发明名称 一种电子耳蜗前端指向性语音增强的预处理系统
摘要 一种电子耳蜗前端指向性语音增强系统,属于人体生理信号处理领域,其特征在于,含有:两个TP型微型麦克风模块组成的麦克风阵列,系统包括前置放大电路、带通滤波电路、后级放大电路、USB外置声卡构成的模数转换电路和分别为整个系统芯片及麦克风供电的电源电路及纹波稳压调理电路。本发明使用同时具有全向性和方向性采集的小间距的TP微型麦克风模块,对电子耳蜗前端语音进行增强并用于研究提高言语识别率的算法。
申请公布号 CN101807404B 申请公布日期 2012.02.08
申请号 CN201010117648.9 申请日期 2010.03.04
申请人 清华大学 发明人 宫琴;陈又圣;关添
分类号 G10L21/02(2006.01)I 主分类号 G10L21/02(2006.01)I
代理机构 北京众合诚成知识产权代理有限公司 11246 代理人 朱琨
主权项 一种电子耳蜗前端指向性语音增强的预处理系统,其特征在于:是一种基于双TP型微型麦克风的电子耳蜗前端指向性语音增强系统用的预处理系统,所述预处理系统包含双TP型微型麦克风,预处理电路以及供电电路,其中:所述双TP型微型麦克风是Knowles公司的两个TP型微型麦克风组成的麦克风阵列,所述双TP型微型麦克风中的每一个TP型微型麦克风,包括一个全向性TO微型麦克风和一个指向性TD型麦克风,并共用一个采集声管、电源和接地连接,具有两个声音端口和下述四条连接导线:电源线,全向性信号输出线,指向性信号输出线和地线,所述双TP型微型麦克风采用两个采集声管的端口位置方式为12S/9S的TP型微型麦克风组成麦克风阵列,系统允许采集到四路信号,标记为[K1,K2,K3,K4],其中:K1代表MIC11,即第一个TP型微型麦克风的全向输出;K2代表MIC12,即第一个TP型微型麦克风的指向输出;K3代表MIC21,即第二个TP型微型麦克风的全向输出;K4代表MIC22,即第二个TP型微型麦克风的指向输出;所述四路信号的组合方式依次为:[1,1,0,0],[0,0,1,1],[1,0,1,0],[0,1,0,1],[1,0,0,1],[0,1,1,0],其中:[1,1,0,0],[0,0,1,1]为仅使用其中一个TP型微型麦克风的全向输出和指向输出,这两种方式所采集的信息少,形成的极性图简单,而[1,0,1,0]为采用两个TP型微型麦克风的全向输出端,[0,1,0,1]为采用两个TP型微型麦克风的指向输出端,通道选通电路用于选通四路采集信号的某几路信号,所选通的信号用于后续处理;预处理电路,包括由仪表放大器AD624(A1‑1)组成的一级放大,由OP275型运算放大器A2‑1构成的二阶高通滤波电路和二阶低通滤波电路组成的带通滤波电路,由OP275型运算放大器A3‑1组成的二级放大电路,其中:仪表放大器AD624(A1‑1),连接了外接的滑动变阻器,所述的滑动变阻器的两端分别连仪表放大器AD624(A1‑1)的100倍管脚和RG2管脚,所述双TP型微型麦克风采集的声音信号转换成电信号后经过滤波电容(C1‑1)输入到所述仪表放大器AD624的反向端,电源电压V0经过磁珠和电容进行滤波,供电电压有+12V和‑12V;带通滤波电路,由OP275型运算放大器A2‑1构成的二阶高通滤波电路和二阶低通滤波电路组成,二阶低通滤波电路和二阶高通滤波电路电路均采用同相输入的有源滤波电路,其中,二阶高通滤波电路还包括电容C6‑1、C7‑1和电阻R2‑1、R3‑1、R4‑1、R5‑1,该二阶高通滤波电路的高通截止频率由所述电容C6‑1、C7‑1和电阻R2‑1、R5‑1决定;二阶低通滤波电路包括电容C8‑1、C9‑1和电阻R6‑1、R7‑1、R8‑1、R9‑1,该二阶低通滤波电路的截止频率由所述电容C8‑1、C9‑1和电阻R8‑1、R9‑1决定;二级放大电路采用OP275型运算放大器A3‑1,通过从反向输入端输入信号、正相端接地的连接方式构成,使用外接滑动变阻器调节增益,经过二阶带通滤波后的信号经过电阻R10连到OP275型运算放大器A3‑1的反向输入端,而由固定电阻R12与滑动变阻器RV2来对二级增益调整以达到合适的放大倍数;供电电路,采用适配器提供5V直流电源;然后经过双电源输出模块提供+12V和‑12V电压给相关的放大器芯片,1.25V的电压是由基准电压芯片REF2912产生并通过电压调理电路给双TP型微型麦克风的电压端供电,该电压调理电路由电阻值分别是4.53kΩ和15.4kΩ的两个电阻通过串接,所述两个电阻之间与地再跨接一个22uF的电容组成。
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