一种智能语音增强的实时电子耳蜗调试系统技术方案

本发明专利技术提供一种智能语音增强的实时电子耳蜗调试系统，其可以应用于实际的耳蜗前端算法开发，可以帮助开发人员进行实时地检测和调试新型的电子耳蜗前端增强算法和言语编码策略。本发明专利技术的技术方案中，通过调试上位机软件模块，基于离线模式，对待测试的电子耳蜗前端算法在不同听觉场景下的性能进行调试；下载待测试的电子耳蜗前端算法及参数到嵌入式处理器模块后，基于在线模式，切换便携式调试装置中的待调试算法，传递调试用参数到便携式调试装置中；在便携式调试装置中，嵌入式处理模块基于信号采集处理模块实时采集的语音信号，实现对待测试的电子耳蜗前端算法的效果进行实时检测和调试。

【技术实现步骤摘要】
一种智能语音增强的实时电子耳蜗调试系统
本专利技术涉及电子学、计算机和信号处理
，具体为一种智能语音增强的实时电子耳蜗调试系统。
技术介绍
电子耳蜗是一种重要的电子听力辅助设备，可以帮助重度聋和全聋患者恢复听力。对科研工作者和工程技术人员而言，为了方便对电子耳蜗的研究，电子耳蜗调试平台的研制就显得尤为重要。上海冠芯电子科技有限公司的罗丹等人专利技术了《一种采用无线数据传输的人工耳蜗调试编程方法及系统》(专利公开号为CN101744670A),主要包括言语处理器，刺激解码器和编程调试机，主要实现的功能是利用无线传输的方式将言语处理器和编程调试机连接起来，进行调试参数的交换，从而使调试者调试程序时不受电子耳蜗佩戴者的距离和活动范围的限制。但是该专利技术只能进行固定算法的参数修改和传递，不能进行新型算法的研发。沈阳弘鼎康医疗器械有限公司的樊海燕等人专利技术了《一种人工耳蜗外部装置调试仪》(专利公开号为CN106075720A),可以通过连接器连接电子耳蜗的体外机和微控制单元，对体外机进行频率、载波和增益等参数的设置，对存储单元反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能语音增强的实时电子耳蜗调试系统，其包括调试上位机软件模块、信号采集处理模块、嵌入式处理器模块；/n所述调试上位机软件模块向用户提供可选择的工作模式，用以支持用户对待测试的电子耳蜗前端算法的调试；所述工作模式包括：离线模式，所述离线模式启动后，允许用户下载待测试的电子耳蜗前端算法到所述调试上位机软件模块中，然后根据用户的选择，设置参数不同的听觉场景，使用预先存储的语音数据，对用户指定的待测试的电子耳蜗前端算法的性能分别进行离线调试；/n其特征在于：/n所述工作模式还包括：在线模式，所述在线模式中，所述调试上位机软件模块把需要调试的待测试的电子耳蜗前端算法、言语编码策略下载到所述嵌入式...

【技术特征摘要】
1.一种智能语音增强的实时电子耳蜗调试系统，其包括调试上位机软件模块、信号采集处理模块、嵌入式处理器模块；
所述调试上位机软件模块向用户提供可选择的工作模式，用以支持用户对待测试的电子耳蜗前端算法的调试；所述工作模式包括：离线模式，所述离线模式启动后，允许用户下载待测试的电子耳蜗前端算法到所述调试上位机软件模块中，然后根据用户的选择，设置参数不同的听觉场景，使用预先存储的语音数据，对用户指定的待测试的电子耳蜗前端算法的性能分别进行离线调试；
其特征在于：
所述工作模式还包括：在线模式，所述在线模式中，所述调试上位机软件模块把需要调试的待测试的电子耳蜗前端算法、言语编码策略下载到所述嵌入式处理器模块中后，基于USB协议传递命令切换所述嵌入式处理器模块中需要调试的内容，以及传递调试使用的参数到所述嵌入式处理器模块中；用户使用所述嵌入式处理模块和所述信号采集处理模块组成的便携式调试装置，完成基于实时对话语音对算法进行调试的工作，进而确认待测试电子耳蜗前端算法的效果；
所述嵌入式处理器模块负责对待测试电子耳蜗前端算法进行实时调试，实时地进行智能语音信号增强处理、不同言语编码策略的处理以及与所述调试上位机软件模块进行通讯；其包括：言语处理器、音频编解码器；经过所述信号采集处理模块采集的实时信号，经过预处理后，传输到所述音频编解码器中进行编码，然后传入到所述言语处理器中；所述言语处理器中集成了不同的电子耳蜗前端增强算法和言语编码策略，其实时接收到所述调试上位机软件模块传入的指令，选择相应的算法和言语策略、设置相应的参数后，对所述信号采集处理模块传入的实时语音信号进行语音信号处理，进行离线的听觉仿真，同时控制所述音频编解码器将实时输出的数字信号转换为模拟信号，以LINE-OUT的形式输出处理后的语音信号，以便用户实时进行效果确认；
所述信号采集处理模块包括：麦克风结构、信号预处理模块和电源管理模块；所述麦克风结构用于采集实际场景中的实时声音信号；所述信号预处理模块电连接所述麦克风结构，对所述麦克风结构采集到的声音信号进行信号处理，处理后的信号传输到所述音频编解码器中进行解码；所述电源管理模对所述麦克风结构、所述信号预处理模块进行供电服务；
所述信号处理模块和所述嵌入式处理器模块构成所述便携式调试装置，通过USB端口可拆卸的与所述调试上位机软件模块进行通信连接。


