本文關(guān)鍵詞：數(shù)字助聽器的集成電路前端設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：數(shù)字助聽器是幫助聽力損失患者進(jìn)行聽力補(bǔ)償?shù)闹匾O(shè)備,其基本功能就是對聲音信號進(jìn)行補(bǔ)償。為滿足患者對助聽器性能日益增高的要求,越來越多的語音數(shù)字信號處理算法被應(yīng)用到數(shù)字助聽器中,主要有響度補(bǔ)償、嘯叫抑制、噪聲處理和聲源定位等算法,其中響度補(bǔ)償和嘯叫抑制是決定助聽器性能的最重要的算法。本文以這兩個關(guān)鍵算法作為研究重點(diǎn),深入研究算法的原理,綜合分析現(xiàn)有算法的優(yōu)缺點(diǎn),提出適于硬件實(shí)現(xiàn)的算法方案,并進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證。 首先,研究了聲音信號的基本特征和聽障患者的聽覺特性,并對數(shù)字助聽器的關(guān)鍵算法進(jìn)行了分析,查找了助聽器的相關(guān)評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。 深入研究了助聽器的響度補(bǔ)償算法和嘯叫抑制算法,分析硬件設(shè)計(jì)的要求與特點(diǎn),設(shè)計(jì)了便于實(shí)現(xiàn)的算法結(jié)構(gòu)。其中響度補(bǔ)償法采用多通道響度補(bǔ)償設(shè)計(jì),針對語音信號的特點(diǎn),進(jìn)行非等帶寬的劃分,并且對每一個子帶信號按照患者聽力補(bǔ)償曲線進(jìn)行響度補(bǔ)償。嘯叫抑制算法采用基于頻域塊的LMS自適應(yīng)濾波器法,其處理過程是一幀一幀的處理,比逐個采樣值的處理效率更高。 本文針對兩個關(guān)鍵算法進(jìn)行了基于MATLAB的仿真驗(yàn)證,并利用verilog HDL進(jìn)行算法實(shí)現(xiàn),設(shè)計(jì)時(shí)采用了用速度換取面積的思想對部分模塊進(jìn)行復(fù)用,優(yōu)化設(shè)計(jì),然后針對于算法模塊進(jìn)行ModelSim與MATLAB的聯(lián)合仿真。最后將算法集成,利用FPGA驗(yàn)證平臺實(shí)現(xiàn)助聽器系統(tǒng),并進(jìn)行系統(tǒng)的功能測試,測試結(jié)果基本符合設(shè)計(jì)預(yù)期。
【關(guān)鍵詞】：數(shù)字助聽器 響度補(bǔ)償 嘯叫抑制 多通道 頻域塊
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：R764.5;TN912.3
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-9
• 目錄9-12
• 1 緒論12-22
• 1.1 研究背景及意義12
• 1.2 人耳聽覺特性及助聽器的基本原理12-16
• 1.2.1 人耳聽覺特性12-14
• 1.2.2 聽力損傷和助聽器14-16
• 1.3 國內(nèi)外助聽器的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3.1 助聽器技術(shù)發(fā)展16-17
• 1.3.2 國外助聽器技術(shù)研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3.3 國內(nèi)助聽器技術(shù)現(xiàn)狀18
• 1.4 本文研究的主要內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu)18-22
• 1.4.1 主要研究內(nèi)容18-19
• 1.4.2 論文組織結(jié)構(gòu)19-22
• 2 聲音信號基礎(chǔ)及助聽器設(shè)計(jì)指標(biāo)22-42
• 2.1 聲音信號基礎(chǔ)22-30
• 2.1.1 聲音信號的基本特征23-25
• 2.1.2 聲音信號的聽覺感知特性25-27
• 2.1.3 聽覺障礙的特性分析27-30
• 2.2 數(shù)字助聽器的關(guān)鍵算法30-37
• 2.2.1 響度補(bǔ)償算法30-34
• 2.2.2 移頻壓縮算法34-36
• 2.2.3 嘯叫抑制算法36-37
• 2.3 助聽器設(shè)計(jì)指標(biāo)37-40
• 2.3.1 助聽器測試標(biāo)準(zhǔn)37-39
• 2.3.2 助聽器的主要性能指標(biāo)39-40
• 2.4 本章小結(jié)40-42
• 3 響度補(bǔ)償算法的硬件設(shè)計(jì)42-54
• 3.1 算法基本原理42-44
• 3.1.1 多通道分析、綜合濾波器組42-44
• 3.1.2 聲壓級及增益處理44
• 3.2 基于MATLAB的方案驗(yàn)證44-48
• 3.3 算法的硬件實(shí)現(xiàn)48-50
• 3.3.1 通道濾波器組的設(shè)計(jì)48-49
• 3.3.2 其它模塊設(shè)計(jì)與綜合49-50
• 3.4 基于ModelSim的算法仿真50-53
• 3.5 本章小結(jié)53-54
• 4 嘯叫抑制算法的硬件設(shè)計(jì)54-68
• 4.1 算法基本原理54-56
• 4.2 基于MATLAB的方案驗(yàn)證56-58
• 4.2.1 反饋嘯叫的產(chǎn)生56
• 4.2.2 反饋嘯叫的抑制56-58
• 4.3 算法的硬件實(shí)現(xiàn)58-63
• 4.3.1 FFT模塊設(shè)計(jì)58-62
• 4.3.2 其它模塊設(shè)計(jì)62
• 4.3.3 頂層模塊設(shè)計(jì)與綜合62-63
• 4.4 算法的ModelSim與MATLAB聯(lián)合仿真63-66
• 4.4.1 Link for ModelSim介紹63-64
• 4.4.2 ModelSim與MATLAB聯(lián)合仿真64-66
• 4.5 本章小結(jié)66-68
• 5 數(shù)字助聽器的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及測試68-74
• 5.1 系統(tǒng)測試的硬件平臺68-70
• 5.2 基于FPGA的系統(tǒng)設(shè)計(jì)70-71
• 5.3 板級系統(tǒng)測試71-73
• 5.3.1 響度補(bǔ)償功能測試71-73
• 5.3.2 嘯叫抑制功能測試73
• 5.4 本章小結(jié)73-74
• 6 總結(jié)與展望74-76
• 6.1 論文工作總結(jié)74
• 6.2 未來工作展望74-76
• 參考文獻(xiàn)76-80
• 附錄A80-84
• 作者簡歷84-88
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集88

