應用於數位助聽器之符合近似ANSI S1 11規格且低群延遲與低運算量濾波器組設計及硬體實現

Translated title of the thesis: Low-Group-Delay and Low-Complexity Algorithm Design and Hardware Implementation of 18-Band Quasi-ANSI S1 11 1/3 Octave Filter Bank for Digital Hearing Aids
  • 林 煥儒

Student thesis: Master's Thesis

Abstract

本論文針對近似ANSI S1 11 Class-2規格,提出設計18個頻帶濾波器組的演算法及硬體實現架構。濾波器組設計流程主要分為幾部分:(1)使用1組低通濾波器搭配9次離散餘弦調變,產生9個頻帶的等頻寬濾波器組;(2)將FIR架構中的延遲單元替換成全通濾波器,使等頻寬濾波器組變成非等頻寬濾波器組,調整參數使其符合規格的頻帶31至39;(3)套用多速率架構,使用頻帶31至39濾波器組架構,只透過調整輸入訊號取樣頻率來濾出頻帶22至30;(4)針對係數重複性將輸入摺疊,並改良M值選擇,進一步降低運算量。 在硬體設計方面,將每個區塊分別做位元數分析,減低硬體成本,並且將各區塊運算管線化,大幅降低即時化時脈速率。硬體電路實現於FPGA開發版,並使用板子上的CPU進行軟硬體整合驗證。 與近年的Liu et al 文獻做比較,本論文每個取樣點的乘法降低59%,加法降低16%,係數量更大幅降低78%,匹配誤差以及電路即時化速率也落在差不多量級。整體而言,本論文提出之濾波器組具備低群延遲、低運算量及低即時化時脈速率,與助聽器的設計取向契合,適合應用於助聽輔具中。
Date of Award2015 Sep 10
Original languageChinese
SupervisorSheau-Fang Lei (Supervisor)

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