UNIVERSITA DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II FACOLTA DI MEDICINA E CHIRURGIA

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1 UNIVERSITA DEGLI STUDI DI NAPOLI FEDERICO II FACOLTA DI MEDICINA E CHIRURGIA CORSO DI LAUREA IN TECNICHE AUDIOPROTESICHE Presidente: Prof. Elio Marciano TESI DI LAUREA PROTESI DIGITALI E VALUTAZIONE DEI MICROFONI DIREZIONALI Relatore Candidato Ch.mo Prof. Fabio Di Napoli Gennaro Auletta Matr. 585 / 02 Correlatore Dott. Pasquale Riccardi Anno Accademico

2 Dedicata alla mia famiglia e in particolar modo a mio padre! - 2 -

3 INDICE I. CAPITOLO Protesi Acustiche Digitali pag. 4 Introduzione pag Architettura della Protesi Digitale pag Sistemi di Ottimizzazione del Segnale pag Riduzione Digitale dell Effetto Larsen pag Riduzione Digitale del Rumore pag Riduzione Digitale del Riverbero pag Enfatizzazione Digitale del Parlato pag. 16 II. CAPITOLO I Microfoni pag Microfoni Direzionali e DSP pag Tecnologie a Confronto pag Tipologie di Microfoni pag Caratteristiche fondamentali di un microfono pag Diagrammi Polari pag Sistemi Direzionali pag Direzionalità Adattiva Multibanda pag Come Valutare la Qualità di un Microfono pag. 37 III. CAPITOLO Sperimentale pag Descrizione del Sistema pag Software Viper pag Fast Fourier Transform pag Sonogramma e Spettrogramma pag Protesi Acustica utilizzata nei tests pag Funzionalità del Destiny 400 Dir pag Caratteristiche Elettroacustiche del Destiny 400 Dir pag Acquisizione e Analisi dei Dati pag Acquisizione dei Segnali Provenienti da Diverse Angolazioni pag Analisi e Verifica dei Dati pag Valutazioni Finali pag. 53 Conclusioni pag. 55 Bibliografia pag

4 CAPITOLO I PROTESI ACUSTICHE DIGITALI Introduzione La protesizzazione acustica è un complesso processo terapeutico indicato in tutti i casi di ipoacusia invalidante non trattabile farmacologicamente o chirurgicamente. Il trattamento appropriato dei pazienti con deficit uditivo consiste nella diagnosi precoce del deficit, nella valutazione delle capacità di sviluppo, nella dotazione di apparecchi acustici appropriati ed infine in un followup teso ad assicurare che le protesi installate funzionino adeguatamente, che siano le più adatte e che vengano usate con costanza. La prima protesi acustica era semplicemente un amplificatore con un guadagno di un fattore predefinito in fase di progettazione. In altre parole un segnale entrava al suo ingresso con una grandezza di alcuni microvolt ed usciva più grande di volte, ma uguale a sé stesso. Più grande ma ANALOGO, da cui il nome ANALOGICO, a quello che era entrato ( amplificazione di tipo lineare ); a volte anche peggiorato poiché alterato dalle distorsioni generate dal sistema stesso. Col tempo, si sono avuti i primi controlli aggiuntivi: filtri passivi che permettevano di modificare in modo personalizzato la curva di risposta dell apparecchio acustico; toni alti, toni gravi, l MPO o anche uscita massima; vari AGC, filtri che avevano comunque pendenze limitate. Di seguito diamo una rappresentazione schematica di una protesi acustica analogica ( Fig. 1 ): Fig

5 I prodotti analogici si offrono però a numerosi spunti critici, riguardanti la difficoltà, riferita dai pazienti, sull adattamento alle varie situazioni di ascolto ( silenzio, rumore, musica, ambiente affollati, suoni forti, etc ) e l effettiva difficoltà di discriminazione verbale in ambiente rumoroso, rumore di fondo eccessivo e fenomeni di feed-back. Ovviamente l innovazione tecnologica ha permesso l introduzione sul mercato di protesi acustiche sempre più sofisticate ( programmabili e digitali ) capaci di rispondere al meglio alle aspettative del paziente ipoacusico, permettendo un adeguata personalizzazione del prodotto rispetto all audiogramma ( perdita acustica ) del paziente stesso. In realtà, non esiste fondamentalmente una gran differenza fra tecnologia analogica e programmabile, nel senso che il modo di operare sul segnale è esattamente lo stesso in entrambi i mondi tecnologici. Ciò che differenzia i due mondi è sostanzialmente il fatto che la tecnologia programmabile può fare affidamento su una elevata miniaturizzazione mentre nell analogico la miniaturizzazione è di più difficile realizzazione. Per esempio, un trimmer analogico occupa lo spazio equivalente a dieci/dodici funzioni di trimmer nel mondo programmabile; non solo, ma nel mondo programmabile i trimmer elettronici offrono valori ben determinati e facilmente riproducibili. In più la loro azione può assumere valori e range molto ampi, il che limita il numero di modelli di cui si necessita per correggere un ampio range di ipoacusie. Un altro vantaggio offerto consiste in molti casi nella possibilità d avere diverse tipologie di limitazioni di uscita, il che consente di adattare al meglio l apparecchio alle necessità del cliente, anche se, come avviene negli analogici, non si può differenziare il limitatore frequenza per frequenza. Con i programmabili sono nati sistemi di limitazione di tipo WDRC ( Wide Dynamic Range Compression Ampia Compressione del Campo Dinamico ), con questo sistema è possibile ottenere caratteristiche della curva I/O multisegmentata cioè composta di segmenti a pendenza diversa per intervalli diversi del livello dello stimolo presentato in ingresso ( amplificazione di tipo non lineare - Fig. 2 ). Esso è gestibile tramite software variando soglie e rapporti di compressione

