Use of a loudness model for hearing aid fitting. V. On-line gain control in a digital hearing aid: Utilizatión de un modelo de intensidad para la adaptación de auxiliares auditivos. V. Control de ganancia en línea en un auxiliar auditivo

Abstract

Many researchers have proposed that hearing aids should process sounds so as to restore loudness perception to ‘normal’. We describe how a model for predicting loudness for people with cochlear hearing loss can be implemented in a digital hearing aid so as to calculate the frequency-dependent gains that would be required to achieve that goal. It is assumed that the input signal is processed using brief segments or ‘frames’. For each frame, the spectrum is calculated, usually via a fast Fourier transform (FFT). From the spectrum, an excitation pattern is calculated for a normal ear and for the impaired ear of the patient. The loudness model is then used to calculate the gain required at the centre frequency of each channel in the aid, so as to match the specific loudness in the normal and impaired ears. The whole process is repeated for each successive frame, with overlap of frames and with smoothing of the gain changes across frames. We describe both an ‘exact’ model, which prescribes a ‘curvilinear’ compression characteristic at each frequency, and an approximation using ‘straight’ compression, which is computationally less intensive. Limitations of the present approach are described, and the approach is compared with more traditional approaches using multichannel compression, and with previous approaches using loudness models for fitting hearing aids.

Muchos investigadores han propuesto que los auxiliares auditivos deberían procesar el sonido de tal forma que restablezcan la percepción de intensidad subjetiva a nivel “normal”. Describimos un modelo de predicción de intensidad subjetiva en personas con hipoacusia de origen coclear que puede ser implementado en un auxiliar auditivo digital de tal forma que se calcula la ganancia dependiente de la frecuencia que será necesaria para llegar a ese objetivo. Se asume que la señal de entrada es procesada utilizando pequeños segmentos o “encuadres”. Para cada encuadre, se calcula el espectro por medio de una transformación rápida de Fourier (FFT). A partir del espectro se calcula un patrón de excitación para un oído normal y para el oído enfermo del paciente. Posteriormente se utiliza el modelo de intensidad sonora para calcular la ganancia requerida en la frecuencia central de cada canal del auxiliar de tal forma que coincida con la intensidad subjetiva específica en el oido normal y en el enfermo. Se repite todo el proceso sucesivamente para cada encuadre, traslapando los encuadres y suavizando los cambios de ganancia entre encuadres. Describimos un modelo “exacto” que prescribe una compresión “curvilínea” en cada frecuencia, y una aproximación utilizando compresión “directa”, que es menos intensa en términos computacionales. Se describen las limitaciones de este enfoque, así como su comparación con otras propuestas que utilizan compresión multicanal y con otros modelos anteriormente descritos que utilizan la intensidad subjetiva para la adaptación de auxiliares auditivos.

Key Words:

• Hearing aids
• Hearing loss
• Compression
• Loudness restoration