基于Clarity CVC-HFK免提開(kāi)發(fā)平臺(tái)的車載信號(hào)處理與
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時(shí)間：2010-08-13
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技術(shù)方案與實(shí)用技巧
它支持自適應(yīng)噪聲消除功能，可降低麥克風(fēng)(傳入)信號(hào)中的環(huán)境噪聲，并提取所需的語(yǔ)音，還可向遠(yuǎn)端用戶傳輸清晰的話音(傳出)。
兩個(gè)因素決定了使用免提蜂窩電話系統(tǒng)的必要性，首先是由于目前的蜂窩電話系統(tǒng)的終端多為手持的，這就給司機(jī)造成了不便。司機(jī)常常要放下手機(jī)兩只手駕駛，如轉(zhuǎn)彎等，然后在轉(zhuǎn)回談話。電話交談的中斷很不方便，甚至還會(huì)造成經(jīng)濟(jì)成本損失，因?yàn)橐苿?dòng)電信收費(fèi)相當(dāng)高。再一個(gè)重要因素就是安全性。不妨設(shè)想一下只用一只手操縱方向盤(pán)、打著手機(jī)的司機(jī)。既然司機(jī)不能雙手操縱方向盤(pán)，那么再要什么防抱死系統(tǒng)和氣囊就顯得毫無(wú)意義了。因此，免提蜂窩電話系統(tǒng)正成為使用移動(dòng)電話的司機(jī)的必備品。
圖1：免提套件開(kāi)發(fā)平臺(tái)結(jié)構(gòu)HFK開(kāi)發(fā)平臺(tái)
HFK開(kāi)發(fā)平臺(tái)是一套包含DSP在內(nèi)的解決方案，提供了軟硬件設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)最終產(chǎn)品的快速開(kāi)發(fā)，并使其獨(dú)樹(shù)一幟。HFK開(kāi)發(fā)平臺(tái)可通過(guò) JTAG實(shí)現(xiàn)與 TI軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境Code Composer StudioTM(CCStudio)開(kāi)發(fā)工具相連接。該開(kāi)發(fā)環(huán)境與文檔相結(jié)合可實(shí)現(xiàn)TI DSP第三方軟件的快速集成，并能加速產(chǎn)品的上市進(jìn)程。 HFK開(kāi)發(fā)平臺(tái)適用于對(duì)成本及性能都要求很高的高質(zhì)量汽車后市場(chǎng)免提套件，也適用于具備藍(lán)牙功能的 HFK。 用于免系統(tǒng)的回聲消除軟件
就車載免提廣播/電話系統(tǒng)而言，一個(gè)缺點(diǎn)就是會(huì)感到遠(yuǎn)端揚(yáng)聲器有回聲。要在車內(nèi)營(yíng)造一個(gè)舒適的全雙工免提通話環(huán)境，最重要的軟件環(huán)節(jié)就是回聲消除器(AEC)。歐洲電信標(biāo)準(zhǔn)學(xué)院(ETSI)目前正在制定有關(guān)AEC系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)。
回聲現(xiàn)象是由揚(yáng)聲器與麥克風(fēng)之間耦合造成的。在全雙工通信中，遠(yuǎn)端揚(yáng)聲器聽(tīng)到自己的聲音會(huì)有延遲，延遲的長(zhǎng)短取決于汽車內(nèi)部與全球移動(dòng)通信系統(tǒng)(GSM)的延遲?；芈暵窂介L(zhǎng)度是AEC的關(guān)鍵參數(shù)。
圖2：CVC-HFK應(yīng)用圖示
自適應(yīng)濾波(更準(zhǔn)確的說(shuō)法是NLMS算法)是針對(duì)AEC最常見(jiàn)的解決方案之一。NLMS算法在計(jì)算量與性能之間實(shí)現(xiàn)了較好的折中。
和AEC有關(guān)的其他問(wèn)題是兩人同時(shí)講話的模糊音(DT)情況。如果沒(méi)有檢測(cè)到的話，DT會(huì)造成自適應(yīng)算法的發(fā)散。
AEC軟件利用NLMS算法來(lái)消除回聲，是通過(guò)C54x DSP匯編程序來(lái)執(zhí)行的。
1. NLMS算法
NLMS算法可更新自適應(yīng)有限脈沖響應(yīng)(FIR)濾波器的系數(shù)，該濾波器用于預(yù)測(cè)回聲，隨后我們從實(shí)際回聲中減去預(yù)測(cè)值，就可給出殘留回聲。
2. 活動(dòng)通道檢測(cè)
AEC算法的一個(gè)關(guān)鍵特性就是活動(dòng)通道檢測(cè)。在遠(yuǎn)端操作者靜默而近端操作者講話時(shí)，由于近端操作者不再是回聲，所以濾波器不用進(jìn)行適配，通過(guò)計(jì)算信號(hào)能量，并將該能量與自適應(yīng)閾值進(jìn)行比較，可實(shí)現(xiàn)活動(dòng)通道的檢測(cè)。
3. 模糊音(DT)檢測(cè)
在DT情況下，擴(kuò)音器上的近端信號(hào)包括回聲與近端話音(即模糊音)。用于更新濾波器系數(shù)的殘留誤差包括近端講話，而如果算法仍在進(jìn)行自適應(yīng)，則算法可能開(kāi)始發(fā)散，必須避免這種情況。DT檢測(cè)使用基于能量的算法，并配合一個(gè)變量閾值來(lái)解決此問(wèn)題。
4. 基準(zhǔn)
AEC軟件的基準(zhǔn)(以16 位字表示)為：
代碼大?。?54 字；
靜態(tài)RAM：527 字；
擦寫(xiě)RAM：2 字；
最大計(jì)算時(shí)成本為4.7MIPS。計(jì)算消耗在ST時(shí)期最大，在DT時(shí)期降至2.4MIPS。ST時(shí)期占通話的主要部分，而DT時(shí)期則僅在較短的個(gè)別情況下出現(xiàn)。
評(píng)論