6 La protesi digitale, invece, si avvale di un sistema automatico di auto-configurazione che persegue ininterrottamente il miglior rapporto segnale/rumore mutando la sua elaborazione in tempi ristrettissimi dell ordine di millesimi di secondo. In questa maniera si attenuano i rumori, anche quelli improvvisi, e permette alla persona d avere conversazioni non disturbate. Queste protesi sono dotate di migliaia di regolazioni per ottenere la combinazione ottimale d ascolto ed erogare il migliorare rapporto voce/rumore 1 ed è per questo che le moderne protesi acustiche si adattano alla quasi totalità delle perdite uditive ( diciamo da lieve a moderata-grave). Gli apparecchi programmabili 2 quindi hanno a disposizione molti più comandi rispetto agli analogici, poi presentano la possibilità di agire su caratteristiche che prima non esistevano: possono avere più canali di amplificazione; possono avere diversi tipi di compressione ( duale lenta, duale veloce, sillabica, a tempo di recupero variabile, adattabile, WDRC, BILL, etc ); consentono in alcuni casi di modificare i tempi di azione delle compressioni; consentono di decidere quale tipo di limitazione della potenza usare per quel particolare cliente, ed altre ancora. 1 La sigla VNR ( rapporto voce/rumore ) si preferisce rispetto a quella SNR ( rapporto segnale/rumore ) perché il punto focale è rappresentato dalla voce umana piuttosto che dalla sorgente predominante, che potrebbe anche essere il rumore. 2 La programmazione di questi apparecchi si ottiene mediante inserimento dell audiogramma del paziente in un PC. Il software di gestione per gli apparecchi programmabili guida alla selezione dell apparecchio acustico più idoneo. Le regolazioni che vengono via-via effettuate possono essere memorizzate nel microchip dell apparecchio e opportunamente richiamate dal paziente, in funzione alle diverse situazioni d ascolto, spostando o pigiando semplicemente un tasto sull unità di programmazione ( le protesi digitali attuali si configurano automaticamente )

7 Confronto tra un amplificazione lineare ed una non lineare : osserviamo che per i suoni fino a 40 db in ingresso entrambi i circuiti si comportano allo stesso modo. Per i suoni più alti, il lineare prosegue con un amplificazione costante, invece il non lineare agli 80 db riduce il guadagno fino renderlo unitario. Oltre i 100 db entrambi attenuano ed in uscita non abbiamo mai più di 120 db. Con l amplificazione di tipo non lineare è possibile risolvere in modo efficace il problema legato alla sotto/sovramplificazione. Fig. 2: Curva Ingresso/Uscita di un apparecchio acustico a funzione lineare con peack clipping e di uno a funzione non lineare con compressione dinamica e compressione limite ( adattata da Killion ). 1.1 Architettura della Protesi Digitale La protesi acustica è un sistema elettroacustico volutamente a bassa fedeltà, ossia il segnale d uscita è distorto rispetto al segnale d ingresso. La distorsione è generata per sopperire la perdita acustica del soggetto. Indipendentemente dal modello e dalle caratteristiche elettroacustiche una protesi acustica è essenzialmente composta da tre elementi : un trasduttore di ingresso ( microfono ), un amplificatore che viene alimentato da una pila di semplice sostituzione e un trasduttore di uscita ( altoparlante o impropriamente detto ricevitore ). In base alla capacità e alle modalità di trattamento del segnale, gli apparecchi acustici si distinguono in analogici ( tradizionali ), programmabili digitalmente e totalmente digitali. Possiamo illustrare una Protesi Acustica Digitale come in Fig. 3: - 7 -

8 Fig. 3: schema a blocchi di una protesi acustica digitale. I circuiti digitali, in particolare, consentono l ELABORAZIONE DEL GUADAGNO (GAIN PROCESSING) ossia l elaborazione flessibile del guadagno ad una maggiore udibilità dei suoni riducendo le distorsioni e lo sconforto con suoni più intensi. La maggiore flessibilità e controllo della compressione ci viene data dal Digital Signal Processing DSP ( Fig. 4 ), tale dispositivo può creare le condizioni favorevoli per una migliore udibilità. Nell apparecchio acustico digitale è stata introdotta, anche, la caratteristica chiamata espansione (ing. Cotrona U., 2004; Notarianni, L., 2004), questa elaborazione può portare ad una migliore soddisfazione acustica con relativa riduzione del rumore ambientale di sottofondo o microfonico. Attraverso l espansione è possibile ridurre il rumore circuitale. In realtà questa è l opposto della compressione ed interviene per ridurre il guadagno ai bassi livelli dei segnali d ingresso, eliminando così l amplificazione dei rumori ambientali senza però ridurre la parte necessaria alla riproduzione del segnale vocale. Fig. 4: L immagine è rappresentativa in quanto la compressione, nelle protesi digitali, agisce sui numeri e non sulle forme d onda

9 Il DSP è un processore specializzato (CPU) che ha lo scopo di eseguire in tempo reale applicazioni per l'elaborazione dei segnali digitali al fine di estrarre informazioni o modificare, in modo opportuno, i segnali sonori. Nel processore sono implementati complessi algoritmi che permettono al DSP di analizzare, filtrare ed elaborare il segnale acustico. Lavorare su segnali digitali significa dover lavorare, non più su segnali analogici e quindi sulle forme d onda, ma sui bit, per tale motivo nasce l'esigenza di passare da un dominio analogico ad un dominio digitale fatto di due soli valori ( 0 e 1 ). Dovendo lavorare solo su due valori l elaborazione risulta essere più veloce permettendo al DSP di effettuare simultaneamente un insieme d'operazioni quali l'addizione, sottrazione, moltiplicazione, shifting o traslazioni ed altre operazioni logiche. Questo tipo di elaborazione ci permette di intervenire solo sui parametri desiderati senza compromettere la qualità del suono che quindi è nettamente migliore, in più si possono avere soluzioni personalizzate. Nel digitale i parametri possono essere programmati da un computer, ciò permette di immettere più opzioni di adattare il suono man mano che la perdita uditiva fluttua. Un tipico sistema d'elaborazione dei segnali digitali è costituito dai seguenti elementi : - 9 -

