CN106535045A - 喉头送话器音频增强处理模块 - Google Patents

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    • H—ELECTRICITY
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Abstract

本发明提供了一种喉头送话器音频增强处理模块，包括去呼吸声信号处理板、供电电源和音频输出开关；通过去呼吸声信号处理板拓展音频信号频响范围，改善通话清晰度，去呼吸声信号处理板包括由ADI低功耗处理器和音频编解码芯片组成，音频编解码芯片负责将音频模拟信号转换为数字信号通过IIS通道送至DSP处理器，所述DSP处理器通过IIS通道将处理后的音频数字信号发送至所述音频编解码芯片变换为模拟信号输出，ADI处理器用于运行信号处理算法，满足特殊行业需求。通过喉头送话器音频增强处理模块后的音频信息频响，可以延伸至7000Hz左右，大大改善了喉头送话器的清晰度和识别度，拓展了喉头送话器的应用范围。

Description

喉头送话器音频增强处理模块
技术领域
本发明涉及一种喉头送话器音频增强处理模块。
背景技术
在特种行业的音频通信中大量采用的碳粒式喉头送话器组(也叫碳晶喉头)是利用碳砂“受压变阻”特性制成的一种有源声电换能器件。碳晶式送话器已有四、五十年的使用历史，目前任在各种特种行业大量使用。该种原理的送话器组最大优点是抗环境噪声强、灵敏度高、带负载能力强，但频响差、固有噪声大、动态范围小、非线性畸变大、环境适应性差、使用寿命短及稳定性差。新出现的压电式喉头送话器是利用压电陶瓷“正压电效应”特性制成的一种无源声电换能器件。应用表明，该器件灵敏度较低，但比碳晶式送话器频响好、信噪比高、固有噪声低、非线性失真小、环境适应性强、使用寿命长、稳定性好，同时还具有抗电磁干扰和耐原子核辐射等优点。由于人类咽喉的频率特性是低频(1000Hz以下)输出大，而高频(1000Hz以上)衰减很大，为补偿这一特性，人们对这种送话器曾做过大量的实验，希望通过提升高频幅度来改善通话清晰度，但效果甚微。实际上通话清晰度要比一般常用送话器降低30％～50％。
碳晶喉头送话器的频响特性只能达到2000Hz左右，新出现的压电式喉头送话器也最多频响输出达到4000Hz左右。
发明内容
本发明的目的在于提供一种喉头送话器音频增强处理模块，能够解决在喉头送话器频响范围小，输出音频清晰度差，可懂度差的问题。
为解决上述问题，本发明提供一种喉头送话器音频增强处理模块，包括：
去呼吸声信号处理板，包括由ADI低功耗处理器和音频编解码芯片组成的最小系统，其中，音频编解码芯片负责将音频模拟信号转换为数字信号通过IIS通道送至DSP处理器，所述DSP处理器通过IIS通道将处理后的音频数字信号发送至所述音频编解码芯片变换为模拟信号输出，ADI处理器用于运行各类信号处理算法；
进一步的，在上述喉头送话器音频增强处理模块中，所述DSP处理器的软件，包括：
硬件驱动层，负责驱动DSP的IIS接口和SPI接口，实现模拟音频通过音频编解码芯片数模变换后的数据输入和DSP算法运行后数据输出至音频编解码芯片；
DSP应用层，用于实现系统上电初始化配置及任务调度等和系统正常工作时核心算法的运行。
进一步的，在上述喉头送话器音频增强处理模块中，所述信号处理算法包括：将采集到的低频音频信号，在频域上进行复制延生，采用FFT基本算法，平滑过渡处理。
进一步的，在上述喉头送话器音频增强处理模块中，所述去呼吸声信号处理板的功耗在200mw以下。
进一步的，在上述喉头送话器音频增强处理模块中，所述去呼吸声信号处理板还带有状态指示灯，用于指示喉头送话器音频增强处理模块是否工作以及电源供电状态，绿色表示工作正常，红色表示供电不足。
进一步的，在上述喉头送话器音频增强处理模块中，所述去呼吸声信号处理板还带有JATG接口，用于喉头送话器音频增强处理模块维护。
进一步的，在上述喉头送话器音频增强处理模块中，所述去呼吸声信号处理板还带有SPI接口，用于数据下载。
锂电池，负责给喉头送话器音频增强处理模块供电，所述锂电池自带过流过压保护电路；
二选一模拟开关，用于实现当用户关断喉头送话器音频增强处理模块时，模拟音频信号直接由输入通道短接至音频输出通道，喉头送话器音频增强处理模块功能无效时不影响原有信号链路，音频信号可以正常传输。
与现有技术相比，本发明通过去呼吸声信号处理板、锂电池和二选一模拟开关，通过信号处理的方式，拓展音频信号频响范围，改善通话清晰度，满足特殊行业需求。通过喉头送话器音频增强处理模块后的音频信息频响，可以延伸至7000Hz左右，大大改善了喉头送话器的清晰度，和可读懂。拓展了喉头送话器的应用范围。
附图说明
