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來(lái)源：艾睿電子 對(duì)許多聽(tīng)障朋友來(lái)說(shuō)，助聽(tīng)器是他們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡脑O(shè)備，隨著各種技術(shù)的進(jìn)步，助聽(tīng)器將變得更小、更為省電、聲音更為清晰可辨，人工智能技術(shù)也將提升助聽(tīng)器的效能與功能。本文將為您介紹助聽(tīng)器的技術(shù)發(fā)展，以及由安森美（onsemi）所推出的Ezairo® 8300音頻處理器的產(chǎn)品特性。 新科技縮小助聽(tīng)器的尺寸并提升效能表現(xiàn) 約在十幾年前，許多人佩戴的助聽(tīng)器的體積仍然又大又突兀，使用者需要不斷地?cái)[弄調(diào)整它們的位置、更換電池，并抱怨他們?nèi)月?tīng)不清楚說(shuō)話(huà)的內(nèi)容。但在近幾年來(lái)，技術(shù)的進(jìn)步已使這些設(shè)備從令人沮喪的來(lái)源，轉(zhuǎn)變?yōu)橄冗M(jìn)的音頻設(shè)備，在基于物聯(lián)網(wǎng)的現(xiàn)代生態(tài)系統(tǒng)中進(jìn)行聯(lián)接，從而為用戶(hù)提供大量好處及出色的音頻性能。 助聽(tīng)器的演化第一步是實(shí)施基于頻率的非線(xiàn)性放大，每個(gè)頻段將根據(jù)該頻段所含的能量水平進(jìn)行放大。因此，大噪聲被削弱，安靜被放大，這將大大增強(qiáng)了助聽(tīng)器用戶(hù)的體驗(yàn)。 這一進(jìn)步主要是由數(shù)字信號(hào)處理（DSP）的出現(xiàn)所推動(dòng)的，它使助聽(tīng)器具有對(duì)不同頻率進(jìn)行定制放大的粒度，使其能針對(duì)用戶(hù)進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，特別是當(dāng)他們的聽(tīng)力隨著時(shí)間的推移而退化時(shí)。借助DSP，可用高度選擇性的數(shù)字濾波器以全新的方式處理音頻信號(hào)，這些濾波器可隔離頻率，因此也可處理聲音類(lèi)型。 助聽(tīng)器的智能也因DSP而增長(zhǎng)，使其能適應(yīng)環(huán)境。例如，助聽(tīng)器可推斷出佩戴者處于嘈雜的環(huán)境中，如人群、移動(dòng)的車(chē)輛或大型公共場(chǎng)所。助聽(tīng)器將根據(jù)實(shí)時(shí)控制和調(diào)整數(shù)字濾波器的算法來(lái)重新配置到音頻環(huán)境，從而在所有場(chǎng)景中提供盡可能好的音頻體驗(yàn)。 此外，隨著無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的快速發(fā)展，如藍(lán)牙低功耗（Bluetooth® Low Energy, BLE）聯(lián)接提供的個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)，也對(duì)助聽(tīng)器技術(shù)產(chǎn)生了積極的影響。現(xiàn)代的聯(lián)網(wǎng)助聽(tīng)器可由智能手機(jī)應(yīng)用過(guò)程控制，并可用于電話(huà)／視頻通話(huà)或收聽(tīng)智能手機(jī)、平板電腦，或任何其他具有BLE功能設(shè)備的任何其他形式的音頻，包括語(yǔ)音助手。 