10 Convertitori analogici digitali A/D: campionano e quantizzano il segnale analogico o meglio lo digitalizzano assegnando ad ogni punto della forma d onda (segnale anologico) un valore finito (un numero). Una volta digitalizzato, il segnale, è portato in ingresso al processore dove viene elaborato e modificato in accordo a quelle che sono le regole predefinite dal programma (algoritmi). Processore dei segnali digitali DSP 3. Memoria RAM: il blocco RAM rappresenta la memoria volatile, in essa sono memorizzate le istruzioni e i dati elaborate dal DSP e momentaneamente immagazzinate nella memoria. Spesse volte la RAM viene implementata sul DSP per accelerare le operazioni di lettura e scrittura incrementando le prestazioni del sistema. Memoria ROM 4 : Il blocco ROM rappresenta la memoria non volatile ove sono memorizzate le istruzioni necessarie per inizializzare il processore dei segnali digitali. Il contenuto della ROM resta invariato anche in assenza di alimentazione e, al momento dell'accensione del sistema, è scaricato sul blocco RAM. Convertitori digitali analogici D/A 5 : trasducono il segnale digitalizzato ed elaborato nel dominio analogico per poter essere interpretato dall ipoacusico. Esiste anche un altra unità di memoria la EPROM, acronimo di Erasable Programmable Read Only Memory, è una memoria riscrivibile tramite impulsi elettrcici: si tratta di un'evoluzione della ROM che, una volta programmata, non poteva essere più modificata; la EPROM invece può essere totalmente cancellata e riprogrammata a piacimento ed è utilizzata per memorizzare le caratteristiche di adattamento impostate dall audioprotesista. 3 La potenza di calcolo e la flessibilità dei DSP consente il loro impiego per un vasto intervallo di applicazioni (industriali e telecomunicazioni). 4 I protocolli di adattamento protesico consentono di programmare la memoria ROM in un corpo di istruzioni a partire dai dati audiometrici, dall accoppiamento acustico, dalle caratteristiche acustiche ambientali, dalle preferenze individuali di ascolto. In tal modo la protesi utilizza le istruzioni per aggiustare in modo dinamico la sua operatività, per esempio massimizzando il riconoscimento del parlato e la qualità dei suoni in differenti condizioni di rumorosità. 5 Oggi esistono convertitori D/D cioè il convertitore è all interno del ricevitore: ciò riduce la distorsione e limita gli spazi. Ridurre la distorsione significa eliminare una potenziale fonte di rumore

11 Tutti i sistemi di elaborazioni digitali richiedono, inoltre, un clock per cadenzare le operazioni del DSP. In più c è da dire che le protesi acustiche sono dotate di DSP ad architettura aperta 6 (Ricci M., 2004; Marzulli F. et al., 2004) che consentono un elaborazione del segnale d ingresso, alla protesi, tale da garantire l amplificazione necessaria e di evitare, al tempo stesso, le degradazioni del contenuto informativo del messaggio vocale. I primi modelli disponevano di circuiti DSP denominati piattaforme chiuse, nel senso che gli stessi DSP venivano sviluppati con caratteristiche idonee all algoritmo secondo il quale avrebbero dovuto funzionare. Le protesi digitali possono non presentare le stesse caratteristiche sia funzionali che circuitali ( dispositivi incorporati, software di gestione e loro funzionalità ) anche se una prima prerogativa comune è quella di aumentare il rapporto voce/rumore e cioè migliorare l intellegibilità 7 della parola in ambienti rumorosi. Dalla qualità di questo fattore dipenderà la comprensione del paziente, essenziale in una società di comunicazione. Se da un punto di vista tecnologico la protesi digitale ha migliorato la qualità del segnale acustico in uscita, dall altro ha introdotto diversi parametri di programmazione che richiedono una buona preparazione dell audioprotesista per adattarli alla perdita acustica del paziente. 1.2 SISTEMI DI OTTIMIZZAZIONE DEL SEGNALE Riduzione Digitale dell Effetto Larsen (Digital Feedback Reduction DFR ): Uno dei problemi costantemente riscontrati dai portatori di apparecchi acustici è il feedback acustico noto anche come effetto Larsen. Questo può essere descritto come la percezione di un «fischio», uno «stridio», un «tintinnio», un «ronzio» e una «vibrazione». In realtà l effetto Larsen consiste in questo: quando 6 Nel 1997 vennero sviluppati dei circuiti DSP denominati piattaforme aperte, ovvero dei circuiti destinati ad una più larga diffusione poiché in grado di funzionare con diversi algoritmi. Questi DSP si sono evoluti fino ad arrivare ad una generazione di processori sempre più veloci e potenti, capaci di effettuare con estrema rapidità i calcoli più laboriosi. Questa potenzialità ha consentito di sviluppare algoritmi sempre più complessi in grado di gestire un numero sempre crescente di parametri ad una velocità sempre maggiore. 7 Uno dei primi sintomi di perdita uditiva è una ridotta intelligibilità della voce in ambienti rumorosi

12 il suono amplificato ritorna all ingresso del sistema, viene nuovamente amplificato e si crea una sorta di anello sonoro ( loop ) che si ripete. Se il ciclo di dispersione, captazione e amplificazione si ripete continuamente il sistema diventa instabile dando luogo a delle oscillazioni. L instabilità e le oscillazioni si traducono in un forte fischio che non è solo sgradevole, ma anche dannoso. Il feedback acustico si verifica quando un microfono è troppo vicino all'altoparlante che emette i suoni captati con sufficiente "potenza di innesco" dal microfono stesso che li rimanda al medesimo altoparlante, come in un circuito chiuso. L origine del feedback acustico può essere dovuto anche dalla presenza di superfici riflettenti, dispersioni intorno alla chiocciola o ancora da ventilazioni eccessive. Per la riduzione del feedback, sistemi più raffinati effettuano il monitoraggio mentre l apparecchio acustico è in operazione. Il feedback è ridotto o eliminato attraverso sistemi di cancellazione o filtraggio. Il DFR può essere utile nel caso in cui l effetto Larsen si avverte occasionalmente con il movimento mandibolare. Il sistema antifeedback ad inversione di fase si basa sul principio dell inversione di fase, secondo il quale un onda sonora viene cancellata per mezzo della sovrapposizione della stessa onda sfasata di 180 ( Fig. 5). Fig. 5: Principio dell Invertitore di fase del feedback. Il segnale di feedback ( rosso ) e il segnale a inversione di fase ( verde ) si annullano reciprocamente eliminando il feedback senza perdita di guadagno ( da PHONAK BIONICA DIGITALE )

