[보청기 기술] Widex ZeroDelay - 보청기의 자연 신호 보존 및 공간 인식 개선

 

자연스러운 소리에는 명확한 의미를 넘어 정보를 제공하는 단서가 포함되어 있습니다.구어는 말하는 사람을 식별하고(예: 친숙한 목소리 대 알려지지 않은 사람), 그들의 감정 상태(예: 행복, 슬픔, 분노)를 나타내며, 그들의 의도(예: 질문, 빈정거림, 아이러니)를 나타내는 단서를 제공합니다. 또한 자연음에는 실내 위치, 스피커에 대한 위치, 실내 음향 특성, 실내의 사회적 목적 등 환경에 대한 정보도 포함됩니다. 따라서 청취자의 행동과 경험은 자연에 의해 형성되기 때문에 자연 신호를 보존하는 것은 중요합니다.

 

공간의 음향은 듣는 사람에게 공간의 사회적 목적, 공간 내에서의 위치, 그리고 공간의 미적 특성에 대한 단서를 제공합니다. 어떤 환경에서든 우리가 듣는 소리는 청각적 사생활을 암시하거나 사회적 결속을 촉진합니다. 호텔 로비의 발자국 소리가 방 주위에 울리며 사람의 도착을 알리는 반면, 호텔 바에 있는 같은 사람의 발자국 소리는 카펫, 가구, 커튼에 의해 감쇠됩니다. 울려 퍼지는 호텔 로비는 영감을 주고(방문자는 우아한 공간에 있음) 유익한 정보를 제공합니다(호텔 인사 담당자는 누군가가 도착했다는 것을 안다). 극장이나 콘서트홀은 공연을 강화하도록 설계되어 있기 때문에 그 공간들이 공연의 연장선이 될 수 있습니다. 따라서, 사전에 고려된 깊은 음향 설계는 공간에 청각적 풍부함을 더합니다. 사운드는 또한 청취자가 공간을 탐색하고 방향을 잡는 데 도움이 됩니다. 어두운 공간에서 이동하는 청취자 및 시각 장애가 있는 사람은 소리만으로 열린 문, 벽 및 기타 장애물을 인식할 수 있습니다. 따라서 청취자가 공간의 설계 목적을 이해하고 그 안에서 탐색할 수 있도록 그러한 자연적 특성이 보존되어야 합니다.

 

부자연스러운 소리의 결과

청취자가 공간과 관련된 음향 특성이 들리지 않는 경우 청취자는 경험을 "부자연스럽다"고 이야기할 것입니다. 그들은 공간을 싫어하거나 단절되어 있다고 느끼거나 "이상한 느낌"을 가질 수 있습니다. 예를 들어 대성당은 웅장함과 경외감을 불러일으키도록 음향적으로 설계되었습니다. 왜곡된 음향 신호로 인해 공간이 상대적으로 둔하고 작거나 평평하게 느껴질 수 있습니다. 시각 정보가 제한된 상황에서 왜곡된 청각 단서는 방의 다른 배치를 제안하여 넘어지거나 넘어질 수 있습니다. 따라서 환경의 자연스러운 공간적 특성과 환경에서 자신의 위치에 대한 인식을 보존하는 것이 중요합니다.

 

반사 패턴은 공간을 특징짓습니다. 방에서 나는 소리는 일반적으로 하나의 소리로 인식되지만, 이 하나의 소리(예를 들어, 한 단어)는 짧은 시간 동안 여러 번 반복되는 동일한 소리로 구성되어 우리의 청각 시스템이 그것을 하나의 소리로 통합합니다. 다이렉트 사운드는 음원에서 청취자까지 직선으로 전달됩니다. 또한 소리가 귀에 도달하기 전에 실내의 여러 표면에 반사됩니다(그림 1). 이러한 반사는 직접음이 도착한 후 시간이 얼마나 지났는지에 따라 분류됩니다.

 

 

[그림1] 방안의 소리는 여러 경로를 통해 듣는 사람의 귀에 도달합니다. 직접은음 소스에서 청취자에게 직선으로 전파됩니다. 다른 모든 소리는 방에 있는 표면에서 반사됩니다. 반사음이 이동한 거리가 직접음 보다 크기 때문에 청취자의 귀에 늦게 도달하고 진폭이 낮아집니다.

 

첫 번째 반사는 일반적으로 처음 80ms 이내에 발생하며, 초기반사로 통칭됩니다.  초기시간 지연 간격(ITDG)은 직접 소리와 초기반사 사이의 시간 지연을 말합니다.

