安森美Ezairo系列DSP平臺(tái)賦能，助聽(tīng)器重塑真實(shí)聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)

我國(guó)目前共有2.2億人患有不同程度的聽(tīng)力損失，并且隨著老齡化加劇，這一數(shù)據(jù)還有進(jìn)一步升高的趨勢(shì)。這也使得助聽(tīng)器等一眾輔聽(tīng)設(shè)備，得到越來(lái)越多的關(guān)注。

在“2024北京國(guó)際聽(tīng)力學(xué)大會(huì)”上，擁有超過(guò)30年助聽(tīng)器芯片設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的安森美（onsemi），憑借在半導(dǎo)體領(lǐng)域的深厚積累，帶來(lái)了多款硬核解決方案。這些解決方案不僅滿(mǎn)足了當(dāng)前市場(chǎng)對(duì)小型化、智能化助聽(tīng)器的需求，也預(yù)示著未來(lái)聽(tīng)力健康解決方案將為全球數(shù)億聽(tīng)力受損人群帶來(lái)更加豐富多彩的聽(tīng)覺(jué)世界。

聽(tīng)見(jiàn)，還要聽(tīng)清

助聽(tīng)器不是簡(jiǎn)單的擴(kuò)音喇叭，而要把聲音信號(hào)最清晰地傳遞給使用者。對(duì)當(dāng)代主流的數(shù)字助聽(tīng)器來(lái)說(shuō)，實(shí)現(xiàn)這一功能的核心就是DSP。DSP會(huì)將麥克風(fēng)接收的信號(hào)根據(jù)用戶(hù)的聽(tīng)力狀況和周?chē)穆晫W(xué)條件，采用算法進(jìn)行過(guò)濾、放大和調(diào)制，最后將清晰和優(yōu)化的信號(hào)通過(guò)揚(yáng)聲器傳遞到耳朵。

Ezairo系列DSP平臺(tái)是安森美針對(duì)助聽(tīng)器領(lǐng)域打造的主力產(chǎn)品，也在市場(chǎng)上占有絕大部分份額。該平臺(tái)集成了高集成度、靈活性和高能效的混合信號(hào)DSP方案，比如Ezairo7150 SL和Ezairo8300，這些方案支持BLE和其他2.4GHz無(wú)線(xiàn)協(xié)議，同時(shí)提供超低功耗表現(xiàn)，適合移動(dòng)和可穿戴設(shè)備。

助聽(tīng)器要處理的聲音信號(hào)形形色色，DSP必須要擁有強(qiáng)大的處理能力。以Ezairo8300為例，包括6個(gè)處理核心，如雙哈佛結(jié)構(gòu)的24位和32位DSP內(nèi)核、ArmCortex-M3處理器、HEAR可配置加速器、濾波引擎和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器。這種架構(gòu)提供了高度的并行處理能力和靈活性，能夠支持復(fù)雜的音頻信號(hào)處理算法和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算。

識(shí)別出各種信號(hào)，助聽(tīng)器還要能對(duì)信號(hào)進(jìn)行各種處理，最后才能產(chǎn)出最清晰的聲音。像噪聲抑制、回聲消除、聲音增強(qiáng)、方向性麥克風(fēng)處理、以及最新的音頻編碼解碼標(biāo)準(zhǔn)。這些功能都是Ezairo系列的基本配置。而對(duì)于用戶(hù)最頭疼的延遲，就是“口型和聲音對(duì)不上”，該系列也配有專(zhuān)門(mén)的可編程濾波器引擎，可支持超低延遲音頻路徑，最小化音頻處理的延遲，對(duì)于需要快速響應(yīng)的應(yīng)用如主動(dòng)降噪非常有效。

此外，安森美還擁有一個(gè)獨(dú)門(mén)絕技——專(zhuān)門(mén)的堆疊封裝技術(shù)，可以不同功能、工藝的芯片集成在一起，實(shí)現(xiàn)平滑的信號(hào)鏈路，對(duì)降低延時(shí)也同樣大有幫助。

當(dāng)有了Ezairo系列DSP的支持，助聽(tīng)器就有機(jī)會(huì)為用戶(hù)還原出越來(lái)越真實(shí)的有聲世界。

隨芯應(yīng)變

在繁忙的街道上，助聽(tīng)器能自動(dòng)強(qiáng)化定向接收功能，并增強(qiáng)噪音抑制效果，以確保對(duì)話(huà)聲音清晰可聞；在寧?kù)o的環(huán)境中，它則會(huì)優(yōu)化麥克風(fēng)的降噪性能，以保留周?chē)募?xì)微聲響。

所有這些調(diào)整都是自動(dòng)進(jìn)行的，無(wú)需用戶(hù)手動(dòng)干預(yù)。比如，當(dāng)老年人需要接聽(tīng)子女的電話(huà)時(shí)，只需一鍵操作，電話(huà)聲音便可通過(guò)藍(lán)牙傳輸至助聽(tīng)器，經(jīng)過(guò)放大處理后以高清音質(zhì)輸出，確保通話(huà)內(nèi)容清晰無(wú)誤。