13 1.2.2 Riduzione Digitale del Rumore (Digital Noise Reduction DNR ): Una precisa localizzazione comporta che sia l intellegebilità che la qualità sonora naturale del parlato risultano migliorati quando la sua posizione spaziale viene percepita separatamente rispetto alle sorgenti di rumore ( Plomp, 1976). Questo algoritmo consente la riduzione del guadagno sia nelle basse frequenze sia nelle specifiche frequenze quando è avvertito uno stato del segnale stabile ( rumore ). In molte situazioni della vita reale le sorgenti di rumore sono separate spazialmente e spettralmente, il DNR permette la soppressione selettiva di queste sorgenti ( Fig. 6 ). Fig. 6: Soppressione selettiva delle sorgenti di rumorose. In questo modo la più forte fonte di rumore viene per la maggior parte rimossa e contemporaneamente il segnale di parlato frontale viene amplificato ( da PHONAK BIONICA DIGITALE ). Il sistema effettua un attenuazione del rumore ad alta risoluzione e controlla il rumore del vento. Per vie generali i sistemi di attenuazione del rumore si affidano ad algoritmi che svolgono una sottrazione spettrale e una cancellazione della fase mediante DSP. Il principio di base della sottrazione spettrale 8 è quello di identificare le 8 Questo approccio di base richiede un accurata stima della composizione spettrale del rumore. Se le frequenze caratteristiche vengono riconosciute attraverso un banco di filtri inverso è possibile rimuovere solo quelle frequenze non utile presenti nel segnale. Ovviamente i filtri rimuoveranno non solo le componenti frequenziali del rumore ma anche parte dell energia presente del parlato quando il rumore avrà un estensione frequenziale abbastanza ampia da rientrare in quelle frequenze proprie del parlato. La banda di frequenza del parlato è compresa tra 200 Hz e 5000 Hz e una maggiore concentrazione di informazioni la otteniamo approssimativamente nell intervallo 1000 Hz 3000 Hz. Se il rumore concomitante ha una banda ristretta ( es. meno di un ottava ), filtrando questa parte di spettro (rumore), allora le informazioni del parlato saranno comunque sufficienti al riconoscimento del messaggio verbale. Diversamente invece, se la banda del rumore è più estesa in frequenza il banco di filtri rimuoverà anche parte del parlato

14 frequenze caratteristiche del rumore, nel segnale entrante, per poi sottrarlo dallo spettro del parlato ( segnale utile ). La cancellazione della fase è indirizzato ad un approccio più sofisticato che si avvale di quell effetto matematico che se una forma d onda è uguale e invertita di 180 in fase e sommata alla forma d onda originale il suono è annullato completamente. La Fig. 7 mostra quest effetto: Fig. 7: Principio dell Inversione di fase (da OTICON Intelligenza Artificiale ). Controllo del Rumore del Vento: Il rumore del vento ha una caratteristica a bassa frequenza (quindi copertura delle alte frequenze), può raggiungere livelli di pressione sonora molto alti, è dinamico e dipende dalla direzione e dalla velocità del vento. Il rumore del vento, negli apparecchi acustici, può dar luogo a effetti di mascheramento e saturazione dei microfoni e quindi, nel caso in cui il rumore raggiunge alti livelli, può provocare come reazione la RIDUZIONE DEL GUADAGNO. Il controllo del rumore del vento svolge una duplice funzione: 1. Protezione meccanica à attenua le turbolenze prima che raggiungano i microfoni 2. Eliminazione elettronica à in base all analisi del segnale d ingresso, il rumore viene rilevato elettronicamente e tutte le componenti dovute a tale rumore vengono eliminate dal segnale. Queste funzionalità permettono, agli apparecchi acustici digitali, di mantenere le impostazioni direzionali dei microfoni anche in ambienti ventosi e quindi

15 migliorare al contempo il rapporto VOCE/RUMORE ( migliore distinzione tra rumore e segnali di parlato ). Cosa importante, l attenuazione totale applicata è minore quando è presente la voce che non quando nel segnale è presente solo rumore. Inoltre, quando è presente la voce, l attenuazione del rumore viene conformata all Indice di Articolazione Pesato 9, così da assicurare la preservazione di informazioni verbali di rilievo. Ciò consente alla protesi acustica digitale di interpretare e di reagire meglio alle modificazioni dell ambiente di ascolto poiché sussiste un analisi continua dell ambiente circostante al fine di fornire il grado ottimale di attenuazione in qualsiasi ambiente di ascolto complesso Riduzione Digitale del Riverbero (Digital EchoBlock DEB ): L eco è un fenomeno che ritroviamo molto spesso nelle diverse situazioni d ascolto in quanto esso è provocato dalla riflessione dei suoni da parte di pareti, soffitto o finestre, che creano copie ritardate, dallo spettro leggermente modificato e attenuate del segnale sorgente originale. Ciò comporta una limitazione e un peggioramento, ulteriore, nell intellegibilità del parlato ( sia nelle situazioni tranquille che in quelle rumorose ). Il riverbero causa scarsa intelligibilità nel parlato perché se c è riverbero alle orecchie dell ascoltatore arriva una sovrapposizione del suono diretto dalla sorgente più delle riflessioni ( del segnale stesso, Fig. 8 ) con un risultato finale di un segnale temporalmente disperso rispetto al segnale originale. Il riverbero è caratterizzata dal tempo di riverberazione che indica la lunghezza temporale di presenza delle riflessioni ( cioè per quanto tempo c è riverbero e quindi da quando iniziano le riflessioni e quando si esauriscono ) e i cui valori tipici vanno 9 Fa riferimento alla valutazione dell intellegibilità della parola. Le ricerche e i numerosi metodi che sono stati elaborati e proposti per il calcolo dell intellegibilità del parlato hanno come scopo quello di fornire un mezzo attendibile di previsione delle caratteristiche acustiche dell auditorio da realizzare ( cioè dei vari ambienti o scenari uditivi ). Tale previsione si basa sul calcolo e prende in considerazione l intensità del segnale, rumore di fondo, riverberazione e modalità di riflessione sonora per consentire la valutazione di qualità sonora nei diversi ambienti e definire in tal modo un Indice di Articolazione ( globale e pesato ). In altre parole l Indice di Articolazione valuta l importanza delle frequenze nel parlato: frequenze gravi o molto acute hanno importanza diversa nelle diverse lingue (Maurizio Clerici, 2004)

16 da circa 0,4 secondi negli uffici e nelle piccole aule, a oltre 2 secondi nelle sale di concerto e nelle chiese. Con il riverbero si verifica l appiattimento temporale del messaggio sonoro ed in aggiunta se il tempo di riverbero è molto lungo si avrà una copertura del messaggio primario. Fig. 8: Riverberazione: sovrapposizione del suono diretto dalla sorgente e delle riflessioni ( da PHONAK BIONICA DIGITALE ). Utilizzando particolari algoritmi, le protesi digitali riconoscono il riverbero e lo attenuano efficacemente: Fig. 9: Funzionamento del sistema di soppressione del riverbero ( da PHONAK BIONICA DIGITALE ) Enfatizzazione Digitale del Parlato (Digital Speech Enhancement DSE ): L attuale sistema d elaborazione DSE 10 identifica ed enfatizza il parlato basandosi sul contenuto temporale e spettrale del segnale. 10 L impiego del DSP ha migliorato la comprensione del parlato nel rumore poiché gli algoritmi implementati si focalizzano sull identificazione delle caratteristiche spettrali del parlato

