助聽器是一種改善聽力的設備，通過語音處理技術讓聽力損失的人重新聽到聲音。助聽器產品一般歸類為醫療器械，並受相關法規管制，在中國助聽器產品需要國家食品藥品監督管理總局批准上市。
早期的助聽器設備主要是收集聲音能量並將其傳入耳道。而現代的助聽器設備就是一套計算機電聲系統，利用複雜的數字信號處理技術改善語音的清晰度和舒適度，信號處理技術包括反饋管理、寬動態範圍壓縮、方向性、降頻和降噪等。聽覺因人而異，助聽器還需要根據佩戴者的聽力損失、身體特徵和生活方式配置，這個過程稱為“驗配”。
導致後天性聽力損失的原因主要是老齡化、環境噪音等。
助聽器的類型
助聽器的類型主要有以下幾種：
- 盒式助聽器 - 佩戴做身上，通過有些鏈接耳機
- 耳背式助聽器 - 形狀小巧，掛於耳後
- 耳內式助聽器 - 可完全放到耳甲腔和外耳道內
- 耳道式助聽器 - 可以隱形，放在耳道內
- 骨導式助聽器 - 通過顱骨傳播聲音信號
聽力設備市場規模
全球智能聽力保護裝置市場發展穩定，平均增長率為13.88 %。 2016年全球智能聽力保護設備市場超過8.4億美元，智能聽力保護裝置產量約為850萬臺，到2022年預計將達到20.5億美元。
Source : The Market for Smart Wearable Technology
根據MarketsandMarkets 統計，現今 60 億美元的全球助聽器產業預計將以6％的年增長率增長，這一趨勢將持續到 2020 年。根據世界衛生組織（WHO）推算，全球有殘疾性聽力損失總計3.6億人。65歲以上人群中，大約3人當中1人受到聽力損失的影響。
根據全全國老齡工作委員會辦公室公佈的數據顯示：
- 2016年，我國60週歲及以上人口2.3億人，佔總人口的16.7%;65週歲及以上人口1.5億人，佔總人口的10.8%。
- 2017年，中國老年人口(60歲以上)2.41億人，已佔全國總人口的17.3%，僅2017年，新增加的老年人口就超過一千萬人。
- 預計到2020年，全國60歲以上老年人口將增加到2.55億人左右，佔總人口比重提升到17.8%左右；高齡老年人將增加到2900萬人左右，獨居和空巢老年人將增加到1.18億人左右，老年撫養比將提高到28%左右；
據世衛組織估計，到2016年，65歲以上老年人當中將有三分之二患有聽力障礙，60歲及以上老年人聽力受損的患病率範圍從12.8% 到34.7%。聽覺衰退是老年人最為直觀的功能性退化，老年人由於這樣的生理症狀會轉變成心理症狀，從而陷入沉默，遠離社會，甚至造成憂鬱、痴呆等病症。
根據國際確認的聽損（藥物性聽損、老年性聽損、先天性聽損、突發性聽損、噪音性聽損、疾病致聽損）發病率，全球約有2.78億人患有中度以上的聽力損失，其中因聾致殘者接近１億。據統計，全國患有不同程度聽力障礙的人群數量2.19億人，佔到總人口的15.84%。其中有7000萬人的聽力障礙是致殘級，這就意味著每20箇中國人裡就有1個聽力堪憂的人。我國是世界上耳聾人數最多的國家之一，目前中國助聽器佩戴率僅為5%，而美國為24.6%。我國助聽器產業的發展提供巨大的消費市場。預計到2020年我國助聽器產業市場規模將達到50億元。
雖然國內市場前景火爆，但市場卻常年被外國品牌佔據，國產助聽器品牌市場佔有率很低。目前單隻助聽器的價格從幾千到幾萬不等，國外進口品牌佔據約90%的市場份額，以丹麥瑞聲達、瑞士鋒利、德國西門子、丹麥奧迪康、丹麥唯聽、美國斯達克為代表。國產助聽器（品牌：廈門歐仕達、廈門新聲、杭州惠耳、杭州愛可聲）不到10%的市場份額。
