電子耳蝸語音處理電路設(shè)計與實驗研究.pdf

1、電子耳蝸是一種利用微電子技術(shù)使失聰患者恢復(fù)聽覺的神經(jīng)電刺激裝置，受到臨床醫(yī)學(xué)、神經(jīng)工程及康復(fù)工程界學(xué)者的高度重視。電子耳蝸的體外語音信號處理電路是其關(guān)鍵組成部分之一，其主要功能是利用聲電換能裝置將聲音信號轉(zhuǎn)化為可以用來刺激人耳聽神經(jīng)的電信號。國內(nèi)在電子耳蝸研究方面起步較晚，包括體外語音處理電路部分在內(nèi)的電子耳蝸關(guān)鍵技術(shù)有待進一步完善。本課題對電子耳蝸語音處理電路的研究，有助于提高電子耳蝸的國產(chǎn)化水平，造福于2000多萬深度耳聾患者，產(chǎn)生

2、巨大的社會效益和經(jīng)濟效益。
　　本課題在分析人體聽覺器官生理結(jié)構(gòu)、電子耳蝸語音信號處理及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計了電子耳蝸體外語音處理電路。該電路使用數(shù)字信號處理器芯片TMS320VC5402構(gòu)建了語音處理模塊，以音頻芯片 TLV320AIC23設(shè)計了語音信號采集模塊，采用無線數(shù)傳芯片 nRF2401A設(shè)計了信號發(fā)射模塊，并設(shè)計了其它相應(yīng)外圍模塊。其中，數(shù)字信號處理器作為核心器件，在進行語音信號處理的同時，還通過多通道緩沖串行口

3、、復(fù)用主機接口等接口管理控制這些功能模塊電路的初始化及其工作狀態(tài)設(shè)定。在硬件設(shè)計基礎(chǔ)上，本課題提出了一種基于連續(xù)間隔采樣CIS方案和連續(xù)可變斜率增量調(diào)制CVSD算法的新型語音信號處理方案，該方案在完成普通 CIS方案頻帶劃分及聲－電轉(zhuǎn)換功能的同時，能以較小的語音質(zhì)量損失獲取較大的壓縮率以便于無線數(shù)據(jù)的傳輸。最后在DSP開發(fā)代碼設(shè)計工作站CCS軟件環(huán)境中，實現(xiàn)了相應(yīng)的語音信號處理，使處理信號成為能夠提供給體內(nèi)刺激器語音信息的信號。

4、　　在語音信號采集、處理、發(fā)射各功能模塊設(shè)計的基礎(chǔ)上，針對其小體積的要求，對電子耳蝸體外語音處理電路進行了PCB整體布局上的優(yōu)化設(shè)計，使其達到了基本的便攜要求。同時，以電子耳蝸語音處理電路中上述功能模塊所要求達到的性能指標(biāo)為依據(jù)，設(shè)計了相關(guān)的測試方案，分析了實驗要點，解決了實驗過程中的問題，并對測試結(jié)果進行了討論。結(jié)果表明：本課題電子耳蝸語音處理電路可以完成對語音信號的采集、對信號進行分組濾波、編碼壓縮和量化以進行聲電映射、打包組幀及無