17 L elaborazione digitale del segnale può essere diretta a modificare i rapporti di energia acustica rilevata in corrispondenza di vocali e consonanti, o nell enfatizzazione di contrasti spettrali manipolando la larghezza di banda delle formanti, spectral enhancement 11, nel tentativo di imitare il sistema uditivo umano. Questo può essere realizzato usando un banco di filtri per dividere il segnale audio in una serie di canali a bande frequenziali diverse. Lo Spectral Enhancement consente, in altre parole, di aumentare il rapporto energetico fra il picco e la valle delle formanti aumentandone il contrasto e riducendo il rumore presente nella zona di minima energia. In realtà il riconoscimento del messaggio verbale avviene attraverso l indice di modulazione. L indice di modulazione è dato dalla distanza che intercorre tra il picco e la valle presenti in un oscillogramma del parlato ( Fig. 10a ), ovvero misura l ampiezza in db della funzione risultante ( Fig. 10b ). Questa strategia consente, quindi, di ridurre l effetto mascherante dovuto all amplificazione dello spettro adiacente le formanti (Tempasta Ruggero, 2003; Gianluca Vivarelli, 2003). Fig. 10a: Grafico di un oscillogramma del parlato. Fig. 10b: Indice di Modulazione: in questo caso l ampiezza del messaggio verbale è maggiore dell ampiezza del rumore, questa differenza permette al sistema digitale di distinguere il rumore dal parlato riducendo l ampiezza del rumore nelle bande da esso interessate. enfatizzando queste ultime a scapito di quelle del rumore che in effetti sono inutili alla comprensione. Il DSP lavora sulle formanti vocaliche e cioè quando una vocale è presente viene riconosciuta e l algoritmo ne aumenta il contrasto dei picchi positivi e negativi ( Lyzenga, Festen & Houtgast, 2002 ). Un secondo metodo, invece, è quello di identificare le frequenze caratteristiche delle consonanti e amplificarle al di sopra dello spettro. Altro approccio è quello di identificare il discorso in uno sfondo di rumore, sintetizzarlo e ricostruirlo. 11 La ridotta risoluzione in frequenza e la loudness alterata, caratterizzano, molto spesso, l ipoacusia neurosensoriale. Mentre la loudness può essere corretta attraverso strategie di amplificazione con compressione o limitazione d uscita, la ridotta risoluzione in frequenza implica un diverso trattamento del segnale. L effetto del mascheramento dovuto alla scarsa selettività in frequenza può essere ridotto attraverso un amplificazione spettrale mirata

18 Con l introduzione della tecnologia digitale si è giunti ad un altissimo sviluppo tecnologico, ma è divenuto sempre più evidente che esistono altri fattori che influenzano il fitting protesico Altra variabile predittiva di resa protesica (introdotta dal prof. Gatehouse, 2003) tiene conto delle condizioni d ascolto, l ambiente sonoro nel quale l ipoacusico si trova con maggiore frequenza e rispetto al quale sono rivolte le sue aspettative di miglioramento uditivo con la protesi acustica. In altre parole per un buona personalizzazione (fitting protesico) bisogna ed è necessario conoscere l ecologia uditiva (luoghi di maggior frequenza dell ipoacusico ) del paziente. Attualmente le protesi prevedono quattro situazioni reali ( Fig. 11 ): 1. Ambiente tranquillo (voce nel silenzio): per assicurare una comprensione ottimale del parlato attraverso un ampia gamma di livelli di ingresso. 2. Parlato nel rumore: per regolare il grado di attenuazione del rumore canalespecifica in conformità con l Indice di Articolazione Pesato, in maniera da assicurare la preservazione della comprensione del parlato. 3. Solo rumore: per fornire attenuazione massima in ciascun canale quando nel segnale sia presente soltanto rumore, al fine di garantire il massimo livello di comfort. 4. Musica: per normalizzare la qualità sonora musicale evitando distorsioni. Il programma musica è ancora in fase di sperimentazione e la ricerca attuale è indirizzata a sfruttare il principio dell MP3. Fig. 11: L immagine mostra che le situazioni quotidiane possono essere raggruppate in 4 categorie, comprendenti tutte le situazioni d ascolto. In ognuna delle quattro categorie di base il sistema acustico deve soddisfare le relative aspettative uditive (da PHONAK - BIONICA DIGITALE)

19 CAPITOLO II I MICROFONI 2.1 Microfoni Direzionali e DSP Alcune protesi acustiche presentano due aperture per l ingresso dei suoni (una anteriore e una posteriore, come vedremo in seguito pag. 23) ( Fig. 12a e 12b: Microfono Direzionale in BTE e ITE ): in questo caso si parla di microfono direzionale. Poiché l apertura frontale Fig. 12a. ha una suscettibilità maggiore in db rispetto a quella posteriore, si crea un ritardo temporale tra i suoni provenienti frontalmente e quelli che giungono da dietro, con conseguente miglioramento della localizzazione dei suoni stessi e della loro discriminazione. Con l avvento dell elettronica digitale è stato possibile migliorare il rapporto voce/rumore e in qualche caso, la combinazione del DSP con il microfono direzionale può ulteriormente migliorare questo rapporto. Alcuni modelli d apparecchio acustico digitale utilizzano il DSP per calibrare il microfono, controllare la sensibilità direzionale e automaticamente commutare dal modo direzionale a quello omnidirezionale. Fig. 12b. Migliorare i microfoni implica un miglioramento della localizzazione del suono che comporta a sua volta una intelligibilità ( qualità ) del segnale percepito. La nostra capacità di localizzazione dei segnali è basata su indicatori acustici ( perché ogni segnale ha una sua frequenza e una sua intensità ) come differenze interaurali temporali e d intensità ( ITD e ILD o IID ) e componenti della forma spettrale generati dal padiglione auricolare. Un suono che arriva dal lato sinistro della testa giunge all orecchio sinistro prima che all orecchio destro, questa differenza di tempo è chiamata ITD 12 ovvero Differenza di Tempo Interaurale la quale oscilla da 0 ( per un suono 12 La ITD è più importante per le basse frequenze

