多通道皮肤听声器质量检测系统的研究

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对于耳聋患者听觉的问题,近年来关于人耳的研究证实:位于耳蜗中的毛细胞对于语音信号的感知起到至关重要的作用。基于毛细胞声-电转换的原理,利用电子学多通道带通滤波技术将外界不同频率的语音信号转换为相应频率的电流信号。而后通过电极阵列刺激皮肤的不同位置从而使皮肤感知外界的语音信号,以此来达到皮肤听声的目地。同时根据对语音频谱图的分析来确定带通滤波各通道的中心频率,进而来增强皮肤对于不同频域范围语音信号的辨析能力,使得耳聋患者更好的分辨外界语音信号。多通道皮肤听声器是目前最新的助听设备。通道数目的增加提高了语音的辨析能力,但同时也使皮肤听声器的结构变得复杂。使其在制作过程中会出现很多问题,从而使得皮肤对于语音信号的辨析能力大大降低。同时以往的检测都是人为进行,效率很低。针对上述问题,提出了基于DSP的数字化并行检测方法,并且将数字内插的方法运用其中以实现信号波形的重建。本文的主要工作如下:1)分析现有的检测方法,得出了现有的方法存在的问题。本文提出了基于虚拟仪器技术的检测方法,并结合高速的DSP芯片和高效算法,实现对多通道皮肤听声器的快速检测。具体而言,整个系统应该分为两大部分:一部分为多路数据并行采集、处理部分;另一部分为信号波形重建部分。2)设计出检测系统的硬件平台,并给出了相应的核心算法。对系统的各个模块进行分析,设计。从软、硬件角度细述了每个模块的具体实现方法。检测系统是基于TMS320C的DSP开发板进行设计研究的。首先在开发板上设计出采用多个RCA端子并联的多路数据采集端口,用以实现信号的并行采集。而后利用TMS320C丰富的片上资源和强大的处理能力,实现对信号的控制,处理。然后通过通用串口总线将处理后的数据传入计算机。最后利用TI公司开发的图形化编程界面,将处理后信号的波形进行回显,以供测试人员观察。3)讨论了波形重构的算法,并得出正弦内插算法。由于多通道皮肤听声器通道数目较多,所以在信号采样的过程可能会出现数据丢失的现象,进而使得在波形重建的过程中出现信号失真。而重建的信号对于质量检测有着很重要的意义。所以基于上述考虑,在波形的重建中,本文采用正弦内插算法来获得波形的更多细节。提高采样率同时有效的抑制了波形重建过程中的失真。使得最后对于信号的分析结果是有效的,可靠的。经测试,本系统可以对皮肤听声器的多个通道实现并行检测,同时有效地抑制了信号失真,提高了测试的效率。从而实现对多通道皮肤听声器质量高效的检测。
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