图1是本发明一实施例的喉头送话器音频增强处理模块的结构图；
图2是本发明一实施例的DSP处理器的软件原理图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，本发明提供一种喉头送话器音频增强处理模块，包括：
去呼吸声信号处理板，包括由ADI低功耗处理器和音频编解码芯片组成的最小系统，所述去呼吸声信号处理板的功耗在200mw以下，其中，音频编解码芯片负责将音频模拟信号转换为数字信号通过IIS通道送至DSP处理器(digital signal processing)，所述DSP处理器通过IIS通道将处理后的音频数字信号发送至所述音频编解码芯片变换为模拟信号输出，ADI处理器用于运行各类信号处理算法，优选的，所述去呼吸声信号处理板带有状态指示灯，用于指示喉头送话器音频增强处理模块是否工作以及电源供电状态，绿色表示工作正常，红色表示供电不足，JATG接口，用于喉头送话器音频增强处理模块维护，SPI接口用于数据下载，所述信号处理算法包括：将采集到的低频音频信号，在频域上进行复制延生，采用FFT基本算法，平滑过渡处理；
锂电池，负责给喉头送话器音频增强处理模块供电，所述锂电池自带过流过压保护电路；
二选一模拟开关，用于实现当用户关断喉头送话器音频增强处理模块时，模拟音频信号直接由输入通道短接至音频输出通道，喉头送话器音频增强处理模块功能无效时不影响原有信号链路，音频信号可以正常传输。本发明可基于ADI低功耗音频处理器ADSP21479，内置锂电池供电，可连续工作12小时以上。
软件如图2所示，所述DSP处理器的软件主要包括两大部分：
底层为硬件驱动层，主要负责驱动DSP的IIS接口和SPI接口，实现模拟音频通过音频编解码芯片数模(AD)变换后的数据输入和DSP算法运行后数据输出至音频编解码芯片；
DSP应用层，用于实现系统上电初始化配置及任务调度等和系统正常工作时核心算法的运行。
综上所述，本发明提供的喉头送话器音频增强处理模块通过信号处理的方式，拓展音频信号频响范围，改善通话清晰度，满足特殊行业需求。通过喉头送话器音频增强处理模块后的音频信息频响，可以延伸至7000Hz左右，大大改善了喉头送话器的清晰度，和可读懂。拓展了喉头送话器的应用范围。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
显然，本领域的技术人员可以对发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种喉头送话器音频增强处理模块，包括去呼吸声信号处理板、供电电源和音频输出开关；其特征在于，去呼吸声信号处理板包括由ADI低功耗处理器和音频编解码芯片组成，音频编解码芯片负责将音频模拟信号转换为数字信号通过IIS通道送至DSP处理器，所述DSP处理器通过IIS通道将处理后的音频数字信号发送至所述音频编解码芯片变换为模拟信号输出，ADI处理器用于运行信号处理算法。
2.如权利要求1所述的喉头送话器音频增强处理模块，其特征在于，所述DSP处理器包括：
硬件驱动层，负责驱动DSP的IIS接口和SPI接口，实现模拟音频通过音频编解码芯片数模变换后的数据输入和DSP算法运行后数据输出至音频编解码芯片；
DSP应用层，用于实现系统上电初始化配置及任务调度等和系统正常工作时核心算法的运行。
3.如权利要求1所述的喉头送话器音频增强处理模块，其特征在于，所述信号处理算法包括：将采集到的低频音频信号，在频域上进行复制延生，采用FFT基本算法，平滑过渡处理。
4.如权利要求1所述的喉头送话器音频增强处理模块，其特征在于，所述去呼吸声信号处理板的功耗在200mw以下。
5.如权利要求1所述的喉头送话器音频增强处理模块，其特征在于，所述去呼吸声信号处理板还带有状态指示灯，用于指示喉头送话器音频增强处理模块是否工作以及电源供电状态，绿色表示工作正常，红色表示供电不足。
6.如权利要求1所述的喉头送话器音频增强处理模块，其特征在于，所述去呼吸声信号处理板还带有JATG接口，用于喉头送话器音频增强处理模块维护。
7.如权利要求1所述的喉头送话器音频增强处理模块，其特征在于，所述去呼吸声信号处理板还带有SPI接口，用于数据下载。
8.如权利要求1所述的喉头送话器音频增强处理模块，其特征在于，所述电源为锂电池，负责给喉头送话器音频增强处理模块供电，所述锂电池自带过流过压保护电路。
9.如权利要求1所述的喉头送话器音频增强处理模块，其特征在于，所述开关为二选一模拟开关，用于实现当用户关断喉头送话器音频增强处理模块时，模拟音频信号直接由输入通道短接至音频输出通道，喉头送话器音频增强处理模块功能无效时不影响原有信号链路，音频信号可以正常传输。
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