助聽器六大品牌
上面是助聽器領域所謂的六大品牌，據稱，這六家公司的助聽器產品就已經佔據了全球超過九成的市佔率。
2018年5月16日,全球領先的助聽器公司Widex和Sivantos已達成合並意向。合併後的公司將躋身全球助聽器行業三甲行列，並在超過125個國家和市場上擁有綜合性的、多渠道的銷售和分銷平臺。年營業額約為16億歐元。
助聽器原理
助聽器分為模擬助聽器和數字助聽器。助聽器的工作原理是：聲波由麥克風接收，並轉換成一個模擬電子訊號。透過模擬-數字轉換器(ADC)拾取這個模擬訊號，並把它轉換成一個數字訊號；接著再用DSP算法進行處理和調節。然後該數字訊號被重新轉換為模擬形式，傳遞到接收器，並轉換成由助聽器用戶聽到的聲波。
Source: Wikipedia
數字助聽器是一套計算機系統，採用數字化技術對聲音進行處理，使聲音可能逼真，對聲音信號進行分段處理、多通道寬動態壓縮、自適應降噪、反饋抑制、快慢時程探測器、輸出自動增益控制和軟削峰、方向性麥克風等，最大限度地滿足使用者不同的聽力需求。它的最大特點是信噪比高，聲音更清晰，更利於提高辨別力。
助聽器的結構
助聽器主要的核心器件有：受話器、麥克風和處理器。
受話器
受話器就是一種將音頻電信號（電能）轉換成聲音信號（聲能）的裝置。用於助聽器的授話器採用的是動圈式結構。它的工作原理是電流流過受話器內部線圈產生磁力，帶動膜片振動而發聲。
受話器的主要技術指標是：
- 靈敏度（dBSPL)（通常以1KHz的SPL表示）或RLR（dBPa/V)（接收響應評定值）
- 頻響曲線允收
- 交流阻抗（Ω）
- 額定功率（mW)
- THD+N（%），THD+N是Total Harmonic Distortion + Noise 的縮寫，是“總諧波失真加噪聲”
麥克風
麥克風俗稱傳聲器，是將聲音信號轉換為電信號的器件。按工作原理可分為：電磁動圈式、壓電陶瓷式、駐極體式（電容式）等。
主要性能指標：
- 頻率響應
- 麥克風噪聲
- (對振動、風等)敏感性
處理器
處理器就是負責對聲音電信號進行AD轉換位數字信號，並對數字化聲音信號進行處理（如降噪等），然後將處理好的聲音進行DA轉化輸出。
半導體集成電路主要供應商
- NXP - COOLFLUX系列
- TI - TMS320C5000/6000系列
- ON Semiconductor - Ezairo® 7100 系統
- 中國科學院微電子研究所 - SoC
- ...
結語
隨著科技疾速發展，人工智能為將來展開一個新的開展方向。在助聽器上採用機器學習改善現有相關技術，已成為行業興起的趨勢，像是基於深度學習的多模態語音增強、以深度神經網絡分類分離語音和噪聲、以深度學習優化降噪等，智能體驗終將無所不在，未來智能助聽器會實現以下技術：
聽力認知技術：即想聽哪裡，就聽哪裡。通過研究神經反應，從而解碼出弱聽人士在多人言語環境下想要聆聽的目標說話者。這項工作結合了兩項先進技術—語音處理技術和聽覺注意力解碼技術。
雙耳波束成形技術：即超級定向麥克風技術。目標是通過讓助聽器變得更智能的方式，更好地改善弱聽人士佩戴者在背景噪聲環境下選擇性聆聽的能力。
視覺引導技術：將波束成形麥克風組與眼球追蹤器相結合，眼球追蹤器能感知眼睛的注視，並據此引導麥克風的方向。通過視覺引導定向系統能否幫助弱聽人士在多噪音源環境下選擇性聆聽。
閱讀更多 芯思維 的文章
