[发明专利]助听器的数字化系统

说明书

从系统硬件和软件两个层面，分别详细论述数字助听器系统的系统实现方法；首先，利用声学输入部分实现了临床听力测试频域范围内声压信号的声电转换；利用由音频编解码芯片TLV320AIC23B组成的数字化部分，实现了语音信号的数字化处理；之后，数字语音信号被送入以DSP TMS320VC5509为核心的数字信号处理部分中进行处理；最后由声学输出部分采取输出保护措施回放出处理后的语音信号；同时，本章还介绍了如何通过辅助电路为系统提供电源和通讯支持，详细分析了宽动态压缩响度补偿算法以及基于共振峰估计的改进算法的仿真验证过程；利用Matlab强大的算法仿真验证能力，对响度补偿算法的输入、输出语音数据进行了详细的分步仿真验证，并仔细分析对比两种算法的在实现语音响度补偿过程中的同期数据。

技术领域

本发明在数字信号处理中涉及的算术运算有相加和相乘运算，由于存储数字和算术运算结果的寄存器存在有限字长的限制，在涉及二进制数据的算术运算的数字实现中就会出现很多问题；无论是相乘还是相加，尾数的位数都可能超过寄存器的字长，此时就要对结果的尾数做量化处理，以适合寄存器的字长，因而其存在量化误差，对尾数的处理方法分为舍入和截尾，而它们都产生非线性关系，为了研究量化误差对数字信号处理系统精度的影响，一般最方便的方法是把量化误差看成是随机变量，对每种误差求出其概率密度函数；一个较为合理的假设是设量化误差在整个可能出现的范围内是等概的，也就是均匀分布的。

背景技术

纵观助听器技术一百多年的发展历程，今天的助听器已经有了耳内式、耳背式、盒式、眼镜式、发卡式、钢笔式、无线式等多种形状，助听器也呈现出体积越来越小，功能越来越强大，助听效果明显提高并能造福所有的聋人；以DSP为核心的数字信号处理技术在图像、音频、视频等多个应用领域的突破性进展，最新一代助听器已经发展为全数字式；由于DSP处理技术具有开发灵活、高精度、高可靠同时抗干扰等优点，使现代助听器行业巨头相继宣布推出“全数字”助听器；据临床测评数据显示，全数字助听器相比上一代可编程式在验配、使用、响度补偿和聆听效果上有非常显著的优越性。

发明内容

本发明的解决方案在鉴于普通耳机的低频输出声强较小，难以实现听力损失的低频补偿，所以需要选用低频输出较大的耳机来弥补这一缺点；系统选择Knowles公司WBHC-23910-000助听器专用耳机，其最大声输出为121d B；而且体积较小，满足系统设计要求，处理后的语音信号通过TLV320AIC23B芯片内部集成的耳机驱动模块输出到耳机，如果耳机上叠加有直流成分，会增大失真；因此，为了保证信号在高分辨率支持下进行算法分析，有必要对声学输入部分接入的信号进行高通滤波器，将叠加于其中的直流信号对信号分析的影响降低到最低。

具体实施方式

本发明实施如下，声音信号通过声学输入部分后，已经转换为系统所需要的电声信号，因此选择LINE输入方式LINEIN，输入LINEIN的电声信号介于0.2mV～2V之间，由于TLV320AIC23B的ADC满量程输入电压为1.0V(在AVDD是3.3V的电压下)，为了避免失真，输入ADC的电压不应超过1.0V，因此在线路输入的前级，应对信号进行分压处理对输入ADC的电声信号进行采样时，要设置音频采样率；从两种控制模式；在主模式下，TLV320AIC23的时钟频率和采样率由12M MCLK信号提供，这个12M时钟信号可以依据USB规范进行编程控制；在从模式，TLV320AIC23B的时钟频率和采样率由适当的MCLK、晶振频率和采样率控制寄存器进行设置。