骨传导（Bone-conduction ，BC）耳机通过在耳朵附近的骨骼或皮肤（包括颞肌）产生振动来增强听力。它们保持耳道处于开放状态，同时让周围的空气传导（air-conducted，AC）声音保持正常状态。然而，在使用骨导耳机感知语音时，由于高频成分的衰减，尤其是在有噪声的条件下，单词的可懂性（即识别能力）通常较差。虽然在耳道中插入耳塞有助于提高单词的可懂度，但它会阻碍空气传导的语音。日本高级科学技术研究所（Japan Advanced Institute of Science and Technology）的Masashi Unoki教授领导的研究团队正在寻找替代方法来解决单词可理解性差的问题，最近提出了两种通过骨导耳机提高语音可理解性的方法。他们的工作于2023年3月29日在线发布，并于2023年5月发表在《应用声学》第207卷上。该论文由金泽大学（Kanazawa University）研究员Toya Teruki博士、爱知修德大学（Aichi Shukutoku University）教授Maori Kobayashi博士和 Westunitis有限公司的Kenichi Nakamura博士共同撰写。由于骨导传输语音信号特征的方式不同于交流声音传输，研究人员认为骨导传输途径对信号的修改是影响语音可懂度的主要因素。相对于气导语音，研究人员确定了两种传输途径——颞肌区域的振动（regio temporalis，RT）和耳道中的辐射声音（ear canal，EC），并推导出相应的骨导传递函数。然后，他们为每种信号开发了两种方法，旨在强调骨导信号的高频成分。Unoki教授解释说:“一阶高频增强（first order high-frequency emphasis，FOE）和高阶高频增强（higher-order high-frequency emphasis，HOE）两种方法补偿了语音信号高频成分的衰减。”基于传递函数和强调方法，研究人员总共得到了4种语音信号滤波器——RT-FOE、EC-FOE、RT-HOE和EC-HOE。他们在嘈杂的环境中，用骨导耳机对不同年龄的听众进行日语单词可懂度测试，测试了这些加重滤波器。结果表明，骨导耳机提供了较差的语音清晰度，特别是对于在嘈杂的条件下的不熟悉单词。然而，颞肌区域的振动与交流语音之间的逆传递函数成功地补偿了骨导传输过程中高频语音信号的衰减，提高了语音清晰度。Unoki教授指出了该研究的关键结果，“具体来说，RT-FOE过滤后语音的单词识别率明显高于没有处理的语音。”本研究有许多潜在的现实应用，特别是在骨导助听器和骨导耳机的听觉增强方面。这是一项关于语言感知的基础研究。因此，这项工作的发现可以帮助正常人和听力差的人在嘈杂的条件下恢复语音识别能力。增强的语音听觉清晰度也可以促进未来使用骨导耳机连接网络空间的接口。”Unoki教授总结道。骨传导耳机具有出色的文字清晰度，将很可能更进一步改善用户的生活质量。
内容来源：21dB声学人
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