20 proveniente frontalmente alla testa ) a circa 650 microsecondi ( per un suono proveniente a 90 ). In aggiunta, il livello sonoro sarà meno sentito all orecchio destro a causa dell effetto ombra della testa. Le frequenze oltre i 1500 Hz hanno una lunghezza d onda minore rispetto al diametro della testa ( quest ultimo si assume pari a cm nell adulto ) e per questo sono notevolmente attenuate. La Differenza d Intensità Interaurale o IID 13 è la differenza in intensità percepita da un orecchio rispetto a quella percepita dall altro orecchio in relazione alla stessa stimolazione acustica; ovviamente risulta che i suoni sono più intensi per l orecchio più vicino alla fonte. Mentre le differenze interaurali temporali e d intensità forniscono informazioni sull angolo orizzontale ( o anche piano azimutale ) della sorgente sonora ( Fig. 13a ), il cambiamento dei segnali provocato dal padiglione auricolare è soprattutto importante per la localizzazione verticale ( piano d elevazione ) e per la discriminazione fronte/retro ( Blazer, 1997 ) ( Fig. 13b ). Fig. 13a : La ITD e la IID forniscono informazioni sul piano azimutale. Fig. 13b : Alcuni suoni raggiungono l orecchio entrando direttamente dal C.U.E. ed altri suoni solo successivamente alle riflessioni dovute ad una o più pieghe della conca auricolare. Chi indossa apparecchi acustici ha un attenuazione della funzionalità del padiglione ( il padiglione auricolare svolge un importante funzione sull informazione spettrale e in particolar modo favorisce la direttività delle alte frequenze ) e quindi una compromissione delle prestazioni di localizzazione. Localizzazione peggiore rispetto a chi non indossa l apparecchio e ciò vale sia per 13 IID è massimo per 90 gradi e 90 gradi, mentre è nullo per 0 gradi e 180 gradi; la IID è più importante per le frequenze alte

21 la direzione orizzontale ( Orton e Preves, 1979 ) che per quella verticale ( Nobile e Birne, 1990 ). Il peggioramento delle prestazioni di localizzazione è dovuto alla posizione, innaturale, dei microfoni che vengono a collocarsi sopra l orecchio e perciò non recepiscono i cambiamenti del segnale provocati dal padiglione auricolare, questo comporta confusioni fronte/retro per cui ad esempio un suono a 30 è percepito sia in intensità che nel tempo alla stessa maniera di un suono a 150 ( Fig. 14 ). Fig. 14: CONO DI CONFUSIONE: la percezione nel tempo e in intensità risulta identica cioè ITD è uguale a IID, ciò comporta che ad esempio un suono a 30 è percepito sia in intensità che nel tempo alla stessa maniera di un suono a 150. Oggi le protesi digitali sono dotate di dispositivi che simulano gli effetti ( picchi spettrali ) provocati dal padiglione auricolare e ciò significa maggiore soddisfazione da parte del pz/cliente ( Fig. 15 ). Fig. 15 : Il contributo fisiologico dato dal padiglione auricolare viene compromesso per la posizione innaturale dei microfoni: attualmente con gli apparecchi acustici digitali si tenta di ottimizzare il suono quanto più reale possibile mediante sistemi sofisticati di trattamento del segnale ( da PHONAK BIONICA DIGITALE )

22 2.2 Tecnologie a Confronto Essendo i microfoni il primo elemento della protesi acustica la loro scelta è fondamentale ai fini del risultato, tanto quanto il loro posizionamento. I microfoni sono trasduttori in grado di trasformare energia acustica in energia elettrica, in particolare le variazioni della pressione atmosferica vengono convertite in variazioni di tensione e dunque in corrente ( segnale elettrico/corrente elettrica e per questo sono anche detti trasduttori elettroacustici ). Le tecnologie con cui vengono realizzati i microfoni sono diverse e questo ci permette di avere a disposizione una vasta gamma di soluzioni a seconda del contesto in cui ci troviamo a operare. Vi sono microfoni più o meno sensibili, con diverse direzionalità, senza poi contare che ogni microfono ha un suo proprio timbro personale che lo caratterizza e che lo rende a suo modo unico. A causa delle differenze costruttive, i microfoni hanno una loro caratteristica risposta sonora e quindi queste differenze producono risposte non uniformi per quanto riguarda la fase e la frequenza. Inoltre i microfoni non hanno la stessa sensibilità a diversi livelli di pressione e quindi possono ricevere diversi livelli sonori prima di distorcere. Anche se per applicazioni scientifiche lo scopo è avere una risposta quanto più uniforme possibile, non sempre è così e ciò potrebbe comportare delle problematiche perché il microfono può colorare, esaltare in maniera interessante ad esempio la voce, per non parlare poi di eventuali disturbi esterni. La risposta in frequenza dà un idea di che modifiche il microfono apporta all onda sonora misurata

23 2.2.1 Tipologie di Microfoni Come già accennato i microfoni sono dei trasduttori elettroacustici e in base a come avviene questa trasduzione, i microfoni si possono dividere in diverse classi: microfoni elettromagnetici, microfoni ceramici, microfoni a condensatore o electret (elettretici permanenti). Microfoni elettromagnetici: sono più resistenti ed economici, reggono maggiormente gli alti volumi, presentando però una maggiore inerzia al movimento dovuta a motivi costruttivi (la pesantezza di membrana e l avvolgimento), quindi non rendono i transienti come i condensatori. Nei microfoni elettromagnetici le onde provocano la vibrazione di un sottile diaframma metallico il quale provoca a sua volta la vibrazione di una bobina ad esso collegata e immersa in un campo magnetico generato da un magnete fisso. Tale movimento della bobina crea delle correnti elettriche che riproducono il comportamento delle onde sonore di partenza. I microfoni elettromagnetici hanno una scarsa fedeltà, una risposta in banda passante limitata e poco lineare, grossi consumi di energia ma sono resistenti e scarsamente sensibili agli agenti atmosferici. Microfono ceramici: Questo tipo di microfono sfrutta la proprietà di certi elementi ceramici di sviluppare un campo elettrico se sottoposti ad una compressione. I microfoni ceramici sono stati abbandonati perché, anche se hanno un ottima fedeltà di riproduzione e una discreta banda passante, i materiali utilizzati nella costruzione di questi microfoni oltre ad essere delicati, sensibili agli urti, alle alte intensità, sono anche sensibili al calore e all umidità ossia cambiano le caratteristiche in funzione delle condizioni ambientali ed inoltre presentano una rapida tendenza all'invecchiamento; in aggiunta, considerando la posizione della protesi questi difetti ne pregiudicano l utilizzo

