The effect on speech intelligibility of varying compression time constants in a digital hearing aid

Abstract

The identification of nonsense syllables in quiet and in three types of background (babble, cafeteria and single female speaker) was measured using four hearing aid compression algorithms differing in attack and release time constants, and using linear amplification. The speech level was always 65 dB SPL. The compression algorithms, which were implemented in a Phonak Claro ITE hearing aid, were: (1) ‘very fast’—the attack time was 8 ms and the release time was 32 ms, for all 20 channels; (2) ‘slow–fast’—the attack and release times decreased from 500 ms for low frequencies to about 100 ms for high frequencies; (3) ‘fast–slow’—the attack and release times increased from about 50 ms for low frequencies to 500 ms for high frequencies; and (4) ‘slow+fast’—a very slow-acting gain control signal was combined with a fast-acting gain control signal, for each channel in a 10-channel system. Acoustical stimuli were presented monaurally via a circumaural headphone mounted over the hearing aid. The linear condition did not use the Claro aid; instead, the signal was digitally filtered to implement the Cambridge formula prior to delivery via the earphone. Five subjects with moderate sensorineural hearing loss were tested in a counter-balanced order across conditions. In quiet, performance was best for linear amplification and worst for the slow+fast algorithm. In the presence of background sounds, the highest scores were obtained with the linear-gain Cambridge formula implemented via headphones; a supplementary experiment suggested that this was due to the greater high-frequency gain resulting from the use of this formula. No significant differences were found between scores for the different compression algorithms. We conclude that the intelligibility of speech at a fixed level, presented in background sounds, is not markedly affected by rather substantial variations of the time constants in a multichannel compression system.

Sumario

Se midió la identificación de sílabas sin sentido realizada en silencio y en tres tipos de ruidos de fondo (balbuceo, cafetería, hablante femenino individual) utilizando cuatro algoritmos de compresión para auxiliar auditivo, con diferencias en las constantes de los tiempos de ataque y liberación, y usando amplificación lineal. El nivel del lenguaje fue siempre de 65 dB SPL. Los algoritmos de compresión, que fueron implementados en un auxiliar auditivo intra-auricular Phonak Claro fueron: (1) “muy rápido”—el tiempo de ataque fue de 8 ms y el tiempo de liberación de 32 ms, para los 20 canales; (2) “lento-rápido”—los tiempos de ataque y liberación disminuyeron de 500 milisegundos para las frecuencias graves hasta alrededor de 100 ms para las agudas; (3) “rápido-lento”—Los tiempos de ataque y liberación se incrementaron alrededor de 50 ms para las frecuencias graves hasta 500 ms para las agudas: y (4) “lenta+rápido—se combinó una señal de control de ganancia de actuación muy lenta con una señal de control de ganancia de actuación muy rápida, para cada canal, en un sistema de 10 canales. Se presentaron estímulos acústicos monoauralmente por medio de auriculares circumaurales montados sobre el auxiliar auditivo. La condición lineal no utilizó el audífono Claro; en su lugar, la señal fue filtrada digitalmente para implementar la fórmula Cambridge antes de presentarla a través del auricular. Cinco sujetos con una hipoacusia sensorineural moderada se evaluaron en un orden contra-balanceado en todas las condiciones. En silencio, el rendimiento fue mejor con la amplificación lineal y fue peor con el algoritmo “lento+rápido”. En presencia de sonidos de fondo, los puntajes más altos fueron obtenidos con la fórmula de Cambridge de ganancia lineal, implementada a través de auriculares; un experimento suplementario sugirió que esto se debía a la mayor ganancia en frecuencias agudas producto del uso de esta fórmula. No se encontraron diferencias significativas entre los puntajes para los diferentes algoritmos de compresión. Concluímos que la inteligibilidad para el lenguaje a un nivel fijo, presentado ante ruido de fondo, no se afecta marcadamente por variaciones sustanciales de las constantes de tiempo en un sistema de compresión multicanal.

• Hearing aids
• Compression
• Time constants
• Speech intelligibility