31 Июль 2017

Размышления на фоне операционных систем для слуховых аппаратов

Размышления на фоне операционных систем для слуховых аппаратов.
Гауфман В. Е.
Phonak представил новый взгляд на слуховые аппараты — AutoSense OS
Размышления на фоне операционных систем для слуховых аппаратовAutoSense OS - операционная система платформы слуховых аппаратов Phonak Venture. Четко воспринимает и анализирует звуки в режиме реального времени, чтобы точно соответствовать слуховому окружению клиентов. AutoSense OS переходит с одной звуковой ситуации на другую незаметно и без всякого ручного вмешательства. Также использует еще одну технологию, известную как Бинауральную VoiceStream Technology™. Передача звука во всем частотном диапазоне двунаправлена и в режиме реального времени для наилучшего понимания речи и качества звука. Как клинически доказано, AutoSense OS всегда выбирает лучшие параметры настройки и максимизирует качество восприятия автоматически.
http://www.phonakpro.com/us/b2b/en/products/platform-technology/venture/features/venture.html

Рекламный текст сообщает нам, что слуховой аппарат анализирует и подстраивается к изменяющейся акустической обстановке согласно некоему «оптимальному» алгоритму.

На самом деле большинство современных платформ слуховых аппаратов от основных производителей в мире так или иначе предлагают подобный функционал. Разговор об анализе окружения и адаптивной автоматике начался еще в конце 90-х гг. XX века. На моей памяти, наверное, одним из первых слуховых аппаратов с подобным функционалом был Phonak Claro, представленный в 1999 году. Аппарат при обнаружении шума автоматически и очень медлено переключался в режим «Шум», включая направленность и систему шумоподавления.

Не имея точной информации о конструктивных особенностях Phonak Claro, все же предположу, что это еще не был пример операционной системы слуховых аппаратов, так как скорее всего функционал адаптивной автоматики был жестко связан с электронной начинкой.

Цифровые слуховые аппараты на заре своего появления были весьма похожи на аналоговые по своему логическому устройству. То есть в первых цифровых аппаратах ЦСП (цифровой сигнальный процессор) обрабатывал лишь часть поступающей информации, в то время как часть функций, таких как частотный анализ, компрессия, по выходу оставались в виде аналоговых модулей. Каждая новая модель слухового аппарата конструировалась заново, и начинка была уникальной. Портфолио производителей содержало независимые семейства слуховых аппаратов, которые выводились на рынок и продвигались отдельно друг от друга, имея малую логическую и маркетинговую связанность.

На моей памяти примерно с 2004-2005 года начали появляются платформы слуховых аппаратов. Маркетинговые отделы еще будут «скрывать» в рекламных материалах взаимосвязанность разных семейств слуховых аппаратов. Но как раз в эти годы производители выводят на рынок семейства слуховых аппаратов разного ценового уровня и разного функционала, не имеющие на самом деле отличия в «железе».

Микроэлектроника позволила к этому времени создать такие процессоры, которые уже могли взять на себя обработку в реальном времени почти всех задач. Таким образом появилась платформа: процессор созданный под определенную аудиологическую концепцию.

Наверное, одной из первых таких явилась платформа Paleo компании Phonak, выраженные признаки «платформенности» появляются в слуховых аппаратах Triano от Siemens и семейств Inteo, Aikia, Flash от Widex.

Что означает платформа — один процессор для всех СА, один и тот же корпус, микрофоны и телефон для соответсвующего класса мощности. То есть и в самом дорогом и в самом дешевом СА начинка одинакова. Одинакова настолько, что реально на заводе слуховые аппараты, выпущенные с «конвейера» пустыми, затем прошиваются под соответствующую модель.

Во время разработки аудиологи формирую концепцию — что должен уметь топовый слуховой аппарат данной платформы: сколько каналов, какие микрофонные системы, какой тип шумоподавления, обработки обратной связи, компрессии, беспроводных возможностей и так далее. То есть формируется операционная система, эмулируемая в «большом железе» — на компьютерах. И затем под эти потребности конструируется процессор, способный с хорошей отдачей и в реальном времени обрабатывать весь этот математический алгоритм. После выпуска топовой, самой передовой модели, например, Phonak Savia, на рынок выводятся функционально обрезанные модели за меньшую цену, с меньшим количеством каналов, с более простой системой шумоподавления и адапативной автоматики — Eleva, eXtra, Una. Таким образом, в течении полутора-двух лет формируется полный портфель компании, и маркетологи держат общественность в напряжении. Кстати, тот же Phonak выводил на рынок самую простую модель платформы чуть ранее выхода топовой модели следующей платформы — Una чуть ранее Exelia. Таким образом, операционные системы слуховых аппаратов появляются с появлением универсальных платформ.