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 何艷輝;梁維謙;董保帥;張浩;;基于頻域的數(shù)字助聽器中的嘯叫檢測與抑制[J];電聲技術(shù);2012年08期

2 Northern JL;Curran JR;;助聽器聽力學(xué)及高級助聽器技術(shù)[J];國外醫(yī)學(xué).耳鼻咽喉科學(xué)分冊;1987年04期

3 沈燕飛;全數(shù)字助聽器的測量[J];中國聽力語言康復(fù)科學(xué)雜志;2004年04期

4 陳振聲;引起耳聾的原因有哪些?[J];中國聽力語言康復(fù)科學(xué)雜志;2004年06期

5 ;發(fā)展中國家助聽器及其服務(wù)指南(第二版,2004.9.)[J];聽力學(xué)及言語疾病雜志;2005年01期

6 高杰;張輝;胡廣書;;Real-Time Implementation of an Efficient Speech Enhancement Algorithm for Digital Hearing Aids[J];Tsinghua Science and Technology;2006年04期

7 王青云;趙力;喬杰;鄒采榮;;符合人耳聽覺特征的數(shù)字助聽器子帶響度補(bǔ)償[J];應(yīng)用科學(xué)學(xué)報(bào);2008年06期

  本文關(guān)鍵詞：數(shù)字助聽器的集成電路前端設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

，

本文編號：323178