 

후기반사는 마지막 초기반사 이후에 발생하는 반사 입니다. 이 반사는 시간이 지연되고 직접음에 비해 진폭이 낮습니다. 더 낮은 진폭은 공기로부터의 감쇠와 실내 표면 흡수로 인한 것입니다. 반사의 특정 타이밍과 수준은 방의 크기와 모양, 벽의 재료, 방에 있는 물체, 이러한 물체의 재료, 방 안의 소스와 청취자의 위치에 따라 달라집니다.

 

룸 임펄스 응답(RIR ; Room Impulse Response)을 측정하고 도표화함으로써 직접 소리와 반사를 시각화할 수 있습니다. RIR은 원점에서 생성된 소리가 청취자의 위치에 도달하기 전에 룸에 의해 어떻게 변경되는지를 나타냅니다. 이것은, 방내의 특정의 발신기지 및 청취자의 장소에 대한 '지문'이라고 생각할 수 있습니다. 그림 2와 같이 시간의 함수로 표시하면 직접음, 초기반사 및 늦은반사로 볼 수 있습니다. 위에서 설명한 바와 같이, 이들 각 구성요소는 청취 환경의 공간적 특성에 대한 정보를 제공하며, 이러한 구성요소 각각은 지각적 결과를 가지고 있습니다.

 

[그림2] 시간 영역의 룸펄스응답은 직접음을 보여주고, 그 뒤, 뚜렷한 초기반사음, 그리고 마지막으로 확산 후 반사음 자연스럽게 감소하는 모습을 보여줍니다.

 

전체 RIR은 방의 크기와 위치에 대한 정보를 청취자에게 제공합니다. 직접소리는 청각 시스템이 들어오는 소리의 방향을 결정하는 데 도움이 됩니다. 초기반사 패턴은 룸의 물리적 특성에 대한 정보를 제공합니다. ITDG는 방의 크기와 청취자의 위치에 대한 정보를 제공합니다(그림 3).

 

[그림3] 초기시간 지연간격(ITDG)은 작은 방(왼쪽) 큰 방(중앙)보다 짧고, 벽에서 멀리 떨어져 있을 때(오른쪽)보다 벽에 가까울 때 짧습니다. 이 신호는 청취자가 방에서 자신의 위치에 대한 정보를 수집하는 데 활용될 수 있습니다.

 

초기반사는 음성 명료도를 향상시키는 데 도움이 됩니다. 또한 청각적 소스의 폭과 같은 공간적 인상의 자연스러움을 판단하는 중요한 단서를 제공합니다. 직접음에 비해 늦은 반사음의 레벨은 청취자가 거리를 판단할 수 있는 신호를 제공합니다. 따라서 우리 주변에 대한 많은 정보가 처음 100밀리초 이내에 청각 시스템에 제공됩니다.

 

디지털 보청기는 반사 패턴을 왜곡할 수 있습니다. 방의 반사 패턴에 영향을 미치는 모든 것은 환경을 "음향적으로 느끼는"데 사용하는 자연스러운 신호를 방해할 수 있습니다. 디지털 보청기는 난청이 있는 사람들에게 엄청난 이점을 제공했지만 소리를 처리하는 데 시간이 걸리기 때문에 잠재적으로 반사 패턴을 왜곡할 수 있습니다.

 

사운드를 처리하는 데 걸리는 시간을 처리 지연이라고 합니다. 대부분의 보청기는 처리 지연이 10밀리초 미만으로 이는외이도로 들어가는 직접적인 소리가 거의 없기 때문에 폐쇄형 피팅에서는 문제가 되지 않습니다. 그러나 개방형 피팅에서는 직접 가공되지 않은 소리가 외이도에서 지연되고 comb-filtering으로 알려진 가청 인공물이 발생합니다. 지각적으로 소리는 "공백" 또는 "금속성"이 될 수 있고 매우 성가신 것일 수 있습니다.

 

처리 지연이 짧아짐에 따라 청취 선호도와 음질이 개선되었습니다. 여기서는 그 영향이 공간 지각으로도 확대될 수 있다고 추측합니다. 특히 처리 지연이 자연 초기 및 조기 반사를 방해할 것으로 예측합니다.