24 Microfoni a condensatore ( electret ) ( Fig. 16 ): Questo tipo di microfono (detto anche elettrostatico) possiede al suo interno un condensatore. Una delle due piastre del condensatore è il diaframma del microfono e vibra in accordo ( in risposta ) con l'onda acustica incidente (il diaframma è mobile ). Tra le 2 armature di un condensatore si produce un potenziale elettrico ( il potenziale elettrico prodotto dipende dal voltaggio della sorgente, dall'area dell'armatura e dalla loro distanza ) applicando un basso voltaggio per mezzo di una sorgente (batteria), che può essere interna o esterna al microfono stesso ( nel nostro caso esterna ). La vibrazione della piastra produce la variazione della distanza tra le due piastre variando così il valore della capacità. Questo implica una variazione della tensione ai capi delle piastre con un conseguente passaggio di corrente: la corrente prodotta è però tanto debole da dover essere amplificata in uno stadio immediatamente successivo e quindi preamplificata prima di arrivare al circuito dell apparecchio acustico 14. I microfoni a condensatore sono molto più accurati dei microfoni elettromagnetici in quanto il diaframma può essere realizzato con materiali molto leggeri e di dimensioni ridotte ( sottile ) e dunque può risultare molto sensibile anche alle frequenze più alte ( buona riproduzione delle alte frequenze ). Si può danneggiare se sottoposto al pressioni sonore molto elevate. La vibrazione della membrana dovuta dalla pressione sonora provoca fenomeni di depolarizzazione e la generazione di un onda elettrica per cui si determina un potenziale. Se abbiamo un onda acustica, quindi una compressione e una rarefazione dell area, la membrana avrà una introflessione e una estroflessione a seconda se è in fase di compressione o in fase di rarefazione per cui si avvicina e si allontana. Questa oscillazione genera un segnale elettrico sinusoidale assolutamente uguale per frequenza al segnale acustico ma attenuato in intensità ( Fig. 17 ). 14 Il segnale elettrico in uscita è proporzionale come tensione, alle vibrazioni del diaframma e quindi alla pressione dell onda incidente: il rapporto tra tensione d uscita e la pressione si chiama sensibilità del microfono ed ha un valore compreso tra i 10 e i 50 mv/pa

25 Fig. 16: Rappresentazione grafica di un microfono electret. Il microfono a condensatore può essere rappresentato alla stessa maniera ma non presenta cariche negative e positive perché è alimentato da una batteria. I vantaggi di questo sistema, sono: 1) non richiedere energia cioè non ha bisogno di corrente per funzionare visto che avendo delle cariche sue per struttura fisica non necessita di alcuna alimentazione ( Fig. 15 ); 2) avere una banda passante estremamente ampia e lineare ciò significa che la risposta del microfono è perfettamente uguale a tutte le frequenze ( Fig. 16 ): Fig. 17: Ingresso microfono 60 db; Uscita microfono 6 dbv (questo segnale viene preamplificato), da notare la linearità di questi sistemi

26 Questi microfoni sono di qualità sicuramente superiore rispetto ai microfoni elettromagnetici e ceramici perchè hanno una maggiore sensibilità, una risposta in frequenza più lineare ed estesa (consentendo una risposta lineare anche in corrispondenza delle basse frequenze) e un rumore di fondo bassissimo. Queste qualità ne limitano anche l'impiego: sono adatti a riprendere solo strumenti che non hanno transitori troppo potenti e risultano ideali per le voci. 2.3 Caratteristiche fondamentali di un microfono Nel paragrafo precedente abbiamo presentato i vari tipi di microfoni da cui si evince che una delle caratteristiche principali è data dal principio di trasduzione. In realtà le principali caratteristiche che definiscono le prestazioni di un microfono sono: Risposta in frequenza: cioè il modo di variare della sensibilità in funzione della frequenza dell onda sonora. Sensibilità: è il rapporto fra ampiezza del segnale elettrico uscente ( tensione d uscita ) dal microfono e ampiezza del segnale acustico ( pressione acustica del campo sonoro ), è un'espressione del rendimento del microfono ( indica quindi la capacità del microfono di convertire la pressione acustica in tensione di uscita ). Viene di solito espressa in mv/pa o anche dbv/pa e non necessariamente questo parametro è un indicatore di qualità. La sensibilità di microfono è inversamente proporzionale alla rigidezza del diaframma la quale è dovuta alla tensione meccanica del diaframma stesso. La rigidezza dipende anche dal volume della cavità interna del microfono e dalla pressione statica al suo interno. Per minimizzare l influenza della pressione statica sulla sensibilità del microfono è necessario avere un volume interno più grande quando il diaframma è meno rigido e viceversa. In pratica si riscontra che la sensibilità decresce al diminuire del diametro del microfono stesso, mentre la gamma utile in frequenza aumenta. E chiaro quindi che l uso di un microfono che abbia una banda passante molto ampia, paga il prezzo in termini di sensibilità e viceversa

27 Rumore interno ( o di fondo ): è generato dai componenti elettrici all'interno del microfono in assenza di pressione acustica. Sicuramente la circuiteria presente nei microfoni a condensatore è maggiore di quella all'interno dei microfoni elettromagnetici dunque l'incidenza del rumore termico è maggiore nei primi anche in virtù del fatto che il segnale generato ha intensità molto minore rispetto ai microfoni elettromagnetici. La risposta del microfono rispetto al rumore interno viene misurata in dbv e un valore pari a 100 dbv è considerato accettabile. Parametro caratteristico del microfono e dello stadio di preamplificazione. Massimo livello di pressione sonora misurabile: valore oltre il quale si ha l insorgere di distorsione o danni irreversibili al microfono. Campo dinamico: è costituito dalla differenza tra il massimo livello di pressione sonora misurabile ed il livello equivalente del rumore di fondo. Caratteristica di direttività: un fattore importantissimo da considerare è la direzionalità del microfono, cioè la variazione nel suono che produce a seconda della direzione da cui esso proviene. La direzionalità esprime la capacità del microfono di captare più o meno bene i segnali in base alla direzione di provenienza, cioè il modo di variare della sensibilità con l angolo di incidenza del fronte d onda: I microfoni non direzionali, o omnidirezionali o ancora panoramici, come il nome stesso suggerisce, rispondono in modo equivalente ai suoni provenienti da qualsiasi direzione. I microfoni direzionali, captano solo i suoni che provengono da determinate direzioni ( rinforzano nella maggior parte dei casi i suoni che provengono frontalmente in funzione dell angolo di provenienza dei suoni stessi), evitando così il fastidioso feedback ( in quanto non capteranno niente proveniente direttamente da eventuali casse/monitor posteriori o laterali ). Riuscire a scegliere un microfono adatto per tutti i tipi di misura è praticamente impossibile: avere una buona sensibilità va a scapito di una buona risposta in frequenza e viceversa. Esistono comunque dei microfoni di utilità generale che riescono ad avere dei compromessi fra i vari fattori