Phonak пошел по маркетинговому пути представления названия и концепции платформ — Core, Spice, Quest. Siemens и Widex, не афишируя внутреннюю номенклатуру, тоже формируют платформенные портфолио: Siemens — *00 серия, *01 серия, Widex — Mind, Clear.

Номенклатура слуховых аппаратов формируется уже не по классу, определяемому цифрой, а по корпусу: Motion, Pure, Insio, Nitro от Siemens или Bolero, Audeo, Naida, Virto от Phonak.

AutoSense OS — маркетинговый ход на волне общего следования цивилизации компьютерным и мобильным операционным системам. Вербализация технологии, являющейся основой мира слуховых аппаратов вот уже более 10 лет. Даже недорогие бренды, собирающие слуховые аппараты из стандартных наборов, программируют процессоры согласно внутренним технологическим и маркетинговым предпочтениям.

Операционная система — комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для управления ресурсами вычислительного устройства и организации взаимодействия с пользователем.

Основные функции:
  • Исполнение запросов программ (ввод и вывод данных, запуск и остановка других программ, выделение и освобождение дополнительной памяти и др.).
  • Загрузка программ в оперативную память и их выполнение.
  • Стандартизованный доступ к периферийным устройствам (устройства ввода-вывода).
  • Управление оперативной памятью (распределение между процессами, организация виртуальной памяти).
  • Управление доступом к данным на энергонезависимых носителях (таких как жёсткий диск, оптические диски и др.), организованным в той или иной файловой системе.
  • Обеспечение пользовательского интерфейса.
  • Сохранение информации об ошибках системы.

Операционная система управляет «железом» в процессе ввода информации, обработки, хранения и вывода. То есть в нашем случае прием звука, оцифровка, обработка в математическом виде и вывод через ресивер. В современных слуховых аппаратах имеется возможность ввода информации не только через микрофон, аудиовход и Т-катушку, но и через беспроводную цифровую связь и вывода информации на пульты или другие цифровые устройства. Основа операционной системы — это ядро, управляющее взаимодействием электронных компонентов, и подгружаемые модули, называемые, кстати, в Unix-системах демонами. Если вернуться в мир современных слуховых аппаратов, являющихся по своей сути специализированными компьютерами, то мы видим некое ядро — основной математический алгоритм, подгружающий в изменяющейся акустической обстановке модули шумоподавления, направленности, подавления шума ветра и импульсных звуков, беспроводного взаимодействия и связи с внешними интерфейсами. Отличие семейств слуховых аппаратов, построенных на одной платформе, заключается в качественных характеристиках и количестве модулей, а также количеством предустановок, категорий акустических ситуаций, что так явно акцентировано в описании возможностей AutoSense OS.

Операционные системы для слуховых аппаратов позволяют проводить собственные обновления, что происходило, например, при смене прошивки при переходе со Spice на Spice+. Еще два примера. Первый: Widex Menu позволяет докупить функционал при необходимости, то есть просто доустановить модули, к примеру, более продвинутое шумоподавление или многоканальную адаптивную направленность, а также улучшить и базовые функции — каналы компрессии или дополнительные ячейки ручных программ. Внутри всех слуховых аппаратов Widex Menu процессор от слуховых аппаратов пердыдущего поколения Widex Mind. Второй пример: Unitron Flex:trial — слуховые аппараты платформы Era в форм-факторах Moxi, Quantum и Max. По сути Flex:trial и есть Moxi, Quantum и Max, но с возможностью загрузки слухопротезистом той или иной прошивки версии операционной системы (E, 6, 12, 20, Pro) для предоставления пользователю на пробу. Уже с Widex Menu, а далее, возможно, и у всех — приобрел аппарат попроще, накопил денег и сделал апгрейд до более продвинутой версии. Хотя это и разрушает устоявшуюся бизнес-модель отрасли.

Операционная система слуховых аппаратов закрыта в себе и не имеет знакомых нам оконных интерфейсов и не взаимодействует напрямую с «манипулятором типа мышь», но от этого не перестает быть операционной системой. С подобными технологиями встроенных операционных систем, чаще всего написанных на основе Linux, мы сталкиваемся ежедневно в современных телевизорах, mp3 плеерах, кофеварках, холодильниках и, конечно, в промышленном и сетевом оборудовании. Так что, мир слуховых аппаратов не уникален в своем движении в сторону использования математики в цифровом виде.