助听器市场简报

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助听器是一种改善听力的设备，通过语音处理技术让听力损失的人重新听到声音。助听器产品一般归类为医疗器械，并受相关法规管制，在中国助听器产品需要国家食品药品监督管理总局批准上市。
早期的助听器设备主要是收集声音能量并将其传入耳道。而现代的助听器设备就是一套计算机电声系统，利用复杂的数字信号处理技术改善语音的清晰度和舒适度，信号处理技术包括反馈管理、宽动态范围压缩、方向性、降频和降噪等。听觉因人而异，助听器还需要根据佩戴者的听力损失、身体特征和生活方式配置，这个过程称为“验配”。
导致后天性听力损失的原因主要是老龄化、环境噪音等。
助听器的类型

助听器的类型主要有以下几种：

• 盒式助听器 - 佩戴做身上，通过有些链接耳机
  
• 耳背式助听器 - 形状小巧，挂于耳后
  
• 耳内式助听器 - 可完全放到耳甲腔和外耳道内
  
• 耳道式助听器 - 可以隐形，放在耳道内
  
• 骨导式助听器 - 通过颅骨传播声音信号
  

听力设备市场规模

全球智能听力保护装置市场发展稳定，平均增长率为13.88 %。 2016年全球智能听力保护设备市场超过8.4亿美元，智能听力保护装置产量约为850万台，到2022年预计将达到20.5亿美元。
Source : The Market for Smart Wearable Technology

根据MarketsandMarkets 统计，现今 60 亿美元的全球助听器产业预计将以6％的年增长率增长，这一趋势将持续到 2020 年。根据世界卫生组织（WHO）推算，全球有残疾性听力损失总计3.6亿人。65岁以上人群中，大约3人当中1人受到听力损失的影响。
根据全全国老龄工作委员会办公室公布的数据显示：

• 2016年，我国60周岁及以上人口2.3亿人，占总人口的16.7%;65周岁及以上人口1.5亿人，占总人口的10.8%。
  
• 2017年，中国老年人口(60岁以上)2.41亿人，已占全国总人口的17.3%，仅2017年，新增加的老年人口就超过一千万人。
  
• 预计到2020年，全国60岁以上老年人口将增加到2.55亿人左右，占总人口比重提升到17.8%左右；高龄老年人将增加到2900万人左右，独居和空巢老年人将增加到1.18亿人左右，老年抚养比将提高到28%左右；
  
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据世卫组织估计，到2016年，65岁以上老年人当中将有三分之二患有听力障碍，60岁及以上老年人听力受损的患病率范围从12.8% 到34.7%。听觉衰退是老年人最为直观的功能性退化，老年人由于这样的生理症状会转变成心理症状，从而陷入沉默，远离社会，甚至造成忧郁、痴呆等病症。
根据国际确认的听损（药物性听损、老年性听损、先天性听损、突发性听损、噪音性听损、疾病致听损）发病率，全球约有2.78亿人患有中度以上的听力损失，其中因聋致残者接近１亿。据统计，全国患有不同程度听力障碍的人群数量2.19亿人，占到总人口的15.84%。其中有7000万人的听力障碍是致残级，这就意味着每20个中国人里就有1个听力堪忧的人。我国是世界上耳聋人数最多的国家之一，目前中国助听器佩戴率仅为5%，而美国为24.6%。我国助听器产业的发展提供巨大的消费市场。预计到2020年我国助听器产业市场规模将达到50亿元。
虽然国内市场前景火爆，但市场却常年被外国品牌占据，国产助听器品牌市场占有率很低。目前单只助听器的价格从几千到几万不等，国外进口品牌占据约90%的市场份额，以丹麦瑞声达、瑞士锋利、德国西门子、丹麦奥迪康、丹麦唯听、美国斯达克为代表。国产助听器（品牌：厦门欧仕达、厦门新声、杭州惠耳、杭州爱可声）不到10%的市场份额。
助听器六大品牌

上面是助听器领域所谓的六大品牌，据称，这六家公司的助听器产品就已经占据了全球超过九成的市占率。
2018年5月16日,全球领先的助听器公司Widex和Sivantos已达成合并意向。合并后的公司将跻身全球助听器行业三甲行列，并在超过125个国家和市场上拥有综合性的、多渠道的销售和分销平台。年营业额约为16亿欧元。
助听器原理

助听器分为模拟助听器和数字助听器。助听器的工作原理是：声波由麦克风接收，并转换成一个模拟电子讯号。透过模拟-数字转换器(ADC)拾取这个模拟讯号，并把它转换成一个数字讯号；接着再用DSP算法进行处理和调节。然后该数字讯号被重新转换为模拟形式，传递到接收器，并转换成由助听器用户听到的声波。
Source: Wikipedia

数字助听器是一套计算机系统，采用数字化技术对声音进行处理，使声音可能逼真，对声音信号进行分段处理、多通道宽动态压缩、自适应降噪、反馈抑制、快慢时程探测器、输出自动增益控制和软削峰、方向性麦克风等，最大限度地满足使用者不同的听力需求。它的最大特点是信噪比高，声音更清晰，更利于提高辨别力。
助听器的结构

助听器主要的核心器件有：受话器、麦克风和处理器。
受话器
受话器就是一种将音频电信号（电能）转换成声音信号（声能）的装置。用于助听器的授话器采用的是动圈式结构。它的工作原理是电流流过受话器内部线圈产生磁力，带动膜片振动而发声。
受话器的主要技术指标是：

• 灵敏度（dBSPL)（通常以1KHz的SPL表示）或RLR（dBPa/V)（接收响应评定值）
  
• 频响曲线允收
  
• 交流阻抗（Ω）
  
• 额定功率（mW)
  
• THD+N（%），THD+N是Total Harmonic Distortion + Noise 的缩写，是“总谐波失真加噪声”
  

麦克风
麦克风俗称传声器，是将声音信号转换为电信号的器件。按工作原理可分为：电磁动圈式、压电陶瓷式、驻极体式（电容式）等。
主要性能指标：

• 频率响应
  
• 麦克风噪声
  
• (对振动、风等)敏感性
  

处理器
处理器就是负责对声音电信号进行AD转换位数字信号，并对数字化声音信号进行处理（如降噪等），然后将处理好的声音进行DA转化输出。
半导体集成电路主要供应商

• NXP - COOLFLUX系列
  
• TI - TMS320C5000/6000系列
  
• ON Semiconductor - Ezairo® 7100 系统
  
• 中国科学院微电子研究所 - SoC
  
• ...
  

结语

随着科技疾速发展，人工智能为将来展开一个新的开展方向。在助听器上采用机器学习改善现有相关技术，已成为行业兴起的趋势，像是基于深度学习的多模态语音增强、以深度神经网络分类分离语音和噪声、以深度学习优化降噪等，智能体验终将无所不在，未来智能助听器会实现以下技术：
听力认知技术：即想听哪里，就听哪里。通过研究神经反应，从而解码出弱听人士在多人言语环境下想要聆听的目标说话者。这项工作结合了两项先进技术—语音处理技术和听觉注意力解码技术。
双耳波束成形技术：即超级定向麦克风技术。目标是通过让助听器变得更智能的方式，更好地改善弱听人士佩戴者在背景噪声环境下选择性聆听的能力。
视觉引导技术：将波束成形麦克风组与眼球追踪器相结合，眼球追踪器能感知眼睛的注视，并据此引导麦克风的方向。通过视觉引导定向系统能否帮助弱听人士在多噪音源环境下选择性聆听。