机载数字音响处理平台实现方案
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消费 电子
２ ０ １ ３ 年 ２月下 Ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｎｉ ｏ ｃ ｓ Ｍａ ｇ ａ ｚ ｉ ｎ ｅ 电子 科 技
机载数字音响处理平 台实 现方案
王 丽 辉 ，张 帆
（ 中国电子科技集 团公 司第十研 究所 ，成都
６ １ ０ ０ ３ ６ ）
中图分 类号 ：Ｔ Ｎ ９ １ ２ ． ２
一
文献标识码 ：Ａ
文章 编号 ：１ ６ ７ ４ － ７ ７ １ ２（ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ － ０ ０ ０ ５ － ０ ３
、展 ， 信息技术对经济和社会发展产 字录像机 、数字摄像机 、家庭 影院系统 、互联网系统 、Ｍ 放机等 ； 生 了巨大而深刻的影响， 通信或信息交换 已经 成为信 息化社会 最主要 的特征 。 在通常在机载语 言系统 中， 采用头盔式耳机 话 ５ ． 积极开发存储容量更大的存储媒体，例如 高集 成度 的 Ｃ Ｍ Ｏ Ｓ半导体存储器 、固体存储器 、蓝光技术的高密度光盘等 ； 筒组进行语音通信 ，其声信息频率范围宽 （ １ ５ ０ Ｈ ｚ ～６ ８ ０ ０ Ｈ Ｚ ） 。 ６ ． 积极开发集成度更高的超大规模集成 电路 ， 在同一芯片 数字信号处理理论与 电子技术的发展， 大大地提高 了声学 上集成更多的功能电路，实现 系统集成 ；这样可 以简化 电路 ， 语音信 号处理理论 的实用化进程 。 如何针对飞机舱 内环境 ， 将 降低成本 ，提高数字音频产品的稳定性和可靠性 ； 声学语音信号处理技术应用到机载话音通信系统中 ， 设计满足 ７ ． 积极研究 、 发展新型 电声器件 和数 字音频技术 ， 包括微 机载应用需求的数字话音综合 处理系统 ， 是当前机载语音通信 传声器 、基于传声器阵列的语言增强和说话定位技 术、多声道
３ ． 彻底 结束 了音 频产 品依赖进 口的局面 ； 国内市场上国产 品牌 占有绝对优势 ，并逐渐 向高档产 品和 高技术领域拓 展市
场； ４ ． 高起 点的音频技术引进 ，特别是关键技术 、器件 、整件 生产技术的 引进 ，提高了 电子信 息产 业的技术水平 和质量水
平；
５ ． 音频 技术 领域 的飞速发展 ，带动 了相 关产 业的发展 。 （ 三） 与国外先进 国家相 比， 我 国在 音频 技术领域 仍有 不 少差距 ，主要表 现在 以下 几个方面 ， ‘ １ ． 健全的科技创新体制尚未成 熟， 在音频领域 的专利技术 很少 ，关键技术均掌握在国外大公司手 中； ２ ． 音频产 品的关键器件仍 要依 靠进 口， 特别是专用超大规 模集成 电路我 国仍不能 自主开发、生产， 音频产 品中的专用集 成电路 ９ ５ ％ 以上 需要进 口， 因此我国音频 产品行业 很难 实现跨 越式发展，很难在 总体技术超越发达 国家 。 我 国虽然是世 界音频产 品的生产大 国、 制造基地 ， 但不是 音频产品的技术强国，为了保证我 国音频行业的健康、稳定 、 快速发展 ， 必须健全科技创新体制 ， 切实加强基础研究和高技 术研究 ，提高 自主开发新产品的能力，提高产 品的技术含量 ， 提倡严谨 的学风和科学务实的态度， 通过技术预测 ， 力争在一 些关键技术领域取得突破 ， 掌握核心技术 ， 并拥有 一批技术含 量高的 自主知识产权 。 三、系统 实现方案 根据机载 数字音 响处理需求 ， 为 了有效完成设计要求 ， 机 载数字音响处理系统一般包括 以下功能 ：输入信号 匹配功能 、
的一个重要课题 。 如今， 超大规模集成 电路技术和计算机技术 回声低 效技术等 。
的飞速发展 ， 为数字话音综合处理系统应用于机载环境下提供 了可 能 。 机载数字音 响处理平 台的设计 目标： 提供一个数字音频信 号处理硬件平 台， 完成机载环境中的音 频通道控制 、 语音处理、 音频告警产 生、 语音编解码等功 能。 数字音 响处理平 台是机载 系统的一个 重要 组成部分 ， 它的主要功能是向飞行 员提供机 内 和机外通话的硬 件平 台， 使得飞行员能在机载的环境下清 晰地 进行话音交流 。 传统的音 响处理平 台是将这些需要处理的模拟 信 号通过模拟开关 、 运放、继电器等外 围器件 的对语音信号进 行滤波 、放大、通路选择与加权等处理。