TiA ChannelFree - Para Profesionales

Julio 2009
TOPICS IN AMPLIFICATION
ChannelFree™, tecnología con marca
registrada de Bernafon
Proporcionar amplificación que compense debidamente una pérdida auditiva es un gran desafío. Jamás
habrá un sistema que reemplace completamente lo que se ha perdido. El procesamiento de señal
ChannelFree™ de Bernafon es un fresco enfoque hacia una mejor compensación para una pérdida
auditiva coclear. Es una desviación radical del procesamiento de la señal del pasado.
¿Qué es el procesamiento de la señal ChannelFree™? Ante todo, es una tecnología céntrica exclusiva
de Bernafon basada en métodos patentados del procesamiento de la señal. A nivel fundamental, el
procesamiento de señal ChannelFree™ ajusta la ganancia del audífono de manera continua para
amplificar cada fonema en forma individual. Lo hace sin dividir la señal en canales fijos ni bandas.
Antes de ver los detalles del procesamiento de señal ChannelFree™, resultaría útil considerar la señal
más importante – el habla. ¿Cuáles son las características más importantes del habla y cómo podemos
elaborar un esquema de procesamiento para aprovecharlas al máximo?
Características del habla
Si analizamos el habla, podemos desglosarla en diferentes segmentos de tiempo.
sílaba palabra Amplitud
oración
Tiempo (segundos) Figura 1: Partes del habla.
Comencemos por las oraciones como la unidad del habla más larga. Las oraciones tienen una duración promedio de dos segundos. Cabe notar que la intensidad o el nivel promedio de oración a oración
es casi constante. Con la excepción de personas que hablan de manera muy dinámica, sólo existe una
pequeña variación entre las oraciones.
Si nos fijamos en la segunda menor unidad del habla – las palabras – vemos que hay aproximadamente tres
palabras por segundo. Con respecto a las palabras, el nivel es relativamente constante de una a la otra.
Incluso cuando vemos la unidad de las sílabas (aproximadamente cinco sílabas por segundo) vemos
que sólo hay pequeñas variaciones entre ellas. Esto se debe a que todas las sílabas tienen por lo
menos una vocal. Las vocales o los sonidos vocalizados son relativamente constantes en su nivel
debido a que comparten un origen en común – las cuerdas vocales.
Amplitud
Sólo cuando llegamos al segmento más pequeño del
habla – el fonema (con un promedio de diez fonemas por segundo) – es que cambia la imagen. Los
fonemas son claramente heterogéneos en su
intensidad. Los fonemas consisten de sonidos
sonoros e insonoros. Debido a esto, el nivel cambia
drásticamente entre fonemas. Por ejemplo, compare la vocal “e” con la consonante “t” en la Figura 2.
¿Porqué es tan importante todo esto?
Ante todo, los fonemas, debido a la variación de su
Tiempo (segundos)
intensidad, quedan fuertemente afectados por los
Figura 2: Diferencias de nivel entre los fonemas
problemas auditivos. Los fonemas más suaves caen
“e” y “t”.
por debajo de los niveles de audibilidad. Incluso
cuando son audibles, la diferencia entre los fonemas fuertes y los suaves es exacerbada por una
pérdida auditiva coclear. Los fonemas frecuentemente son el origen de confusiones en el entendimiento del habla, especialmente para las personas con pérdidas auditivas.
Resolución temporal
Los audífonos modernos proporcionan una amplificación por compresión, lo que proporciona mayor
ganancia para sonidos suaves que para sonidos fuertes. Esto es una compensación para la pérdida de
las células ciliadas externas (OHC) en la cóclea. Cuando están en buenas condiciones, las células
ciliadas externas proporcionan una amplificación por compresión que resulta “natural” y muy rápida
(~ 200 μsec constante de tiempo). Se podría decir que la pérdida auditiva actúa como un extensor
extremadamente rápido. Se necesita que el audífono tenga una compresión extremadamente rápida
para compensar.
A diferencia de otros tipos de amplificación en audífonos, el procesamiento ChannelFree™ proporciona
una compresión fonémica muy rápida. De hecho, el procesamiento ChannelFree™ analiza y ajusta la
ganancia 20.000 veces por segundo. Esto significa que cada fonema es analizado y ajustado un
promedio de 2.000 veces. El resultado es que cada fonema recibe la amplificación que necesita,
donde las consonantes insonoras reciben mayor ganancia que las vocales sonoras. De esta manera el
procesamiento ChannelFree™ actúa más como una cóclea saludable.
A esta manera de resolver sucesos relacionados con el tiempo, como los fonemas, la llamamos
resolución temporal.
El procesamiento ChannelFree™ cuenta con la resolución temporal más alta que cualquier otro audífono y puede amplificar correctamente las partes más pequeñas del habla.
Ganancia (dB)
Ganancia (dB)
ChannelFree™
multi-canal
Frecuencia (Hz)
Figura 3: Ajustes independientes de compresión a lo
largo de las frecuencias.
Figura 4: Comparación de la resolución de
ChannelFree™ vs. procesamiento multi-canal.