28 2.4 Diagrammi Polari I diversi criteri di costruzione dei microfoni possono essere impiegati per ottenere caratteristiche direzionali diverse. Sono infatti state messe a punto una serie di metodologie di costruzione che permettono di focalizzare la sensibilità di un microfono verso una o più direzioni specifiche. L'andamento della sensibilità a seconda della direzione di provenienza del suono viene descritto da un grafico denominato diagramma polare. Nella figura seguente vengono riportati i diagrammi polari più comuni con la loro denominazione, il centro rappresenta il microfono con il suo diaframma mentre attorno a questo viene riportato il valore della sensibilità al variare della direzione. La direzione viene misurata in gradi: 0 è il punto esattamente di fronte al diaframma mentre 180 indica la posizione opposta, cioè dietro al microfono. Ogni corona concentrica, a partire dalla più esterna, indica una perdita di 3 db. Utilizzando i Diagrammi Polari è possibile effettuare una classificazione in funzione del campo sonoro captato: Circolare/Ominidirezionale: il microfono è egualmente sensibile in tutte le direzioni dello spazio. Un suono viene riprodotto con la stessa accuratezza da qualsiasi direzione provenga. Cardioide: il nome deriva dalla linea a forma di cuore del diagramma. In questo caso i suoni provenienti da sono drasticamente attenuati. Una nota riguardo i cardioidi: se la sorgente sonora è ravvicinata, essi enfatizzeranno le basse frequenze. Bidirezionale (Figura a 8): in questo caso il microfono è in grado di captare al meglio i suoni provenienti sia da dietro

29 che davanti ma risulta poco sensibile ai suoni provenienti dalle direzioni laterali. Supercardioide: è simile al cardioide ma con caratteristiche di direzionalità accentuate. Tuttavia per stringere il diagramma anteriore bisogna accettare l'insorgenza di un piccolo lobo posteriore. Ciò implica un leggero aumento della sensibilità ai suoni provenienti da dietro. Ipercardioide: Come il supercardioide ma con caratteristiche di direzionalità ancora più accentuate. Nelle protesi digitali attuali è possibile, agendo su particolari parametri, regolare e selezionare il tipo di microfono in funzione delle caratteristiche di uso del paziente. 2.5 Sistemi Direzionali Esistono quattro approcci ( alternative ) di base per la costruzione di un sistema direzionale applicabile agli apparecchi acustici: 1) un microfono direzionale; 2) una microfono direzionale + un microfono omnidirezionale; 3) due microfoni omnidirezionali; 4) un array ( ordine/insieme ) di microfoni. Anche se il primo approccio abbia il vantaggio di essere il più semplice e il meno ingombrante, non si dovrebbe considerare in quanto non dà la possibilità di commutare nella maniera omnidirezionale. Infatti, una delle ragioni principali di perchè microfoni direzionali non hanno ottenuto una grossa popolarità in passato ( quando questi microfoni avevano

30 dimensioni ben più grandi rispetto alla tecnologia attuale ) era proprio per la mancanza di una maniera omnidirezionale ( quest ultima in determinate situazioni è la scelta più appropriata ). Un insieme ( array ) di microfoni è un sistema estremamente direzionale e può realizzare un miglioramento nel rapporto segnale/rumore (SNR) di 12 db ( However ). Inizialmente tali sistemi potevano essere montati esclusivamente in un apparato indossato al collo ( Fig. 18 ) o ancora nelle astine delle protesi ad occhiale ove c era molto più spazio per la componentistica ( Fig. 19 ). Fig. 18: Array di microfoni apparato apparato da indossare al collo. Fig. 19: Astina di una protesi ad occhiale. Inoltre per la maggior parte degli individui, con perdita uditiva, la scelta e l utilizzo di questi sistemi non era di fondamentale importanza se l estetica era scarsa. Questo lascia i due approcci più comuni: omnidirezionale più direzionale (un termine coniato da Steve Thompson) e un sistema che utilizza 2 microfoni omnidirezionali. L'approccio omnidirezionale più direzionale ( Fig. 20 ) offre la possibilità di commutare e quindi scegliere il microfono da utilizzare, attivando l uno o l altro, in funzione dello scenario uditivo, ovviamente attivare uno dei due microfoni significa disattivare l altro ( un solo microfono è in operazione ). Fig. 20: Sistema Omnidirezionale più Direzionale; la commutazione avviene manualmente

31 L utilizzo di 2 microfoni omnidirezionali ( Fig. 21 ) offrono la stessa possibilità di un sistema ominidirezionale più direzionale, ma con qualche vantaggio distintivo in più ( Thompson ), in quanto mediante un circuito elettronico che tratta i segnali, provenienti dai 2 microfoni omnidirezionali, si ottengono diversi patterns direzionali. Fig. 21: L uscita di 2 microfoni omnidirezionali, combinati elettricamente ed elettronicamente, rendono la caratteristica direzionale desiderata. Microfono Omnidirezionale: La Fig. 22 mostra un microfono omnidirezionale tipico. Il suono che entra provoca cambi di pressione nella camera anteriore e interna del microfono. Questi cambi di pressione causano la vibrazione del diaframma e quest ultima produce un segnale elettrico analogico all uscita del microfono. Questo segnale è poi trattato da un circuito elettronico. Poiché il segnale sonoro entrante può comprendere anche il rumore, per attenuarlo vengono, generalmente, utilizzati i microfoni direzionali ( Fig. 23 )