2.根据权利要求1所述一种智能语音增强的实时电子耳蜗调试系统，其特征在于：所述信号采集处理模块提供语音增强功能，其根据受话人意愿，利用麦克风阵列实时采集信号，智能地对收话方向的声音进行语音增强，去除竞争性语音和背景噪声；在所述信号采集处理模块中，所述麦克风结构包括两个微型麦克风，麦克风之间的间距设置与电子耳蜗的前后向麦克风的设置一致；两路麦克风将模拟声源信号转化为微弱的电信号；所述信号预处理模块通过信号放大电路和工频滤波电路将所述麦克风结构采集到的的信号进行放大和滤波，将采集的信号频率限制在160Hz~12000Hz，同时将模拟信号放大约为20倍，使之直接接入所述音频编解码器的LINE-IN音频口；所述信号放大电路中还配有贴片可调电阻，实现对模拟信号放大倍数的微调；所述电源管理模块包括电池，通过电压转换电路将电池的电压转换成其他电压，同时还包括充电电路，当锂电池电量消耗完毕时，可以通过USB接口进行充电。


3.根据权利要求1所述一种智能语音增强的实时电子耳蜗调试系统，其特征在于：所述嵌入式处理器模块提供言语编码功能功能，其集成电子耳蜗前端算法、电子耳蜗言语编码策略，并进行离线的听觉仿真，同时利用USB协议接收所述调试上位机软件模块传入的指令，实时进行电子耳蜗言语编码策略的参数设置以及算法切换；在所述嵌入式处理器模块中，所述言语处理器基于数字信号处理器芯片实现，所述音频编解码器基于音频芯片实现；所述音频编解码器主要负责信号的模数/数模转换，通过McASP接口将数据传输至所述言语处理器中，通过设置在其中的算法进行处理，同时所述言语处理器利用USB接口与所述调试上位机软件模块进行通讯，接收来自所述调试上位机软件模块的指令，进行参数设置以及算法切换操作。


4.根据权利要求1所述一种智能语音增强的实时电子耳蜗调试系统，其特征在于：所述言语处理器和所述音频编解码器的连接电路包括：音频芯片U1、数字信号处理器芯片U2；所述音频芯片U1的37脚连接所述数字信号处理器芯片U2的43脚，所述音频芯片U1的38脚连接所述数字信号处理器芯片U2的37脚，所述音频芯片U1的39脚连接所述数字信号处理器芯片U2的33脚，所述音频芯片U1的40脚连接所述数字信号处理器芯片U2的26脚，所述音频芯片U1的41脚连接所述数字信号处理器芯片U2的24脚，所述音频芯片U1的1脚连接所述数字信号处理器芯片U2的9脚，所述音频芯片U1的2脚连接所述数字信号处理器芯片U2的11脚。


5.根据权利要求1所述一种智能语音增强的实时电子耳蜗调试系统，其特征在于：所述嵌入式处理器模块中还包括USB传输模块，所述USB传输模块通过USB传输电路实现所述调试上位机软件模块与所述嵌入式处理器模块之间参数设置、算法切换指令的传递，所述USB传输电路包括：限流配电开关U3、ESD保护二极管U4、MINIUSB接口CON1、三极管Q1、电阻R1...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫琴，
申请(专利权)人：杭州耳青聪科技有限公司，清华大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33