這就是自動(dòng)場(chǎng)景識(shí)別技術(shù)。無(wú)論是在嘈雜的公共場(chǎng)合、安靜的圖書(shū)館，還是在戶(hù)外自然環(huán)境中的復(fù)雜聲音背景下，該技術(shù)均能穩(wěn)定發(fā)揮。它能實(shí)時(shí)識(shí)別當(dāng)前所處的場(chǎng)景，并據(jù)此自動(dòng)調(diào)整聲音增益和降噪設(shè)置，用戶(hù)則可以更自信地應(yīng)對(duì)各種環(huán)境挑戰(zhàn)，享受到出色的聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)。

在DSP技術(shù)的支撐下，聲音信號(hào)的特征提取成為場(chǎng)景識(shí)別的核心步驟。這一過(guò)程涉及將原始聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化為一系列能夠被算法解析的數(shù)字特征向量。隨后，先進(jìn)的算法利用這些特征向量，即時(shí)分析并判斷當(dāng)前所處的環(huán)境類(lèi)型，進(jìn)而自動(dòng)優(yōu)化助聽(tīng)器的各項(xiàng)參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)最佳的聽(tīng)覺(jué)體驗(yàn)。

當(dāng)前，場(chǎng)景識(shí)別技術(shù)與AI的融合愈發(fā)緊密，特別是在處理復(fù)雜場(chǎng)景如嘈雜環(huán)境下的語(yǔ)音增強(qiáng)問(wèn)題時(shí)，機(jī)器學(xué)習(xí)算法展現(xiàn)了其無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)精細(xì)的學(xué)習(xí)與訓(xùn)練，這些算法能夠有效區(qū)分并抑制背景噪音，同時(shí)突出增強(qiáng)語(yǔ)音信號(hào)，確保在任何環(huán)境下都能享有清晰的對(duì)話(huà)體驗(yàn)。

Ezairo8300平臺(tái)專(zhuān)門(mén)集成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器，旨在高效執(zhí)行AI及機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)，充分利用硬件資源，為助聽(tīng)器提供強(qiáng)大的智能支持，同時(shí)保持高效能與低能耗，無(wú)需額外增加處理器負(fù)擔(dān)。

同時(shí)，Ezairo系列的DSP內(nèi)核均可支持用戶(hù)編寫(xiě)和執(zhí)行自定義的AI算法，進(jìn)行場(chǎng)景識(shí)別。這些內(nèi)核的強(qiáng)大算力和靈活性允許開(kāi)發(fā)者針對(duì)特定應(yīng)用優(yōu)化AI模型，實(shí)現(xiàn)快速、低功耗的處理。加之I2C、I3C、SPI、UART等各種接口，方便連接各類(lèi)傳感器和外部設(shè)備，支持?jǐn)?shù)據(jù)采集與AI模型輸入輸出。而且，這些接口也為助聽(tīng)器整合用于醫(yī)療目的的傳感器，如心率監(jiān)測(cè)、血氧、血糖測(cè)量和跌倒檢測(cè)等，創(chuàng)造了有利條件。

打開(kāi)OTC大門(mén)

傳統(tǒng)上，助聽(tīng)器被視為醫(yī)療設(shè)備，其選購(gòu)過(guò)程通常包括專(zhuān)業(yè)的聽(tīng)力測(cè)試、驗(yàn)配師的定制服務(wù)以及后續(xù)的調(diào)整維護(hù)，這一系列流程不僅耗時(shí)較長(zhǎng)，而且價(jià)格不菲。隨著科技的發(fā)展和消費(fèi)者需求的增加，2017年，美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）開(kāi)始探討OTC助聽(tīng)器的監(jiān)管框架，旨在通過(guò)新的分類(lèi)，允許特定類(lèi)型的助聽(tīng)器無(wú)需專(zhuān)業(yè)驗(yàn)配即可直接面向消費(fèi)者銷(xiāo)售。這一政策于2022年正式生效，標(biāo)志著OTC助聽(tīng)器市場(chǎng)在美國(guó)乃至全球的正式開(kāi)啟。

OTC助聽(tīng)器有三大優(yōu)勢(shì)：

Affordable（可負(fù)擔(dān)的）；

Accessible（可獲取的）—可以在不需要專(zhuān)業(yè)驗(yàn)配的情況下直接購(gòu)買(mǎi)；

Acceptable（可接受的）：設(shè)計(jì)和功能上滿(mǎn)足用戶(hù)的基本需求，確保用戶(hù)在日常生活中能夠接受和使用。

這種接地氣的產(chǎn)品讓很多人用較少的價(jià)格就享受到了專(zhuān)業(yè)助聽(tīng)器大部分的功能，市場(chǎng)前景非常廣闊。但進(jìn)入這個(gè)市場(chǎng)要跨過(guò)較高的準(zhǔn)入門(mén)檻，因此擋住了很多不具備相關(guān)經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)。為此，安森美準(zhǔn)備好了完整的交鑰匙開(kāi)發(fā)方案，從參考設(shè)計(jì)，BOM，算法固件，小程序，APP直到云驗(yàn)配、TVstreamer。

同時(shí)，安森美還在積極整合國(guó)內(nèi)生態(tài)鏈資源，打造“一站式”服務(wù)。當(dāng)客戶(hù)找到安森美時(shí)，就可以一并找到整個(gè)供應(yīng)鏈上其他任何一種資源，為產(chǎn)品快速開(kāi)發(fā)上市掃清了障礙。