用真无线TWS(True Wireless Stereo)耳机作为一种替代方案可能更具吸引力。在这篇文章中,我们将以某水果公司的TWS降噪耳机为例,分析看看TWS耳机能当助听器来用吗?

图1 TWS降噪耳机(来源品牌官方网站)
TWS耳机在硬件结构上与助听器类似,有多个麦克风收集外界和自身说话声,有扬声器播放声音,同时有高精度的H2芯片进行声音信号处理。
TWS耳机以能够实现辅助听觉的两大信号处理算法为基础,一是耳机可以根据用户的听力图自动调节输出声音的增益来匹配用户的听力水平。二是TWS耳机的“通透模式”允许用户在保持耳机连接的同时,也能清楚听到外界环境的声音。“通透模式”的设计满足与人交流时需要关注周围声音的需求,笔者自己使用感受该模式可以非常自然地还原环境声音,如果没有播放音乐甚至经常忘记耳朵上还戴着耳机。这两个功能相结合使得“将外界的声音根据用户听力曲线放大调整后传导至用户耳朵”这一助听基本功能得以实现。

图2 处理环境声音以适应用户听力特征(来源品牌官网)
另外,TWS耳机额外的辅助功能有对话增强和主动降噪,借助计算音频和波束性麦克风,在面对面谈话时将麦克风指向讲话者,并增强语音信号,降低背景噪声量,提升聆听的清晰度。内向式麦克风结合语音增强算法能够识别和传导自身说话声,能够很好地解决助听器容易出现的堵耳效应和声反馈问题,让声音更自然。

图3 对话增强技术(来源品牌广告)
澳大利亚国家声学实验室(NAL)的Nicky Chong-White博士模拟轻度下降、轻中度下降和中度平坦三种听力曲线,在安静和噪声环境中对TWS耳机进行了电声学测量。

图4 三种模拟听力曲线(来源The Hearing Review 2021)
基于助听器电声测试常用的轻声级50 dB SPL、中等强度65 dB SPL和大强度80 dB SPL三组言语刺激进行测试。从下图可见,TWS耳机的增益动态范围大约在0~12 dB。TWS耳机插入增益曲线(实线)与NAL-NL2助听处方公式的预设目标增益(虚线)相比,在中等强度级别(红线)较为匹配,耳机对较大的声音(黄线)增益比NAL-NL2更大,但对较轻的50 dB SPL声音(蓝线)提供的增益较小。因此推测,与以NAL-NL2公式编程的助听器相比,TWS耳机更关注日常交流言语声的可听度和响度舒适,但对轻声的增益不足,大声的压缩比不足。

图5 TWS耳机插入增益曲线与NAL-NL2目标曲线对比(来源The Hearing Review 2021)
降噪测试中,面对65 dB SPL的人声噪音,开启对话增强功能带来了约4.5dB到5.5dB的信噪比提升,开启降噪功能带来了约2.5dB的信噪比提升,在实际使用中能一定程度促进对话的清晰度。
另外,在反应听觉装置的最大声输出能力OSPL90测试中,TWS耳机的输出峰值为96.7 dB SPL,远小于专业助听器测试的111dB SPL。这表明TWS耳机更接近低功率助听器,不适合听损较为严重的群体。
从电声分析结果以及临床经验来判断,听力损失在40dB HL以内,可获得较好的聆听体验;听损在41~60 dB HL范围内,收益则会打折扣;听损超过61dB HL聆听收益就微乎其微了。

图6 不同听力水平使用TWS耳机的预期收益
(1)TWS耳机的优点
调试方便,用手机即可完成简单验配。
频响曲线与NAL-NL2目标曲线较为匹配,日常言语声的聆听舒适度较自然。
以较低的售价(千元左右)可获得高端助听器才有的性能,如自适应信号处理、主动降噪、语音增强、蓝牙直连等。
普通人群对TWS耳机的心理接受度要高于助听器。
可以通过OTA升级,保证设备处于最新状态。
(2)TWS耳机的缺点
可调范围有限,仅个别参数可调,缺少专业助听器的很多功能。
输出动态范围有限,仅适合轻中度听力损失患者。
手机软件设置层级较深,较为繁琐,不适合老年人独立操作。
因为助听效果尚未通过临床研究广泛验证,对儿童听觉、言语功能及认知行为等方面影响尚未明确,不适合儿童使用。
TWS耳机作为消费音频产品,是为了满足正常听力人群欣赏影音媒体的需求设计的,而助听器是目前应用最广泛的、对听力损失进行补偿的专业医疗产品,其工程结构、数字信号处理算法是为了满足言语交流来设计的。
TWS耳机并不能代替专业助听器作为听障干预设备。但是对于存在轻中度听力损失,又因为各种原因不愿意验配助听器的朋友,我们可以把TWS耳机当做中小功率的助听器使用,利用消费音频行业高精度的芯片设计和优秀的信号处理算法,使我们更好地聆听,更好地生活。
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