第七节 输入动态范围和压缩

声音处理器的输入动态范围（input dynamic range，IDR）是可调参数，它与麦克风（输入）灵敏度一起决定了映射到植入者电听觉动态范围（electrode dynamic range，EDR）的声学输入范围（图2-7-1）。输入动态范围的下限确定了映射到电刺激阈值对应的声学输入量，而输入动态范围的上限确定了映射到电刺激中最大电刺激电量对应的声学输入量（即不同品牌命名的M值、MCL值或C值）。表2-7-1显示了不同品牌公司产品的输入动态范围。

图2-7-1　宽泛声音输入（声压级为20～80dB）被传送到人工耳蜗植入者的电动态范围示意图

T为电阈值，M为最舒适刺激级别。

（JACE W，2018）

表2-7-1　不同品牌人工耳蜗的输入动态范围宽度

现代人工耳蜗，输入动态范围的下限通常设置在20～35dB SPL之间，而上限设置在65～90dB SPL之间，具体依不同品牌产品而不同。低于输入动态范围下限的声音输入被映射到低于植入者的电阈值（electrode threshold）（即低于电听觉动态范围的下限），从而对于已经适当设置了电阈值的植入者来说是听不见的。

超过输入动态范围的声音输入将被大量压缩（high-level compression），即具有高压缩比的音频压缩。应该注意，在信号编码中输入动态范围的实现比之前描述的要复杂一些。例如，一些品牌还使用一种称为瞬态输入动态范围（instantaneous input dynamic range，IIDR）的参数，该参数指的是在没有压缩［或其他类型的衰减，如自动灵敏度控制（auto sensitivity control，ASC）］的情况下映射到植入者电听觉动态范围的短期（瞬间）波动范围与固定输入动态范围的一个比值。瞬态输入动态范围通常设置为40dB SPL，以便在给定的输入量级下捕捉从峰值到波谷的持续言语幅度范围。但作为输入电平和控制压缩响应的时间常数函数的增益调整在制造商之间差异很大。例如，领先仿生、科利耳、美迪乐和诺尔康在其输入信号处理中都包括一个称为自动增益控制（automatic gain control，AGC）的功能，但AGC的实现方式在这四个系统中不尽相同。一般由听力师调整AGC的某些特性。

所有现代人工耳蜗植入系统都使用音频压缩（compression）技术将宽范围的音频输入压缩到植入者狭窄的电听觉动态范围内。从本质上讲，压缩是一种AGC（详见本章第八节），而增益调节是输入量和时间常数的函数，时间常数则控制着压缩响应。