[보청기 기술] 보청기 압축기능의 사용자별 개인화의 장점 및 필요성

보청기의 핵심기술 중 하나인 보청기 압축은 난청이 있는 사람들이 정상 청력을 가진 사람들에 비해 감소된 동적 범위를 갖는 근본적인 문제를 해결합니다. 따라서 압축, 또는 더 광범위하게 말하면 비선형 증폭은 현재 보청기의 핵심 부분이지만 구현되는 방식은 다양합니다. 또한 청취자마다 자신에게 가장 유익한 압축 유형이 다양하여 압축이 개인화되어야 한다는 강력한 증거가 있습니다.

 

압축의 주요 매개변수에 대한 간략한 개요를 기반으로 이 기사에서는 다양한 압축 속도에 따른 선호도 및 성능의 변화에 ​​대한 연구를 요약합니다.

 

비선형 증폭 (Non-linear Amplification)의 주요 매개변수(Parameters)

선형 증폭은 모든 입력 레벨에 동일한 양의 게인을 적용하는 반면 비선형 증폭은 입력 레벨에 따라 다릅니다 (그림 1). 압축은 출력 레벨의 증가가 입력 레벨의 증가보다 작은 경우(예: 그림 1의 포인트 2와 3 사이 )이고 확장은 출력 레벨이 입력 레벨보다 더 증가하는 경우(예: 그림1의 포인트 0과 1포인트 사이)입니다. 압축 비율(출력 레벨에서 1dB 변화를 생성하는 입력 레벨의 변화)은 다른 보청기 브랜드와 피팅 근거에 따라 다르며 비율이 변화하는 지점, 소위 무릎 지점(knee point)도 마찬가지입니다.

[그림1] 선형 대 비선형 증폭 - 비선형 예는 Widex Fitting Regonom에 적합한 N3 청력손실의 2kHz 값을 기반으로 합니다. 실선은 보청기 출력과 직접 전달되는 사운드의 결합 효과를 나타냅니다.

 

또 다른 주요 매개변수는 입력 레벨의 변화에 ​​따라 게인이 변화하는 속도인 압축 속도(compression speed)입니다. 이러한 입력 레벨 변화는연설 후 엔진이 갑자기 멈추거나 박수를 치는 것과 같은 갑작스러운 큰 변화이거나 변조 및 음성의 조용한 일시 중지와 같은 작은 변동일 수 있습니다.

 

압축 속도는 어택 타임(attack time)과 릴리즈 타임(release time)에 의해 결정됩니다. 컴프레서가 게인을 줄임으로써 입력 레벨의 증가에 반응하는 시간을 어택 시간이라고 합니다. 이는 어택 시간이 일반적으로 약 5ms로 빠르다는 것을 의미하는 너무 큰 입력으로부터 청취자를 보호하는 데 중요합니다. 따라서 압축 속도에 대한 연구는 주로 릴리스 시간,즉 입력 레벨이 감소할 때 게인이 얼마나 빨리 증가하는지에 중점을 둡니다.

 

빠른 압축과 느린 압축의 장단점

빠른 컴프레션과 느린 컴프레션 모두 장점과 단점이 있으며 이는 컴프레션 비율과 니 포인트에 따라 달라집니다. 전체 시스템은 복잡하고 상호 의존성이 많으며 다양한 선택의 영향에 대한 연구가 항상 명확한 것은 아닙니다. 그럼에도 불구하고 몇 가지 광범위한 추세가 나타나며 다음에서 논의됩니다.

 

빠른 압축의 주요 이점은 입력 레벨에 빠르게 적응하여 청취 환경의 변화를 더 빠르게 표현한다는 것입니다. 예를 들어,이것은 큰 소리에 뒤따르는 부드러운 소리를 더 잘 들리게 합니다. 또한 부드러운 말소리, 일반적으로 무성 자음이 더 큰 말소리, 일반적으로 모음보다 상대적으로 더 많이 증폭되도록 합니다.

그림 2: 압축을 사용하여 보청기를 통해 녹음된 음성 신호의 파형으로, 상단 패널에서 긴(느린) 해제 시간이 1초 이상이고 하단 패널에서 짧은(빠른) 해제 시간이 30밀리초입니다.서로 다른 음성 소리 사이의 시간적 엔벨로프와 강도 차이는 상위 파형에서 긴 방출 시간 동안 확실히 더 잘 보존됩니다.

 

그러나 이러한 빠른 압축의 장점은 일시적 엔벨로프(envelope)를 변경하는 비용이 발생하며 이는 여러 면에서 문제가 됩니다. 반대로 시간 엔벨로프를 보존하는 것은 느린 압축의 주요 이점입니다. 이것은 (그림 2)에 설명되어 있으며, 위쪽 파형에서 더 느린 릴리스 시간으로 신호의 최고점과 최저점이 어떻게 더 잘 보존되는지 보여줍니다. 더 낮은 파형에서 더 빠른 압축은 강도 차이를 줄여 음성이 일시 중지되는 동안 배경 소음이 증폭됩니다.

 

느린 압축으로 시간적 엔벨로프를 보존하면 더 자연스럽고 더 나은 음질을 얻을 수 있을 뿐만 아니라 청취의 편안함을 높일 수 있습니다. 또한 느린 압축은 소리 위치 파악 에 중요한 내이 레벨 차이를 더 잘 보존합니다. 더 심각한 청력 손실이있는 보청기 착용자에게는 느린 압축을 사용하여 말의 시간적 엔벨로프를 보존하는 것이 특히 유익해 보입니다.

 

압축의 개인화 (Personalization of Compression)

가변 속도 압축 시스템에 대한 확실한 사례가 있지만, "일부 환자는 빠른 압축을 선호하거나 더 나은 성능을 보이는 반면 다른 환자는 느린 압축을 선호하거나 더 나은 성능을 발휘한다"는 사실은 여전히 존재합니다. 위에서 인용한 연구는 청취자의 압축 속도 선호도에 상당한 개인차가 있음을 보여줍니다.

 

개인 간의 차이 외에도 선호도와 성능은 소음 유형 및 음성 소재 간에도 다를 수 있습니다. 요컨대, 압축 속도가 다른 선호도와 성능은 개인과 상황에 따라 다르므로 특정 상황에서 특정 보청기 착용자를 위한 개인화하는 이상적인 매개변수가 됩니다.

 

관점 (Perspectives)

요컨대, 개별 보청기 사용자를 위한 압축의 개인화에 대한 강력한 사례가 있습니다. 이것은 지금까지 피팅 소프트웨어에서 게인 및 압축을 조정하는 것으로 제한되었습니다. 변경이 관련된 환경에서 멀리 떨어진 상황에서 사운드 경험을 압축 설정으로 변환하는 번거로운 프로세스입니다. Widex Moment 보청기의  앱 MySound에서는 완전히 새로운 방식으로 압축을 개인화할 수 있습니다.

 

* 참조 : The Hearing Review

Empowering Patients with Personalized Compression (Nov 4, 2022)

 

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