助聽——TWS耳機的下一個方向？

¤科技獸¤

作者:周萍
國內(nèi)助聽市場現(xiàn)狀

2019年數(shù)據(jù)顯示，我國聽力障礙人群數(shù)量達(dá)到了2780萬，而這一群體中助聽器的普及率僅有5%。隨著人口老齡化和工業(yè)化進(jìn)程的發(fā)展，聽力障礙人群的數(shù)量逐年增加，聽力障礙問題正嚴(yán)重影響著人們正常的工作和生活。傳統(tǒng)的臨床助聽器價格高昂，獲得和維護(hù)成本高且必須依賴專業(yè)驗配師，加之佩戴助聽器總是會受到有意無意的眼光，因此大多數(shù)輕中度聽力患者并不愿意選擇佩戴專業(yè)的助聽設(shè)備。

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TWS的下一個熱點——健康管理

近年來隨著音頻技術(shù)的迅速發(fā)展，基于藍(lán)牙芯片的新型智能聽力設(shè)備逐漸走進(jìn)人們的視野，同時也為助聽功能的低成本，簡易化實現(xiàn)提供了可能。近幾年出現(xiàn)的新型OTC助聽器具備智能助聽技術(shù)，能夠通過搭載于多種通用平臺的軟件指導(dǎo)輕中度聽力患者自主測試聽損情況，并利用AI算法生成適配的助聽方案，極大地降低了助聽器的成本，簡化了驗配過程，為大量輕中度聽力障礙人群帶來了福音。
自2016年蘋果發(fā)布第一代airpods以來，TWS耳機在短短幾年內(nèi)迅速占領(lǐng)市場，經(jīng)歷了無線化，低延時，主動降噪，通話降噪，透傳等一系列更新之后，健康管理成為了下一個發(fā)展熱點，其中，輔聽助聽功能的實現(xiàn)尤為重要。新型OTC助聽器的出現(xiàn)為TWS耳機+輔聽功能的實現(xiàn)繪制了藍(lán)圖，但在保證TWS耳機現(xiàn)有的功能的基礎(chǔ)上，如何去實現(xiàn)好的輔聽效果這仍是需要探索的問題。本文將主要針對TWS耳機要實現(xiàn)怎樣的輔聽效果，需要通過什么途徑實現(xiàn)，將會面臨怎樣的挑戰(zhàn)三個方面做一些探討。
TWS+輔聽

現(xiàn)在市場上主流的TWS耳機主要是基于藍(lán)牙芯片的發(fā)展，通過在耳機中植入集成了藍(lán)牙射頻傳輸，音頻信號處理算法，電源管理，存儲管理等模塊的芯片，與傳聲器及發(fā)聲單元等硬件一起，從而為用戶提供了更好的聽歌環(huán)境，通話降噪等效果。

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輔聽功能的實現(xiàn)本質(zhì)上是需要根據(jù)聽者的聽力情況，對不同環(huán)境的聲音進(jìn)行相應(yīng)的放大，使得聽者能即時地，準(zhǔn)確地接收到環(huán)境中的聲音。因此，在現(xiàn)有的TWS耳機的基礎(chǔ)上，輔聽功能的實現(xiàn)主要需要滿足兩個需求，第一個是能夠通過簡單可行的過程對用戶進(jìn)行聽損測試，并針對聽損測試的結(jié)果為用戶定制適配的聽力方案，同時能夠允許用戶根據(jù)自我感受和需求進(jìn)行自主調(diào)試；第二個是能夠提供多種聆聽模式，以滿足用戶在不同場景下的聽音需求。
TWS助力聽損測試

聽損測試的目在于了解用戶聽力受損的情況，從而能夠根據(jù)用戶的聽損情況對耳機攜帶的傳聲器拾取到的聲信號進(jìn)行相應(yīng)的處理，使得用戶能通過殘余聽力聽見以及聽懂聲音。輕中度聽障者聽力受損主要體現(xiàn)在對某些頻段聲音的響度刺激不敏感。因此在聽損測試過程中需要為用戶播放人耳聽音頻率范圍內(nèi)的各種不同聲音，根據(jù)用戶的聽音反饋，通過分頻段均衡和增益調(diào)整確定出用戶敏感和不敏感的頻段的聲音，從而獲得用戶的聽力受損情況。

