NHK研发具有高龄者听觉辅助功能的收音机、电视机

NHK研发具有高龄者听觉辅助功能的收音机、电视机 NHK研发具有高龄者听觉辅助功能的收音 机、电视机 有线电视技术国外动态及简讯 NHK研爱其,有蔷龄者瞬觉辅 1前言 :豢萋囊 助魏镌的城警机 韩伟 高龄者中,有很多人反映广播中的讲话太快,不 易听清听懂为了解决这一矛盾,NHK开发了既不延 长讲话时问,又不损伤音质且能将声音变慢而易于听 懂的收青机和电视机NHK曾对研发的机器进行_『 收听试验,其结果确认了易于听懂的有效性.而且,同 时引入对过大的声音进行补偿的音压电平压缩功 能,实现r对高龄者具有综合辅助听觉功能的收音机 和电视机.本义参照”日刊NHK技研R&D2008.3期” 作一报道,以供参考 2研发背景 近年来,人们非常关心”通用没计商品”.今后,在 面临即将进入高龄社会之际,要求社会在详细了解高 龄者身体特性之后再进行商品开发和服务.日本广播 开始80年来,收音饥和电视机已成人们生活中不可 缺少的获取息的:[具.存这种情况下,如何使高龄 者ffJ这一一信息弱势群体享受与健康者并无差别的广 播信息已成紧迫的课题.为实现广播的通用 (Universaldesign).包括电台的节目制作手法,接收 机操作的容易度以及方便视听人员的调整功能等均 需进行综合的研讨本文拟就考虑到以上问题所设计 的收音机和可变声音的电视机作一概述. 3课题 高龄者对广播节日的意见之一是:”广播的声音 ,电视机 难以听清”.在关于声音的投诉当中,对NHK的声音 指责居首位,而且其中又大多是高龄者.其中原因颇 多但与听力相关的主要有以下三种: (1)讲得快,跟不上. (2)有时声音大得有点过头,有时声音小得又听 不清. (3)由于背景声反而使令人关心的台词倒听不清 了. 这三种意见,是高龄听觉困难者常见的现象.其 中,对第三项有关背景声与声音的音量平衡问题,电 台正就声音音量的混音平衡问题进行研讨并开展广 播实验.作为助听的手段,虽然可以考虑用助听器,但 它对老年性的听觉困难,总的讲效果不大.例如对于 上述的第二,三项现象利用动态范围和频率特性的补 偿有一定的作用,但对第,项的嘴快而听不清却很难 奏效.尽管对市场上出售的助听器,有人感到有成效, 但在日常生活中,也有人自己并不感到听觉困难再加 上有人对助听器有抵触情绪,所以装用者并不太多. 它和眼镜的普及率相比,还差得很多.于是,为了高龄 者收听广播(方便),便开发了收听辅助技术并拟定将 它运用到收音机上.如果这一设想得以实现,对于高 龄者就可解除收听广播时的困扰,得以享受节目的乐 4收听辅助技术 随着年龄的增长,自然听力亦衰退.虽有个人差 别,但一般从40岁就已开始,到60岁以上会急速进 展.前文所述第…三项现象多以综合形式发生,如对 (总第228期) 2008年第12期 国外动态及简讯有线电视技术 此进行综合补偿是会有效的.这次在接收机上附加的 收听辅助功能包括以下三部分: (1)不积累时间延迟,而能将声音变慢而使其容 易收听的功能:即适应型语速变换技术. (2)与背景声相比容易收听声音的功能:即带域 分割音平压缩技术. (3)反复收听功能(仅用于收音机):时常存储 (Buffering)--定时间并反复重放的技术. 4.1适应型语速变换技术 为了不积累时间延迟而实现语速变换,需要适当 控制非声音区间缩短或声音区间伸长的平衡.通过对 相对于两者平衡的”慢感”和”自然感”的关系所做的 先行研究发现:若能确保自然感的最小非音声区间长 度,而将音声区间尽可能地伸长,则是非常有效的.它 不仅可用于以声音为主体的新闻节目,并且对戏剧及 联合演出等广播全都适用.但对声音以外的信息(非 声音信息)需要判明.声音和非声音信息的判定是通 过音调(pitch,即声音的基本频率)监测与背景声S/N 的计算,而进行运作的. 以下介绍在接收机安装实用的语速变换算法的 要点: (1)考虑S/N,并判定声音区问与非声音区间. (2)在确保听觉上具有自然感的一定时间的基础 上,适当缩短非声音区间,并将这部分时间用于声音 区间的伸长. (3)声音区间的伸长率并不固定而是可变的,重 点伸长期待提高慢感的部分. (4)为了防止时间延迟的积累,对于一定时间以 上的信号观测,要立即中断必要的处理,也不再做其 他任何处理. 上述机理概要示于图1.将一口气发出的声音为 单位,在伴随呼气(喘气)的比较大的空间(即非声音 区间)之后,与原音的定时对准,这样做可消除时间延 原 声 日 变 换 ? 首 图像和声音同步(原声音和变换声音列准定时) 图1适应型语速变换技术示意 迟. 另外,在音乐,环境音和声音噪声非常多的时候, 进行语速变换反而会造成不易听清.此时,就需要考 虑S/N的时间变化,以进行动态的声音属性判定(即 声音与非声音的区分判定)并引入是否进行语速变换 的适当判断方法.因此,对于歌声和音乐以同等电平 混合存在的内容以及信噪比低的声音,则选择不作任 何处理的模式.