人工電子耳蝸言語(yǔ)處理器的設(shè)計(jì).pdf

1、聽覺是人們獲取外界信息，與外界進(jìn)行交流的主要途徑，然而聽覺障礙是所有殘疾中最為普遍的。深度耳聾患者無(wú)法借助助聽器恢復(fù)聽覺，但人工電子耳蝸是恢復(fù)深度耳聾患者聽覺的一種有效的醫(yī)療儀器。其基本原理是：提取語(yǔ)音信號(hào)中重要的語(yǔ)音信息并對(duì)其進(jìn)行語(yǔ)音編碼，用微弱電流脈沖直接興奮聾人耳蝸內(nèi)的聽神經(jīng)，使聾人恢復(fù)聽覺。 本文以DSP技術(shù)和語(yǔ)音信號(hào)處理理論為基礎(chǔ)，對(duì)人工電子耳蝸的語(yǔ)音信號(hào)處理進(jìn)行了系統(tǒng)研究，并設(shè)計(jì)了基于DSP的人工電子耳蝸言語(yǔ)處理器的

2、軟硬件系統(tǒng)。主要完成的工作有以下幾個(gè)方面： 在語(yǔ)音處理方面，以聽覺系統(tǒng)、聽覺機(jī)理、言語(yǔ)編碼等知識(shí)為基礎(chǔ)，選擇SPEAK方案作為本設(shè)計(jì)語(yǔ)音信號(hào)處理的實(shí)現(xiàn)方案，同時(shí)提出了一種改進(jìn)的基于短時(shí)傅立葉變換(STFT)的語(yǔ)音處理方案。該方案可以大大提高信號(hào)處理速度，同時(shí)能夠根據(jù)耳聾患者毛細(xì)胞和神經(jīng)殘留數(shù)量的不同對(duì)語(yǔ)音通道進(jìn)行靈活的劃分，克服了SPEAK方案不夠靈活的缺陷。 在硬件設(shè)計(jì)方面，采用了體積小、功耗低的DSP芯片作為語(yǔ)音信號(hào)

3、處理器，克服了傳統(tǒng)專用集成電路(ASIC)設(shè)計(jì)與改進(jìn)復(fù)雜、應(yīng)用量小時(shí)成本高的缺點(diǎn)。利用DSP的可編程性，可根據(jù)不同病人的情況采用不同的語(yǔ)音信號(hào)處理方案，而不用改變硬件電路結(jié)構(gòu)，大大減少了開發(fā)成本和周期。 在軟件設(shè)計(jì)方面，為了提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性與穩(wěn)定性并降低軟件設(shè)計(jì)的難度，在言語(yǔ)處理器中移植了嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)μC/OS—Ⅱ，并根據(jù)所選擇的語(yǔ)音處理方案進(jìn)行了多任務(wù)的程序設(shè)計(jì)，進(jìn)而利用μC/OS—Ⅱ?qū)Ω鱾€(gè)任務(wù)進(jìn)行統(tǒng)一的管理與調(diào)度，充分