助聽(tīng)器通過(guò)人工智能添加更多健康功能 另一方面，人工智能（AI）和機(jī)器學(xué)習(xí)等技術(shù)正開(kāi)始進(jìn)入助聽(tīng)器，進(jìn)一步擴(kuò)展其功能和性能。許多人認(rèn)為，這項(xiàng)技術(shù)將產(chǎn)生前所未有的影響。展望未來(lái)，人耳還提供了相當(dāng)多的傳感機(jī)會(huì)。在不遠(yuǎn)的未來(lái)，許多助聽(tīng)器將包括用于醫(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)。此外，同樣的傳感器可用于面向消費(fèi)者的像是計(jì)步等健康功能。 隨著助聽(tīng)器提供更多的增值功能，如從個(gè)人設(shè)備上傳輸音頻，它們與被稱(chēng)為輔聽(tīng)耳機(jī)（非處方助聽(tīng)器、耳塞等）的新興產(chǎn)品群之間的區(qū)別正變得越來(lái)越小。輔聽(tīng)技術(shù)開(kāi)辟了許多潛在的收入來(lái)源，包括實(shí)時(shí)翻譯、聽(tīng)寫(xiě)和導(dǎo)航服務(wù)。事實(shí)上，任何可以通過(guò)BLE聯(lián)接提供聲音的東西，都可通過(guò)輔聽(tīng)方案（包括現(xiàn)代助聽(tīng)器）來(lái)提供。 如果沒(méi)有近幾十年來(lái)半導(dǎo)體制造技術(shù)的巨大進(jìn)步，以及DSP和BLE技術(shù)等其他重大進(jìn)展，就不會(huì)有現(xiàn)代助聽(tīng)器。追蹤處理器隨時(shí)間的演變通常是基于集成晶體管的數(shù)量。第一批個(gè)人電腦（PC）處理器有數(shù)以萬(wàn)計(jì)的晶體管，采用半導(dǎo)體工藝制造，特征尺寸在數(shù)微米范圍內(nèi)。今天，這些處理器擁有數(shù)以百億計(jì)的晶體管，其技術(shù)節(jié)點(diǎn)小了幾千倍。這種集成水平不僅使PC行業(yè)受益，整個(gè)半導(dǎo)體行業(yè)都可用這不斷發(fā)展的技術(shù)，使所有垂直市場(chǎng)的制造商都向前大邁進(jìn)。 具體而言，助聽(tīng)器市場(chǎng)受益于多核并行處理架構(gòu)，其處理能力呈指數(shù)級(jí)提高，時(shí)鐘周期最小化，并大幅降低功耗。這種內(nèi)核可處理高度精密的算法，包括AI。
音頻處理器是高端無(wú)線(xiàn)音頻應(yīng)用的絕佳選擇 許多現(xiàn)代音頻產(chǎn)品將受益于安森美基于DSP的EZAIRO®系列音頻處理器方案的最新器件。Ezairo® 8300專(zhuān)為助聽(tīng)器和輔聽(tīng)設(shè)備設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，具有六個(gè)處理內(nèi)核，每個(gè)內(nèi)核都針對(duì)這一應(yīng)用領(lǐng)域優(yōu)化了性能。這包括三個(gè)DSP內(nèi)核、一個(gè)微控制器和兩個(gè)硬件加速器，其中一個(gè)是神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器，設(shè)計(jì)用于以高能效執(zhí)行AI和機(jī)器學(xué)習(xí)功能，而無(wú)需額外的處理器能力。 Ezairo® 8300包括六個(gè)可編程或半可編程處理內(nèi)核，提供高度的并行性和靈活性，包括CFX這種開(kāi)放式可編程雙哈佛（dual−Harvard）24位DSP，支持任何類(lèi)型的音頻信號(hào)處理，Arm® Cortex®-M3處理器則是一個(gè)32位RISC處理器，支持通用處理和與外部組件的接口，結(jié)合HEAR可配置加速器內(nèi)核，可針對(duì)音頻信號(hào)處理中經(jīng)常需要的預(yù)編程功能進(jìn)行了優(yōu)化，還包含過(guò)濾引擎可允許時(shí)域過(guò)濾，并支持超低延遲音頻路徑。此外，還有LPDSP32是一種開(kāi)放式可編程雙哈佛32位DSP，以及允許Ezairo® 8300以高效和靈活的方式執(zhí)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器。 Ezairo® 8300包括4個(gè)具有信號(hào)檢測(cè)模式的ADC，和2個(gè)直接數(shù)字輸出驅(qū)動(dòng)器，具有高質(zhì)量和超低功耗性能。