有关算法及实际实验情况从略. 4.2音域分割音平压缩技术 本课题是对前文所述”声音大时大得过头”和”讨 厌的背景声令人听不清台词”现象进行补偿的技术. 本技术是将助听器的思路用于广播接收机的. 如图2所示,对一般老年听觉困难者所困扰的补 充(recruitement)现象进行补偿并增强易于被背景声 湮没的音域.具体情况是对感觉小的声音进行少许补 偿,而对过大的声音进行抑制.它是通过将音域频带 分成低域,平域,高域并分别处理,将节目声音的音平 压缩到高龄者容易收听的范围,以提供稳定的声音. 与助听器不同之处是它用扬声器重放收听.该技术不 是照搬助听器的理论,而是将有关参数经过实际效果 的实验决定的. 输 出 日 亚 音 平 日 频 输入音频频率 低频率高 图23晋域分割首半J土缩技术不意 将声音和背景声混合存在的电视新闻与节目预 告广告分别加工成相当于FM或AM广播的音质并 作为评价音源,对音平压缩效果以及理想的带域分割 频率进行实验研究.按3个条件(一是只有中域;二是 分割成3个带域;三是全带域)对评价音源进行电平 调整.另外,再加上原音共对4种声音进行了何种易 于收听的主观评价.被测人员为65岁以上的高龄者, 共l9名.实验时每人面前置放1台无线电收音机.评 价结果是3带域电平分割压缩方法评分最高.分割频 (总第228期) 2008年第12期 孽. _ll一., . 墼一一一,.一一一一一一-一一一,一一一一 ..一一 臻音原黔 一_--l?Ii一一.厂,I,,一一 有线电视技术国外动态及简讯 率为500Hz,2000Hz. 最后又以上述实验所确定的参数为基础,以上述 l9人之外的l0名高龄者为对象,作了一次综合评 价.评价时是被测人员能够任意切换中域音平压缩与 3带域音平分割压缩以及原音3种声音,比较何种容 易收听,仍是用收音机收听的,其结果示于图3. 压缩分害0音平压缩分不清 理想的带域压缩方法 冈3高频者对各音乎压缩方式的评价 通过上述试验得出,3带域分割音平压缩方式最 使高龄者易于收听.在图3中回答听不出差别的两人 均戴有助听器.至此,由于被测人员较少,还不能说验 证很充分.但至少表明对于新闻等以声音为主体而背 景声较少的内容,带域分割音平压缩的声音已得到明 显的支持. 4.3反复收听技术(只用于无线电收音机) 装在无线电收音机上的反复收听功能,可缓存 (buffering)10秒(S)的声音,只要感到有没听清(漏 听)时,按下按钮,就可听到按下按钮前10秒钟的声 音,且可反复重放.在技术上,已有图像的空白补偿记 录器(Skipbuckrecoder,系NHK研发)等的事例.但 作为收音机听众,经常向电台询问的内容,又以漏听 联系单位和日期,时间者非常多,故反复收听功能也 是听众早就期盼已久的.这一功能也可使听众在重放 时记录便条,故深受好评.这种满足听众细微需要的 技术,对提高听众的满足感是有益的. 5结束语 NHK开发了装有收听辅助功能的无线电收音机 和电视机,它是仅以高龄者为对象的项目.其开发方 针与技术上的课题也是明确的.而且把迄今单独存在 的助昕器技术与本项目有效地结合一起,取得了良好 的效果.随着年龄的增加,中耳,内耳的耳蜗的有毛细 胞,连接其后面的神经系统与中枢各个部位的功能会 逐步降低,老化.如果能进行综合的补偿,即会产生 “容易听取”的效果.特别是语速变换功能更得好评. 当初没想到的是外语收听效果颇佳,这也为新的应用 带来希望. 4删发的电视机(左)与收首机(石) ,电视机 应用此技术的收音机已于2000年l2月 于2004年8月问世(参阅图4).本文只是有关声音 的一个特例,但作为下一代的广播业务已不是单看单 听,为此正在研究更高临场感系统.其中也包括能让 高龄者享受身临其境的高度信息业务系统的研发.A (上接第ll5页)在地下管井建设中目前多使用陶瓷托线架,在实 (3)总成本核算 不锈钢箱体初次投入成本980元/个,使用20 年.铁板箱初次投入成本480元/个,按5年寿命计 算,第二年开始每年喷漆保养_次,实际成本为480 元+75元/年×4年=780元/个;不锈钢箱体寿命20 年,同比使用4个铁板箱,那么铁板箱总成本变为 780元/个×4个=3120元.可以看出,铁板箱的实际消 耗成本远大于不锈钢箱. 我公司从2006年5月开始实施更换不锈钢箱体 的工作,每年节约维护经费近40万元. 建议三:改用强塑电缆支架和托板. 际使用中发现存在以下问题: (1)陶瓷托线架过于光滑,线缆不利于固定; (2)陶瓷托线架质材脆,易断裂;同时因是在管井 建设时直接埋在墙体内,维护更换较为困难. 建议在地下管井建设维护中使用强塑电缆支架 和托板,强塑电缆支架和托板采用强塑材料,荷重能 力高,耐压,不怕摔.荷重能力?100kg,也可用作 人员上下的踩件.同时,电缆托板不打滑,利于固定线 缆.支架用膨胀螺丝固定,托板插入支架卡槽即可,使 用,更换比较方便.A 2008年第12期(总第228期)?