 

다음 그림 4에 나타낸 RIR에 대해 살펴보면 증폭되지 않은 소리(파란색, 상단)는 명확하게 정의된 직접 소리를 포함하며, 그 다음에 첫 번째 반사(및 관련 ITDG)와 청취 공간의 공간적 특성을 특징짓는 초기반사가 뒤따릅니다. 증폭되지 않은 소리와 지연된 증폭된 소리(파란색과 빨간색, 아래쪽)가 혼합되어 ITDG가 짧아지고 초기반사 밀도가 높아집니다. 초기반사의 진폭은 더 이상 같은 방에서 들리는 일반적인 소리와 일치하지 않습니다. 왜곡된 RIR은 청취자가 있는 공간과는 다른 공간을 나타냅니다. 예를 들어, 넓은 공간이나 경외감을 불러일으키도록 설계된 넓은 공간은 상대적으로 좁고 제한적으로 느껴질 수 있습니다. 듣는 사람은 벽에 가깝개 느낄 수 있습니다. 이에 주변 공간에 대한 청취자의 인상은 부자연스러워집니다.

 

[그림4] 그림은 증폭되지 않은 소리(위)와 증폭되지 않은 소리와 증폭된 소리의 혼합(아래)에 대한 룸 임펄스 응답. 추가반사를 추가한 반사패턴을 보여줌니다.

 

자연스러운 반사 패턴의 유지

보청기 처리 지연은 반사 패턴의 시간 흐름에 영향을 미치기 때문에 처리 지연을 짧게 하면 자연 신호를 보존하고 이러한 공간 인식을 개선할 수 있을 것으로 예상하는 것이 타당합니다. 일반적으로 상용 보청기에서 처리 지연 범위는 약 2.5ms에서 8ms까지입니다.

 

 

최근 Widex보청기는 주파수 전반에 걸쳐 0.5ms의 짧은 처리 지연을 갖는 ZeroDelay 기술을 도입했습니다. 이는 이 기술을 사용하는 동안 측정한 반사 패턴이 자연 반사 패턴과 매우 유사함을 시사합니다. 지각적으로 이 기술을 착용한 청취자는 더 넓은 공간을 경험합니다. 또한 처리 지연이 더 긴 보청기와 비교했을 때 소리가 더 외부화되어야 합니다.

 

ZeroDelay 기술을 기반으로 하는 Widex MONENT의 PureSound 프로그램이 보다 견고한 Envelope Following Response(EFR; 벨로프 후속 응답)를 제공하므로 자연 입력이 더 잘 보존된다는 것은 앞에서 언급한 바 있습니다. 따라서, ZeroDelay 기술은 지연이 긴 보청기보다 더 나은 공간 지각이 될 것으로 기대합니다.

 

이상의 연구는 PureSound 프로그램에 사용된 ZeroDelay 기술이 지연 시간이 긴 경쟁사의 프리미엄 보청기보다 청취자가 공간 위치를 더 잘 구별할 수 있는 능력을 제공하는지를 조사하기 위해 수행되었습니다.

 

이하 연구방법 및 결과 (생략).....

 

자세히 보기(원문링크)

 

시사점

청취자는처리 지연이 더 긴 다른 프리미엄 보청기와 비교하여 ZeroDelay 기술이 적용된 Widex 보청기를 통해 청취할  때 잔향실 내에서 서로 다른 청취 위치를 더 잘 구별할 수 있었습니다. 이는 이 기술이 처리 지연이 더 긴 보청기보다 청취자가 공간 지각에 사용하는 자연스러운 신호를 더 잘 보존한다는 것을 의미합니다. 처리 지연이 길어지면 초기 및 초기 반사가 번져 청취자가 구별하기가 더 어려워집니다. 초 저지연은 실내의 자연스러운 반사를 보존하여 보다 자연스럽고 넓으며 계층화되거나 3차원적인 느낌을 줍니다. ZeroDelay 기술의 이점(소리의 자연성 보존)은 소음 내 음성 성능에서도 분명합니다.

 

ZeroDelay 기술은 특히 경도에서 중간 정도의 난청이 있는 사람들에게 보청기의 수용을 용이하게 할 수 있습니다.수용되지 않는 이유는 부자연스러운 소리와 최소한의 인지된 이점 때문입니다. 만약 보청기가 모든 것은 아니더라도 대부분의 자연스러움을 보존할 수 있다면, 새로운 보청기를 착용하는 사람들은 추천하는 보청기에 대해 더 긍정적인 첫인상을 가질 수 있을 것입니다. 이것은 더 큰 만족, 더 빠른 수용, 그리고 보청기의 더 긴 지속적 사용으로 이어질 것입니다.

 

원문 출처 : The Hearing Review

 

 

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