當(dāng)與非易失性存儲(chǔ)器和無(wú)線(xiàn)收發(fā)器結(jié)合使用時(shí)，Ezairo® 8300還包括使其成為完整硬件平臺(tái)所需的外圍設(shè)備和接口。 Ezairo® 8300具有108 dB系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍，和高達(dá)48 kHz采樣頻率的高保真音頻系統(tǒng)，可支持從1.28 MHz到61.44 MHz的動(dòng)態(tài)可選系統(tǒng)時(shí)鐘速度，適用于1433 kB內(nèi)存的多功能內(nèi)存架構(gòu)。 Ezairo® 8300提供在超低功耗下的高保真操作、多個(gè)接口、最大限度提高功耗性能的靈活性，以及對(duì)BLE連接的支持，使Ezairo® 8300成為高端無(wú)線(xiàn)音頻應(yīng)用的絕佳選擇。
運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器為音頻產(chǎn)品添加人工智能 Ezairo® 8300內(nèi)置多個(gè)DSP進(jìn)行信號(hào)處理，可提升接收到音頻的清晰度，并對(duì)音頻信號(hào)做更進(jìn)一步的分析，還內(nèi)置神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加速器（NNA），這是一種可配置的硬件加速器模塊，專(zhuān)用于支持具有高能效的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。它允許復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以節(jié)能的方式運(yùn)行。加速器可以在單個(gè)任務(wù)中執(zhí)行單層完全填充或稀疏填充的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，而無(wú)需任何處理器干預(yù)，并可支持多達(dá)1023個(gè)輸入和1023個(gè)輸出的層。 NNA包含16個(gè)乘法器、16個(gè)累加器、16個(gè)輸入寄存器和16個(gè)系數(shù)寄存器。它包括輸入和系數(shù)“獲取器”，一旦配置后，就會(huì)自動(dòng)管理數(shù)據(jù)和系數(shù)內(nèi)存訪(fǎng)問(wèn)，包括對(duì)系數(shù)壓縮／解壓縮和修剪的支持，有助于最大限度地減少所需的系數(shù)數(shù)量，可降低對(duì)系統(tǒng)處理器的負(fù)擔(dān)，提升人工智能處理的效能表現(xiàn)。 Ezairo® 8300可應(yīng)用于高分辨率立體聲音頻流、強(qiáng)化音頻處理、用于藍(lán)牙音頻的ULP配套芯片，常見(jiàn)的最終產(chǎn)品包括無(wú)線(xiàn)助聽(tīng)器、耳塞／耳戴式設(shè)備、個(gè)人擴(kuò)音產(chǎn)品（PSAP）、非處方（OTC）助聽(tīng)器、耳機(jī)等。 安森美并提供適用于Ezairo® 8300的開(kāi)放式可編程評(píng)估和開(kāi)發(fā)套件（EDK），并以訂閱形式提供，可選擇2、5或10個(gè)用戶(hù)席位。 結(jié)語(yǔ) 隨著科技的快速發(fā)展，助聽(tīng)器已經(jīng)不僅用于助聽(tīng)功能，還可以結(jié)合音頻播放的耳機(jī)功能，以及搭配傳感器的健康功能，造福更多的聽(tīng)障人士。安森美的Ezairo® 8300音頻處理器除了可應(yīng)用于助聽(tīng)器外，也是各種耳機(jī)與音頻播放裝置的理想選擇，其內(nèi)置的多款DSP與NNA，將可提升音頻產(chǎn)品的附加價(jià)值，在市場(chǎng)上取得產(chǎn)品差異化，增加產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，將值得您更進(jìn)一步了解與采用。 |
