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采用DSP免提开发平台的车载信号处理与音频系统

来源:电子产品世界?? 2005年11月20日 ?? 收藏0

?????? 回声消除(AEC)可实现汽车内舒适的全双工免提通话,本文介绍的Clarity CVC-HFK 可提供集成的单扩音器解决方案(OMS)噪声抑制算法,它支持自适应噪声消除功能,可降低麦克风(传入)信号中的环境噪声,并提取所需的语音,还可向远端用户传输清晰的话音(传出)。

?????? 两个因素决定了使用免提蜂窝电话系统的必要性,首先是由于目前的蜂窝电话系统的终端多为手持的,这就给司机造成了不便。司机常常要放下手机两只手驾驶,如转弯等,然后在转回谈话。电话交谈的中断很不方便,甚至还会造成经济成本损失,因为移动电信收费相当高。再一个重要因素就是安全性。不妨设想一下只用一只手操纵方向盘、打着手机的司机。既然司机不能双手操纵方向盘,那么再要什么防抱死系统和气囊就显得毫无意义了。因此,免提蜂窝电话系统正成为使用移动电话的司机的必备品。

免提套件开发平台结构 HFK 开发平台?

图1:免提套件开发平台结构 HFK 开发平台

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p;? HFK 开发平台是一套包含DSP 在内的解决方案,提供了软硬件设计,可实现最终产品的快速开发,并使其独树一帜。HFK 开发平台可通过JTAG 实现与TI 软件开发环境Code Composer StudioTM(CCStudio)开发工具相连接。该开发环境与文档相结合可实现TI DSP 第三方软件的快速集成,并能加速产品的上市进程。HFK 开发平台适用于对成本及性能都要求很高的高质量汽车后市场免提套件,也适用于具备蓝牙功能的HFK。 用于免提系统的回声消除软件

?????? 就车载免提广播/电话系统而言,一个缺点就是会感到远端扬声器有回声。要在车内营造一个舒适的全双工免提通话环境,最重要的软件环节就是回声消除器(AEC)。欧洲电信标准学院(ETSI)目前正在制定有关AEC 系统的标准。

  回声现象是由扬声器与麦克风之间耦合造成的。在全双工通信中,远端扬声器听到自己的声音会有延迟,延迟的长短取决于汽车内部与全球移动通信系统(GSM)的延迟。回声路径长度是AEC 的关键参数。

CVC-HFK 应用图示

图2:CVC-HFK 应用图示。

?????? 自适应滤波(更准确的说法是NLMS 算法)是针对AEC 最常见的解决方案之一。NLMS 算法在计算量与性能之间实现了较好的折中。

?????? 和AEC 有关的其他问题是两人同时讲话的模糊音(DT)情况。如果没有检测到的话,DT 会造成自适应算法的发散。

?????? AEC 软件利用NLMS 算法来消除回声,是通过C54x DSP 汇编程序来执行的。 1. NLMS算法

?????? NLMS 算法可更新自适应有限脉冲响应(FIR)滤波器的系数,该滤波器用于预测回声,随后我们从实际回声中减去预测值,就可给出残留回声。 2. 活动通道检测

?????? AEC 算法的一个关键特性就是活动通道检测。在远端操作者静默而近端操作者讲话时,由于近端操作者不再是回声,所以滤波器不用进行适配,通过计算信号能量,并将该能量与自适应阈值进行比较,可实现活动通道的检测。 3. 模糊音(DT)检测

?????? 在DT 情况下,扩音器上的近端信号包括回声与近端话音(即模糊音)。用于更新滤波器系数的残留误差包括近端讲话,而如果算法仍在进行自适应,则算法可能开始发散,必须避免这种情况。DT 检测使用基于能量的算法,并配合一个变量阈值来解决此问题。 4. 基准

?????? AEC 软件的基准(以16 位字表示)为:代码大小:154 字;静态RAM:527 字;擦写RAM:2 字;最大计算时成本为4.7MIPS。计算消耗在ST 时期最大,在DT 时期降至2.4MIPS。ST 时期占通话的主要部分,而DT时期则仅在较短的个别情况下出现。


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