嵌入式智能听力诊断仪的算法设计和实现

论文摘要

耳声发射（Otoacoustic Emission,OAEs）是由内耳中外毛细胞产生,经听骨链、鼓膜传导,释放人外耳道的音频能量。它首次由英国人Kemp在1978年通过放人外耳道的耳机—话筒组合探头检测到。耳声发射的发现,对听觉系统的基础与临床研究都具有重要的意义。它的存在,为耳蜗存在主动活动机制找到了直接的证据,打破了耳蜗是机械一生物电换能器,只能被动地感受外界声刺激的传统观念,建立了耳蜗是双向换能器的学说,为人们研究听觉系统机理提供了新的方向与思路;同时,作为检测耳蜗功能的客观手段,大量的研究正在进行,以期探索耳声发射与各种听觉系统疾病的关系,建立新的诊断手段。瞬态诱发耳声发射（Transiently Evoked Otoacoustic Emissions,TEOAEs）是对耳蜗瞬态响应的测试,在正常耳具有长期稳定性,检出率可达100%,对多种损伤因素较为敏感,且检测客观、无损、快速,因而是被广泛应用和研究的耳声发射。目前我国自主开发的OAEs检测仪非常少,大多是从国外进口价格昂贵、不便于推广,而且硬件电路复杂,不易维修和调试,因此本课题设计了基于DSP的嵌入式智能听力诊断仪,力求使用简单、功能可靠,价格低廉,能够满足中小城市特别是农村的听力检测。本论文设计了智能嵌入式听力诊断仪的硬件系统,并设计了系统启动程序、Boot Loader程序,并详细介绍了显示驱动程序和数据采集模块的驱动程序的设计,具有较好的实时性。本论文重点介绍了听力诊断仪的算法研究,先对探头的密合情况的检测算法进行了设计,综合运用了多种噪声消除和伪迹去除算法,达到了比较好的效果,利用系数相关判别方法和3dB判别方法分别用于检测OAEs信号,最后对测试结果进行了详细的分析。本论文最后对uClinux在ADSP-BF531的移植进行了研究,给出了uClinux操作系统移植的过程。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究工作的目的和意义
• 1.3 耳声发射仪的国内外研究现状
• 1.4 本论文的创新点
• 1.5 本论文的工作和内容
• 第二章 嵌入式智能听力诊断仪的检测原理
• 2.1 听觉生理学原理
• 2.2 耳聋的定义
• 2.3 听力减退分级
• 2.4 耳声发射的技术机制
• 2.5 目前常用的耳声发射检测的方法
• 2.6 本章小结
• 第三章 嵌入式智能听力诊断仪的硬件设计
• 3.1 探头
• 3.2 放大器
• 3.3 数据采集模块
• 3.4 显示模块
• 3.5 键盘
• 3.6 数据处理器
• 3.7 通讯接口模块
• 3.8 本章小结
• 第四章 嵌入式智能听力诊断仪的系统软件设计
• 4.1 系统启动过程
• 4.2 Boot Loader的设计
• 4.3 显示驱动程序设计
• 4.4 数据采集模块驱动程序设计
• 4.5 uClinux操作系统在Blackfin平台上的移植
• 4.5.1 交叉编译环境的建立
• 4.5.2 uClinux内核源代码的修改和裁剪
• 4.6 本章小结
• 第五章 嵌入式智能听力诊断仪算法设计
• 5.1 探头密合情况检测
• 5.2 耳声发射信号处理
• 5.2.1 噪声的去除
• 5.2.2 伪迹的消除
• 5.2.3 耳声发射信号处理的新方法
• 5.3 耳声发射信号的判别方法
• 5.3.1 3dB判别方法
• 5.3.2 系数相关判别方法
• 5.3.3 判别准则
• 5.4 测试过程和结果分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 本论文的研究工作
• 6.2 进一步工作
• 参考文献
• 致谢语
• 附录 作者在攻读硕士学位期间发表的文章