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考慮到用戶聽損情況的多樣性和復(fù)雜性，要想充分準(zhǔn)確的測試出不同用戶的聽損情況，就必須要求TWS耳機在測試算法中對頻率劃分得足夠細(xì)，并且對每個頻段的聲音增益的范圍足夠大，即具備多通道分頻段均衡的能力和高動態(tài)范圍的換能器。在獲得用戶的聽損情況后，需要根據(jù)用戶的聽損情況，基于后臺的數(shù)據(jù)庫和AI算法，為用戶生成適配的聽力方案。

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上述過程的實現(xiàn)都可以依賴于TWS耳機連接手機，電腦等平臺，下載專屬的聽力管理軟件進(jìn)行管理，以便切換不同連接設(shè)備時可以通過軟件直接遷移用戶的相關(guān)信息。由于輕中度聽力患者主要集中在中老年群體，因此在設(shè)計聽力管理軟件時應(yīng)充分考慮到用戶的群體特征，盡可能地簡化聽力管理軟件的設(shè)計，結(jié)合文字說明和語音提示，智能化地指導(dǎo)用戶完成整個測試和定制過程，并能夠根據(jù)用戶的聽損變化，定期自主調(diào)試和更新數(shù)據(jù)。而相應(yīng)地對應(yīng)到TWS耳機的設(shè)計中就需要更復(fù)雜的信號處理算法，更大的功率支持，因此對耳機芯片的算力和電池容量都提出了更高的要求。?
更智能化的聆聽模式

對于中低度聽障患者，其在嘈雜的或者多人說話的場景往往存在聽音困難。因此，為了滿足用戶的聽音需求，TWS耳機應(yīng)該針對不同聲環(huán)境能夠提供不同的聽音模式。例如在嘈雜的馬路上，TWS耳機需要對周圍的有效聲信息進(jìn)行充分的拾取，并完整地重放給聽者，以使得聽者能及時地察覺到警報音，車?yán)纫簦崾疽舻嚷曅畔?，降低因聽力障礙而引起意外的風(fēng)險。而在多人的會議中，往往可能涉及到多個聲源的遠(yuǎn)距離發(fā)聲，則需要TWS耳機對發(fā)聲聲源的位置和聲音信息都進(jìn)行準(zhǔn)確的拾取，并經(jīng)過算法處理后能低延時，準(zhǔn)確地傳輸給聽者，以保證正常的交流。在日常的交流中，TWS耳機則只需要盡可能地降低周圍噪聲，對發(fā)聲聲源的信息進(jìn)行準(zhǔn)確的提取和傳輸。
上述針對不同場景的聽音模式的實現(xiàn)，都需要對周圍聲信息進(jìn)行或全面或準(zhǔn)確的提取，而這在TWS耳機的設(shè)計上，就需要借助更多的傳聲器數(shù)量和更復(fù)雜的信號處理算法。不同于傳統(tǒng)助聽器麥克風(fēng)和回放單元距離較遠(yuǎn)，TWS耳機的喇叭和傳聲器距離較近，傳聲器數(shù)量的增多，則更容易產(chǎn)生嘯叫問題，在實際設(shè)計時，需要硬件上進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整或者利用嘯叫抑制算法進(jìn)行避免。
此外，不同于現(xiàn)有的TWS耳機主要用于滿足娛樂，通話等聽音需求，有輔聽需求的用戶佩戴TWS耳機的時長會更長，因此在佩戴舒適度等方面的設(shè)計對于提升用戶的使用體驗也尤為重要。而市場上現(xiàn)有的TWS耳機普遍還存在的負(fù)壓，底噪，風(fēng)噪等因素也都會給輔聽用戶長期佩戴的舒適度帶來影響。?
OTC助聽器的出現(xiàn)，擴大了助聽器的市場，也為TWS耳機的發(fā)展帶來了啟迪，讓人們看到了TWS耳機作為健康管理的可能性。但要實現(xiàn)在保證現(xiàn)有的TWS耳機的框架下兼容輔聽功能，在算法復(fù)雜度，算力強度，功率輸出以及電池容量等方面都提出了更高的要求，而硬件和軟件方面的復(fù)雜度的增加所衍生的一系列問題，也需要得到控制。因此，輔聽功能作為TWS耳機健康管理的中最重要的一項，未來可期，行之不易。

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