數(shù)字助聽(tīng)器設(shè)計(jì),dsp,單片機(jī)-文庫(kù)吧資料
2025-07-06 01:56本頁(yè)面
【正文】 的短時(shí)譜具有較強(qiáng)相關(guān)性，而噪聲的前后相關(guān)性很弱，因此采用基于短時(shí)譜估計(jì)的方法從帶噪語(yǔ)音中估計(jì)原始語(yǔ)音。所以使用帶通濾波器可以有效地消除周期噪音以及3 500 Hz以上的高頻聲音?！ ?．3．1 周期噪音消除 周期噪聲一般是許多離散的譜峰，來(lái)源于發(fā)動(dòng)機(jī)的周期性運(yùn)轉(zhuǎn)。語(yǔ)音的大部分可用信息只存在于200～3 500 Hz之間?！ ?．3 算法分析 噪聲影響使得患者語(yǔ)言識(shí)別率大幅下降，去噪和補(bǔ)償是助聽(tīng)器的重要環(huán)節(jié)?！ ?3)寬帶噪聲：通常指高斯噪聲或白噪聲，其特點(diǎn)是頻帶寬，幾乎覆蓋整個(gè)語(yǔ)音頻段?！ ?2)沖擊噪聲：如電火花，放電產(chǎn)生的噪聲干擾，這類干擾在時(shí)域表現(xiàn)為突然出現(xiàn)的窄脈沖?！ ?shí)際語(yǔ)音遇到的干擾可能包括以下幾類： (1)周期性噪聲：如電器干擾，發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)引起的干擾等，這類干擾在頻域表現(xiàn)為一些離散的窄峰?！ ?．2 語(yǔ)音增強(qiáng) 在實(shí)際的應(yīng)用環(huán)境中，語(yǔ)音會(huì)不同程度的受到環(huán)境噪聲的干擾。為了提高語(yǔ)音接收質(zhì)量，必須采用盡可能多的共振峰。改變聲道的形狀就產(chǎn)生不同的聲音。這個(gè)脈沖串的周期就稱為“基因周期”，其倒數(shù)即為“基因頻率”。而人的聲音特性基本是由基因周期和共振峰等因素決定的。語(yǔ)音的振動(dòng)頻率最高可達(dá)15 kHz。2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 2．1 語(yǔ)音的基本特性 聲音是一種波，能被人耳聽(tīng)到聲音的振動(dòng)頻率為20 Hz～20 kHz。輸入／輸出同步信號(hào)LRCIN與LRCOUT，用來(lái)啟動(dòng)串口數(shù)據(jù)傳輸，接收DSP的幀同步信號(hào)。在工作方式上，DSP為主模式，AIC23為從模式，即BCLK的時(shí)鐘信號(hào)由DSP產(chǎn)生。數(shù)字控制接口(SCLK，SDIN，CS)與MCBSPl連接，控制字共16位，由高位開(kāi)始傳輸。由于AIC23采樣輸出的是串行數(shù)據(jù)，因此需要協(xié)調(diào)好與之相配的DSP的串行傳輸協(xié)議，MCBSP是最適合做語(yǔ)音信號(hào)傳輸?shù)?。模擬語(yǔ)音信號(hào)通過(guò)MIC或IANE IN輸入AIC23，經(jīng)過(guò)模／數(shù)轉(zhuǎn)換后通過(guò)MCBSP串口輸入C5416，經(jīng)過(guò)實(shí)際所需的算法進(jìn)行處理和補(bǔ)償后，得到聽(tīng)障患者所需要的語(yǔ)音信號(hào)，再通過(guò)AIC23數(shù)／模轉(zhuǎn)換，通過(guò)揚(yáng)聲器或耳機(jī)輸出聲音信號(hào)。AIC23DSPCodec工作電壓與C5416的核心和I／O電壓兼容，可實(shí)現(xiàn)與C54x串行口的無(wú)縫連接，功耗很低，使得AIC23是一款非常理想的音頻模擬器件，可以很好地應(yīng)用于數(shù)字助聽(tīng)器的設(shè)計(jì)當(dāng)中。l 系統(tǒng)構(gòu)成和工作原理 1．1 系統(tǒng)組成 基于助聽(tīng)器的技術(shù)要求，選用TI公司的C54X系列產(chǎn)品TMS320C5416(以下簡(jiǎn)稱C5416)和數(shù)字編碼器TLV320AIC23(以下簡(jiǎn)稱AIC23)。同時(shí)，各種有效提高數(shù)字助聽(tīng)器效能的數(shù)字信號(hào)處理算法也得到更多的重視。但由于聽(tīng)力障礙患者病因各異，其聽(tīng)力損失情況存在著較大差異，使得每位患者對(duì)于助聽(tīng)器的補(bǔ)償有著不同的要求。 CMOS 數(shù)字SPI接口，并包括一個(gè)外部麥克風(fēng)電源和偏置電源以及電池低電量監(jiān)視器和指示器。與模擬助聽(tīng)器等效的具有處理功能的數(shù)字助聽(tīng)器消耗的功率甚至更低。壽命終止電壓大約為 。 。輸出級(jí)通常為全數(shù)字，使用利用揚(yáng)聲器阻抗的脈寬調(diào)制(PWM)輸出與D類放大器執(zhí)行模數(shù)轉(zhuǎn)換。ΣΔ A/D的頻率范圍通常為20kHz，分辨率為16位(14位線性)。有些實(shí)施使用電源管理來(lái)監(jiān)視電池電壓，并警告用戶何時(shí)電池電量不足，當(dāng)電壓降得太低時(shí)，適時(shí)地關(guān)閉系統(tǒng)。典型的數(shù)字助聽(tīng)器由三個(gè)相互疊放的半導(dǎo)體裸芯片組成：EEPROM或非易失性存儲(chǔ)器、一個(gè)數(shù)字設(shè)備和一個(gè)模擬設(shè)備。圖1：基于DSP的助聽(tīng)器方框圖。助聽(tīng)專業(yè)人員幾乎可在實(shí)時(shí)的前提下經(jīng)濟(jì)地采用可用的算法。設(shè)計(jì)示例基于DSP的助聽(tīng)器可擴(kuò)展軟件控制的功能，以包括頻率成形、反饋消減、噪聲降低、雙耳處理、耳殼與耳道過(guò)濾、混響消除以及提供從數(shù)字電話、電視或其它音頻設(shè)備的直接數(shù)字輸入。最新的助聽(tīng)器是數(shù)字可編程的，這意味著雖然它們有模擬信號(hào)處理功能，但由聽(tīng)力學(xué)家可調(diào)節(jié)的數(shù)字參數(shù)來(lái)控制處
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