这种处理手段的缺点 在 于外 围电路复杂繁 多 每条线路只传输 一个信号 ， 功能较为 单一难 以改变，并且 容易产生噪声 。 随着系统的进 步发 展， 对机载音响处理平台系统的可靠 性， 抗噪能力， 语音通路 的选择控制 以及加权的灵活性等提 出 了更高 的要求 。 同时，随着 高速数字实时信号处理技术的不断 进步 ， 数字信号处理较 以往的模 拟信 号处理所具有 的灵活、精 确 、抗干扰强、速度快等突 出优 点已为大家认 识，因此在机载 音 响处理平 台中引入数字处理平台 的新技术 已经 成为必然 。 二 、国内外现状和发展趋势 为了加 快信 息通信产业 的发展步伐 ， 世界各国都非常重视 关键技术研 究 ， 各国音频技术 的发展趋势是数字化、 集 成化和 网络化。 （ 一 ）目前国外该领域正在发展的主要技术有 １ ． 寻求压缩码率更高、 算法更先进的音频数字信号压缩 编 码 、解码技术，传输效率更高、传输质量更优 的数字信号调制 解调技术 ； ２ ． 加快 己成熟 的数字音频技术产品的商品化 ， 实现模拟音 频 技术向数字音频技术 的过渡 ； ３ ． 研制存储 容量更大 的蓝 光技术 ，积极推进 新一代高密 度 、多波长的音频数字激光技术产 品； ４ ． 积极推进已成熟的音频技术在其他领域的应用 ， 目前 已 实现商品化的数字音、视频产 品有数字照相机、彩屏手机 、数
５ 消费屯子 ２ ０ ＂ ／ ３
（ 二）我国音频 的发展现状主要表现在 以下几个方面 １ ． 我 国音频 行业基本 掌握 了产品 的设计 技术和生产制 造 技术 ，能 自行设计 、制造出具有先进 水平 的音 频产 品，成为名 副 其实 的生产大 国、制造大国，出口大国，产 品价廉物美 ，在 中、低档产 品上具有 国际竞争能力； ２ ． 音频产 品的飞速发展 ， 使我国音频产 品的普及率达到 中 等 发达 国家 水平 ；
摘 要 ：机载数 字音 响处理平 台的设计 目标 ：提供一个数字音频信号处理硬件 平台，完成机载环境 中的音频通 道控制 、语音处理、音频告警产生、语音编 解码等功能 。数字音响处理平 台是 机载 系统的一个重要组成部分 ，它的 主要功能是 向飞行 员提供机 内和机 外通话的硬件平 台，使得 飞行 员能在机载的环境下清晰地进行话音 交流 。 关 键 词 ：机 载 ；数 字 音 响 处理 ； 系统 功 能 ； 电路 设 计 。
２ ０ １ ３ 年 ２月下 Ｃ ｏ ｎ ｓ ｕ ｍｅ ｒ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｎｉ ｏ ｃ ｓ Ｍａ ｇ ａ ｚ ｉ ｎ ｅ 电子 科 技
机载数字音响处理平 台实 现方案
王 丽 辉 ，张 帆
（ 中国电子科技集 团公 司第十研 究所 ，成都
６ １ ０ ０ ３ ６ ）
中图分 类号 ：Ｔ Ｎ ９ １ ２ ． ２
一
文献标识码 ：Ａ
文章 编号 ：１ ６ ７ ４ － ７ ７ １ ２（ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ － ０ ０ ０ ５ － ０ ３
、展 ， 信息技术对经济和社会发展产 字录像机 、数字摄像机 、家庭 影院系统 、互联网系统 、Ｍ 放机等 ； 生 了巨大而深刻的影响， 通信或信息交换 已经 成为信 息化社会 最主要 的特征 。 在通常在机载语 言系统 中， 采用头盔式耳机 话 ５ ． 积极开发存储容量更大的存储媒体，例如 高集 成度 的 Ｃ Ｍ Ｏ Ｓ半导体存储器 、固体存储器 、蓝光技术的高密度光盘等 ； 筒组进行语音通信 ，其声信息频率范围宽 （ １ ５ ０ Ｈ ｚ ～６ ８ ０ ０ Ｈ Ｚ ） 。 ６ ． 积极开发集成度更高的超大规模集成 电路 ， 在同一芯片 数字信号处理理论与 电子技术的发展， 大大地提高 了声学 上集成更多的功能电路，实现 系统集成 ；这样可 以简化 电路 ， 语音信 号处理理论 的实用化进程 。 如何针对飞机舱 内环境 ， 将 降低成本 ，提高数字音频产品的稳定性和可靠性 ； 声学语音信号处理技术应用到机载话音通信系统中 ， 设计满足 ７ ． 积极研究 、 发展新型 电声器件 和数 字音频技术 ， 包括微 机载应用需求的数字话音综合 处理系统 ， 是当前机载语音通信 传声器 、基于传声器阵列的语言增强和说话定位技 术、多声道
３ ． 彻底 结束 了音 频产 品依赖进 口的局面 ； 国内市场上国产 品牌 占有绝对优势 ，并逐渐 向高档产 品和 高技术领域拓 展市
场； ４ ． 高起 点的音频技术引进 ，特别是关键技术 、器件 、整件 生产技术的 引进 ，提高了 电子信 息产 业的技术水平 和质量水