Resolución de frecuencia
Por supuesto que la compensación por pérdidas de audición requiere de la habilidad de ajustar la
amplificación según la frecuencia. (Es por esto que se desarrollaron los sistemas multi-canal.) El
procesamiento ChannelFree™ es completamente diferente de los sistemas antiguos de compresión
por un solo canal, los que proporcionaban características de compresión constante a lo largo de todas
las frecuencias. El procesamiento ChannelFree™ permite ajustes independientes de amplificación en
cualquier frecuencia. En el software de adaptación Oasis de Bernafon, las características de ganancia
y compresión pueden ser ajustadas en cualquier frecuencia audiométrica estándar. Esto permite que la
amplificación esté ajustada específicamente a la pérdida auditiva.
Existe otra importante diferencia con los sistemas multi-canal. En un sistema basado en los canales, la
ganancia puede ser ajustada para cada canal, pero dentro del canal la ganancia está fija. Esto puede
tener como resultado un efecto “escalón” en la respuesta de frecuencia, especialmente si el requerimiento de ganancia cambia significativamente a lo largo de la frecuencia. En cambio, el procesamiento
ChannelFree™ interpola suavemente a lo largo de la frecuencia, proporcionando la experiencia de
sonido de mejor calidad.
¿Cómo funciona?
El procesamiento ­ChannelFree™
consiste de cuatro bloques
importantes (ver Figura 5). Cabe
notar que existen dos caminos
paralelos. Un camino es para la
señal y el otro es para el análisis
y control de la señal. Este
método de operación paralela
permite un tiempo de procesamiento y un retraso mínimo de
la señal.
Figura 5: Diagrama del bloque funcional del procesamiento de señal ChannelFree™.
En el camino del análisis, el primer bloque es la Medición de Nivel. Este bloque mide en forma
continua e instantánea el nivel de presión de sonido (SPL). Esta información es transmitida al bloque
de Control de Filtro.
El bloque de Control de Filtro está a cargo de definir cuánta ganancia se aplica a un punto específico
de nivel de entrada/frecuencia. A lo largo de todos los niveles de entrada y frecuencias, esto es lo que
define el mapa de la ganancia. Este mapa de la ganancia es ajustado por el profesional de la audición
mediante el software Oasis de Bernafon.
En el camino de la señal se encuentra el Filtro Controlable. La intensidad de entrada (determinada
por el bloque de Medición de Nivel) selecciona una curva de frecuencia de ganancias (definida por el
bloque de Control de Filtro) y esto se aplica a la señal en el bloque de Filtro Controlable. Ya que se
aplica al mismo tiempo, no hay necesidad de dividir la señal en canales. Todo este proceso se repite
20.000 veces por segundo.
Debido a que el procesamiento de la señal es muy rápido, resulta importante que el análisis y el camino de la señal estén sincronizados. El Bloque de Sincronización se encarga de esto al alinear la señal
y la amplificación en el tiempo. De esta manera, se aplica la amplificación correcta en el momento
correcto en el tiempo.
Mantener el contraste espectral
Como hemos visto, resulta importante reducir el contraste temporal (es decir, la variación momento a
momento de la intensidad) en la señal porque es exagerada para las personas con problemas auditivos. Esto es debido a la pérdida de células ciliadas externas. Amplificar los sonidos suaves sin sobreamplificar los sonidos fuertes es un componente clave para las adaptaciones exitosas.
TOPICS IN AMPLIFICATION
Al mismo tiempo, se debe mantener la frecuencia o el contraste espectral. Esto se debe a que las
pérdidas auditivas cocleares también reducen el contraste espectral (o la selectividad de la frecuencia).
Los sistemas multi-canal sólo pueden reducir el contraste espectral. El procesamiento ChannelFree™
es exclusivo en el sentido de que jamás degrada el contraste espectral. El resultado es un sonido claro
y natural con una máxima inteligibilidad.
Salida (dB SPL)
–– Vocal original
–– Amplificada con ChannelFree™
–– Amplificada con un sistema multi-canal
Frecuencia (Hz)
Figura 6: La segregación espectral puede ser el resultado de un sistema multi-canal (curva azul).
El ChannelFree™ conserva los contrastes espectrales de la señal original (curva roja).
Conclusiones
La pérdida auditiva es un problema complejo y difícil. El procesamiento de señal ChannelFree™ es un
enfoque completamente fresco y novedoso para una mejor compensación de una pérdida auditiva.
Proporciona:
• L a compresión fonémica para amplificar los sonidos más suaves del habla sin sobre-amplificar
los sonidos fuertes
•F
lexibilidad para ajustar la amplificación en cualquier frecuencia, permitiendo una precisa adaptación según la pérdida auditiva
• Sin degradación en el contraste espectral, permitiendo que la máxima cantidad de información
sea transmitida al oído con problemas auditivos
El resultado es un sonido claro y natural sin concesiones. No existe ningún procesamiento multi-canal
que pueda lograr esto – sólo ChannelFree™. Los sistemas ChannelFree™ solamente están disponibles
en Bernafon.
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