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[综合讨论] 电声案例 | 助听器开发中的机器人控制声学全息技术

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发表于 2020-12-28 10:41 | 显示全部楼层 |阅读模式

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部分图片由GN ReSound 提供


# 助听器开发中机器人控制声学全息技术

GN ReSound是助听器领域的全球领导者,委托B&K提供一个特殊的整体解决方案,内含机器人控制的测量仪器以及统计优化的近场声学全息术。


背景介绍

总部位于丹麦Ballerup的ReSound公司为GNReSound集团成员。该集团为全球最大的助听器及听力诊断仪器供应商之一,其本身也是GN store Nord成员之一。GN ReSound在80 多个国家设立代表机构;除丹麦以外,公司在中国和美国也设立了产品开发中心。



                               
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GN ReSound的历史可追溯至1943年。多年来,公司创造了许多听力行业的第一。宽动态范围压缩技术为声音处理领域带来巨大突破,而数字反馈抑制技术则首创了能有效降低助听器颤噪和声音失真的系统。他们开发了世界首款开放标准数字芯片,设定了编程灵活性新标准,推出的ReSound AIR产品能提供更为自然的声音,消除了耳道不适感,预示着全新助听器类型的诞生。


对于助听器设计师来说,识别泄露或振动反馈是一个重要挑战。GN ReSound是助听器和音频仪器领域的全球领导者,委托Brüel & Kjær提供一个特殊的整体解决方案。该解决方案内含机器人控制的测量仪器以及统计优化的近场声学全息术(SONAH)。该公司有着稳定的开发时间要求,并提出增进其知识库的最新知识和技术。


                               
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声学和机械反馈是限制设计的主要因素

助听器的挑战

助听器制造商孜孜以求,力图改善语言可懂度和助听舒适度。研究人员深入开发计算机辅助技术,通过改善声音传播、减少噪生干扰和反馈,从而设计出更好的助听器。助听器等电声装置的性能受到声学及机械反馈量的严重限制,这是电声系统的典型问题。在设计阶段,必须识别在电声系统组装后会导致声学泄漏的零件,它们可能产生声学反馈途径,也会导致产生机械反馈途径的共振。

Poul Kristensen,GNReSound的高级声学工程师说:“助听器的一大挑战是获得高增益,要做到这一点,你必须能控制反馈。即使是某些高达80dB的增益,也只需要一个很小的装置,因此你需要多种不同的工具来了解反馈模式。”



                               
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本图显示的3D保形绘图是将SONAH计算获得声音云图绘制到网格化的CAD模型上的结果

解决方案

GN ReSound倾向于能保证精度和可重复性的自动解决方案,因此选择了Brüel & Kjær 项目定制部门提供的基于统计优化近场声全息(SONAH)技术的交钥匙解决方案。


使用我们的专利SONAH技术、提供一个机器人整体解决方案,能实现GN ReSound所需要的准确性和可重复性。这个解决方案由三个主要部分组成:持有探针传声器的机器人、机器人控制器及LAN-XI模块、PC工作站。

“采用这一系统,我们能测量声强”Poul说:“这是我们之前无法做到的。采用SONAH系统,使这一流程可控。你可以使用自动控制装置将传声器放置在某个特定位置上。我们现在可以测量精细网格,之前我们只能分析声压。”




                               
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配备探针传声器的自动控制装置。探针传声器小巧、轻质,适合在靠近声源的局促空间内测量声压

“在采用SONAH之前,我们在助听器周围移动传声器,以尽可能获得声音信息。但是由于这一过程要求精确,因此我们不得不进行大量测试,因此这一方法并不实用。而新方法则更为精确,并能提供更多信息。”




                               
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为GN ReSound提供的自动控制系统


SONAH 是什么?

Brüel & Kjær获得专利的先进全息技术,可采用比声源更小的阵列实施测量,且不会出现严重的空间窗效应。

SONAH指“统计优化近场声全息”

  • 它在处理不规则阵列时依旧能实施空间FFT计算

  • 它能实施3D保形绘图

  • 相比传统的全息绘图方法,频率下限更低



结果

新系统使得声强精确度达到更高的水准,还能实现小型物体的高分辨率映射。由于系统精确度很高,开发过程所需的时间——包括建模、模拟和验证——已降低了20%。而且可重复性也提高了。


欲了解更多详情,欢迎点击这里,查看完整案例信息。


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