平；
５ ． 音频 技术 领域 的飞速发展 ，带动 了相 关产 业的发展 。 （ 三） 与国外先进 国家相 比， 我 国在 音频 技术领域 仍有 不 少差距 ，主要表 现在 以下 几个方面 ， ‘ １ ． 健全的科技创新体制尚未成 熟， 在音频领域 的专利技术 很少 ，关键技术均掌握在国外大公司手 中； ２ ． 音频产 品的关键器件仍 要依 靠进 口， 特别是专用超大规 模集成 电路我 国仍不能 自主开发、生产， 音频产 品中的专用集 成电路 ９ ５ ％ 以上 需要进 口， 因此我国音频 产品行业 很难 实现跨 越式发展，很难在 总体技术超越发达 国家 。 我 国虽然是世 界音频产 品的生产大 国、 制造基地 ， 但不是 音频产品的技术强国，为了保证我 国音频行业的健康、稳定 、 快速发展 ， 必须健全科技创新体制 ， 切实加强基础研究和高技 术研究 ，提高 自主开发新产品的能力，提高产 品的技术含量 ， 提倡严谨 的学风和科学务实的态度， 通过技术预测 ， 力争在一 些关键技术领域取得突破 ， 掌握核心技术 ， 并拥有 一批技术含 量高的 自主知识产权 。 三、系统 实现方案 根据机载 数字音 响处理需求 ， 为 了有效完成设计要求 ， 机 载数字音响处理系统一般包括 以下功能 ：输入信号 匹配功能 、
的一个重要课题 。 如今， 超大规模集成 电路技术和计算机技术 回声低 效技术等 。
的飞速发展 ， 为数字话音综合处理系统应用于机载环境下提供 了可 能 。 机载数字音 响处理平 台的设计 目标： 提供一个数字音频信 号处理硬件平 台， 完成机载环境中的音 频通道控制 、 语音处理、 音频告警产 生、 语音编解码等功 能。 数字音 响处理平 台是机载 系统的一个 重要 组成部分 ， 它的主要功能是向飞行 员提供机 内 和机外通话的硬 件平 台， 使得飞行员能在机载的环境下清 晰地 进行话音交流 。 传统的音 响处理平 台是将这些需要处理的模拟 信 号通过模拟开关 、 运放、继电器等外 围器件 的对语音信号进 行滤波 、放大、通路选择与加权等处理。这种处理手段的缺点 在 于外 围电路复杂繁 多 每条线路只传输 一个信号 ， 功能较为 单一难 以改变，并且 容易产生噪声 。 随着系统的进 步发 展， 对机载音响处理平台系统的可靠 性， 抗噪能力， 语音通路 的选择控制 以及加权的灵活性等提 出 了更高 的要求 。 同时，随着 高速数字实时信号处理技术的不断 进步 ， 数字信号处理较 以往的模 拟信 号处理所具有 的灵活、精 确 、抗干扰强、速度快等突 出优 点已为大家认 识，因此在机载 音 响处理平 台中引入数字处理平台 的新技术 已经 成为必然 。 二 、国内外现状和发展趋势 为了加 快信 息通信产业 的发展步伐 ， 世界各国都非常重视 关键技术研 究 ， 各国音频技术 的发展趋势是数字化、 集 成化和 网络化。 （ 一 ）目前国外该领域正在发展的主要技术有 １ ． 寻求压缩码率更高、 算法更先进的音频数字信号压缩 编 码 、解码技术，传输效率更高、传输质量更优 的数字信号调制 解调技术 ； ２ ． 加快 己成熟 的数字音频技术产品的商品化 ， 实现模拟音 频 技术向数字音频技术 的过渡 ； ３ ． 研制存储 容量更大 的蓝 光技术 ，积极推进 新一代高密 度 、多波长的音频数字激光技术产 品； ４ ． 积极推进已成熟的音频技术在其他领域的应用 ， 目前 已 实现商品化的数字音、视频产 品有数字照相机、彩屏手机 、数
５ 消费屯子 ２ ０ ＂ ／ ３
（ 二）我国音频 的发展现状主要表现在 以下几个方面 １ ． 我 国音频 行业基本 掌握 了产品 的设计 技术和生产制 造 技术 ，能 自行设计 、制造出具有先进 水平 的音 频产 品，成为名 副 其实 的生产大 国、制造大国，出口大国，产 品价廉物美 ，在 中、低档产 品上具有 国际竞争能力； ２ ． 音频产 品的飞速发展 ， 使我国音频产 品的普及率达到 中 等 发达 国家 水平 ；
摘 要 ：机载数 字音 响处理平 台的设计 目标 ：提供一个数字音频信号处理硬件 平台，完成机载环境 中的音频通 道控制 、语音处理、音频告警产生、语音编 解码等功能 。数字音响处理平 台是 机载 系统的一个重要组成部分 ，它的 主要功能是 向飞行 员提供机 内和机 外通话的硬件平 台，使得 飞行 员能在机载的环境下清晰地进行话音 交流 。 关 键 词 ：机 载 ；数 字 音 响 处理 ； 系统 功 能 ； 电路 设 计 。