Енергоефективне кодування звукових сигналів у цифрових слухових апаратах
| dc.contributor.author | Сеєдхесамеддін Дабірсіагі. | |
| dc.contributor.degreedepartment | звукотехніки та реєстрації інформації | uk |
| dc.contributor.degreefaculty | електроніки | uk |
| dc.contributor.degreegrantor | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.date.accessioned | 2013-07-25T09:11:42Z | |
| dc.date.available | 2013-07-25T09:11:42Z | |
| dc.date.issued | 2013 | |
| dc.description.abstracten | Thesis for a PhD on speciality 05.09.08 - Applied Acoustics and Audio Engineering.- National Technical University of Ukraine "Kiev Polytechnic Institute", Kiev, 2013. The thesis is devoted to the decision of important scientific and technical task, which consists of development of methods and algorithms of audio signals transformation, minimizing the energy consumption in digital hearing aids (DHA). The mathematical model of multiphaserepresentation is specified processed in DHA of signals, that facilitates the engineering analysis of parallel processes of data processing. Experimentally, by an imitation design, dependence of watts-in is got in DHA for multiplicators with an accumulation with audio datains for the different formats of numerical representation. The estimation of complete energy consumption is first executed for one-frequency and multifrequency DHA, for the different formats of presentation of information, that allows argued to choose the model of DHA, technology of data processing, and also element base, coming from the requirement of minimization of energy consumption. Use in DHA of nonlinear quantum with presentation of numbers in a format "sign-exponenta-mantissa", in combination with DHA, counted on data processing, exposed to nonlinear transformation, allows substantially, to three times, to reduce an energy consumption at fixed dynamic range and signal-to-noise ratio. | uk |
| dc.description.abstractru | Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.09.08 – прикладная акустика и звукотехника. – Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", Киев, 2013. Диссертацияпосвященарешению важной научно-технической задачи, которая состоит вразработке методов и алгоритмов преобразования звукових сигналов, минимизирующих потребление энергии в цифрових слухових аппаратах (ЦСА). В ходе исследования выполнен уточненный анализ связей между разными цифровыми представлениями звуковых сигналов и энергопотреблением ЦСА. Это позволяет, при прочих равных условиях, обоснованно выбирать метод числового представления обрабатываемых в ЦСА данных на основе энергетического критерия. Уточнена математическая модель полифазного представления обрабатываемых в ЦСА сигналов, что облегчает инженерный анализ параллельных процессов обработки данных. Усовершенствована методика экспериментальной проверки с помощью компьютерного имитационного моделирования правильности теоретического положения о преимуществе числового представления обрабатываемых в ЦСА данных в логарифмическом формате. Для верификации правильности выходных данных перемножителей с накоплением предложено использовать программные эталонные имитационные модели функций аппаратного обеспечения ЦСА, которые позволяют количественно оценить выигрыш от использования логарифмического числового представления данных, не прибегая к созданию дорогих физических моделей. Экспериментально, путем имитационного моделирования, получена зависимость потребляемой мощности в ЦСА для перемножителей с накоплением с речевыми входными данными для разных форматов представления чисел.Это позволяет как проверять правильность теоретических выводов, так и осуществлять обоснованный выбор формата представления данных, который обеспечивает минимальное энергопотребление. Впервые выполнена оценка полного энергопотребления для одночастотных и многочастотных ЦСА, для разных форматов представления данных, что позволяет аргументированно выбирать модель ЦСА, технологию обработки данных, а также элементную базу, исходя из требования минимизации энергопотребления. Использование в ЦСА нелинейного квантования с представлением чисел в формате "знак-экспонента-мантисса", в сочетании с ЦСП, рассчитанными на обработку данных, подвергнутых нелинейному преобразованию, позволяет существенно, до трех раз, снизить энергопотребление при фиксированных динамическом диапазоне и отношении сигнал-ошибка квантования. Применение полифазного представления дискретных сигналов и структур цифровых фильтров позволяет до 40 раз снизить энергопотребление за счет снижения частоты дискретизации обрабатываемых в ЦСА сигналов. Для представлений с плавающей запятой, которые в каждой группе имеют одинаковое количество бит порядка, удлинение мантиссы увеличивает расходы энергии. Однако не обнаружено четкой тенденции для случаев перехода от мантиссы с 6 битами к мантиссе с 4 битами и более длинным порядком. Применен способ аппаратного тестирования ЦСА, что точнее всего определяет энергопотребление, на основе полного КИХ фильтра формата 1-5-5 и фактических измерений тока, которые переведены в значения мощности. Для измерений использовалась модульная платформа для измерений и автоматизации тестирования NIPXI 1042 фирмы National Instruments. На основании проведенных исследований был разработан и внедрен в производство СА со встроенной беспроводной ЧМ системой и малым энергопотреблением ЕХО-01, предназначенный для использования при кондуктивной тугоухости. | uk |
| dc.description.abstractuk | Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за фахом05.09.08 – прикладна акустика і звукотехніка. – Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут ", Київ, 2013. Дисертація присвячена рішенню важливої науково-технічної задачі, яка полягає в розробці методів і алгоритмів перетворення звукових сигналів, що мінімізують споживання енергії в цифрових слухових апаратах (ЦСА). Уточнена математична модель поліфазного представлення оброблюваних в ЦСА сигналів, що полегшує інженерний аналіз паралельних процесів обробки даних. Експериментально, шляхом імітаційного моделювання, отримана залежність споживаної потужності в ЦСА для перемножувачів з накопиченням з мовними вхідними даними для різних форматів представлення чисел. Це дозволяє як перевіряти правильність теоретичних виводів, так і здійснювати обгрунтований вибір формату представлення даних, що забезпечує мінімальне енергоспоживання. Вперше виконана оцінка повного енергоспоживання для одночастотних і багаточастотних ЦСА, для різних форматів представлення даних, що дозволяє аргументовано вибирати модель ЦСА, технологію обробки даних, а також елементну базу, виходячи з вимоги мінімізації енергоспоживання.Використання в ЦСА нелінійного квантування з представленням чисел у форматі "знак-експонента-мантиса", у поєднанні з ЦСП, розрахованими на обробку даних, підданих нелінійному перетворенню, дозволяє істотно, до трьох разів, понизити енергоспоживання при фіксованих динамічному діапазоні і відношенні сигнал-помилка квантування. | uk |
| dc.format.pagerange | 21 л. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/3340 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.status.pub | published | uk |
| dc.subject.udc | 534.86 | uk |
| dc.title | Енергоефективне кодування звукових сигналів у цифрових слухових апаратах | uk |
| dc.type | Other | uk |
| thesis.degree.level | candidate | uk |
| thesis.degree.name | кандидат технічних наук | uk |
| thesis.degree.speciality | 05.09.08 – прикладна акустика і звукотехніка | uk |