块并联的远距离射频 收发模块，远距离通信模式下，音频处理和控制模块控制远距离多模式射频收发模块，与外 部的助听系统或手机进行通信。当接收信号时，先由远距离多模式射频收发模块对射频信 号进行下变频处理得到数字音频信号，接着送给音频处理和控制模块，再通过近距离射频 收发模块进行上变频和发射，接着由基于无线传输的可穿戴装置进行接收并处理;发射信 号时由基于无线传输的可穿戴装置先对音频信号进行A/D转换和调制处理，再送给近距离 射频收发模块进行上变频处理并发射出去，接着由多功能音频处理和无线传输装置接收， 通过其中的近距离射频收发模块进行下变频处理，送给音频处理和控制模块，进行噪声抑 制、数字滤波、自动增益控制和语音增强等处理，接着由远距离多模式射频收发模块做上变 频处理，产生射频信号并发射。
[0021] 本发明远距离射频收发模块采用Zigbee或移动通信模块，用成熟的无线通信技术 进行多套多功能音频处理和无线传输装置之间的无线传输，不仅可以实现两两之间的通信 功能，还可以实现多个用户之间的相互通信功能。利用Zigbee组网技术，ZigBee节点之间都 能相互通信。采用移动模块进行通信时，可以采用631、00麻、1001^、46等技术实现与手机之 间的语音通信功能。在远距离通信模式下，不仅可以实现与其它助听系统之间的相互通信， 也能实现与手机用户之间的通信。
[0022]本发明音频处理和控制模块输出端设有录放模块，通过采用高效的压缩算法和大 容量存储器，可以实现较长时间的语音录制功能，同时采用减噪处理，可以提高语音的清晰 度。
[0023] 在录音模式下，通过音频处理和控制模块控制音频采集模块和录放模块。当收收 音频时，先由音频采集模块对外部的音频信号进行放大和A/D采样，送给音频处理和控制模 块，进行噪声抑制、数字滤波、自动增益控制和语音增强等处理，然后将处理后的音频数据 送到录放模块中进行存储。当需要播放音频时，由音频处理和控制模块读取存储在录放模 块中的音频数据，先由音频处理和控制模块对音频数据进行调制处理，再送给近距离射频 收发模块进行上变频处理和发射，接着由基于无线传输的可穿戴装置进行接收并做下变频 处理，最后由音频处理模块对数字信号进行解调和D/A转换成音频信号，并由耳机送出。
[0024] 音频处理和控制模块输入端连接接口模块，通过接口模块输入音频文件，存储到 录放模块。
[0025]在音频处理和控制模块中，时钟模块给其它模块提供时钟信号，音频处理电路中 采用高性能的FPGA或DSP芯片进行噪声抑制、数字滤波、自动增益控制和语音增强等处理； 同时采用高性能CHJ芯片(如ARM 7等)接收外部接口模块送来的控制参数，从而控制其它各 模块，执行各种模式的操作，接口模块还将数字滤波的参数发送给CHJ芯片，CPU将这些参数 加载到音频处理电路的FPGA或DSP中，由音频滤波电路根据该值调整滤波器的频响、增益值 等，动态满足每个人的听力补偿需要(可采用基于现有的助听方法与技术）。
[0026]在定位和导向模块中，采用GPS室外定位技术(如采用XM1613等无线定位模块），进 行基于时间传输的测量；同时针对室内定位，可以采用WIFI定位、蓝牙定位(如采用CC2640 等无线定位模块）、Zigbee定位、RFID定位(如采用XM1613等无线定位模块)等技术，进行基 于信号衰减等的测量。同时将地图信息存储在存储模块中，在路径计算模块的CPU中计算得 到前进的路径，并将该数据提供给音频处理和控制模块，根据电路组成如图21所示：
[0027]在导向模式下，通过音频处理和控制模块控制定位和导向模块，音频处理与控制 模块的输入端连接语音互译模块。当本人说话时提示要去的目标地址时，音频信号通过基 于无线的可穿戴装置由音频处理模块A/D转换成数字信号并进行调制，再通过近距离射频 收发模块上变频成射频信号，接着被多功能音频处理和无线传输装置接收，由其近距离射 频收发模块下变频成数字基带信号，然后由音频处理与控制模块进行解调，得到音频信号 送给语音互译模块，由该模块对话音进行识别和机器翻译（可以利用内部大容量的语音识 别模块或通过远距离多模式射频收发模块接入移动互联网），接着将处理后得到的位置信 息送给音频处理和控制模块，然后送给定位和导向模块，接着定位和导向模块确定目前的 位置，根据目标位置信息，周期性给出行进轨迹值，然后将行进轨迹值送给语音识别互译模 块，由语音识别互译模块进行语音合成，然后通过音频处理和控制模块进行音频信号的调 制，并送给近距离射频收发模块进行上变频并发射出去，接着由基于无线传输的可穿戴装 置进行接收并做下变频处理，最后由音频处理模块进行解调并将数字信号D/A转换成模拟 音频信号，由耳机送出。
[0028] 综合而言：本发明多功能音频处理和无线传输装置主要由音频采集模块、广播接 收模块、音频阵列接收模块、语音识别互译模块、音频处理和控制模块、近距离射频收发模 块、远距离多模式射频收发模块、录放模块、定位和导向模块、报警和照明模块、电源模块和 接口模块等组成。
[0029] 本发明将助听器分离为多功能音频处理和无线传输装置和基于无线传输的可穿 戴语音处理装置，通过在多功能音频处理和无线传输装置中集成语音采集、广播接收等模 块，将接收到的音频信号通过增加射频收发处理模块，使用蓝牙等近距离无线技术传输送 给基于无线传输的可穿戴语音处理装置，通过耳机将信号送至耳内，这样既时尚，隐蔽性也 较好;同时也避免了将助听器挂在耳朵上或挂在耳内，提高了使用的舒适性。多功能音频处 理和无线传输装置可与拐杖、箱包、雨伞、腕表、手环、手镯、轮椅、助力器、助步器、文明棍、 茶杯、手电筒等相结合，可穿戴语音处理装置可以采用帽子、发夹、眼镜、衣帽等形式。其中 蓝牙技术是一种支持设备短距离通信的无线电技术，工作在全球通用的ISM(工业、科学、医 学)频段，其数据速率可达1Mbps，采用时分双工传输方案实现全双工传输。同时在多功能音 频处理和无线传输装置中，集成了音频阵列接收功能，通过采用音频接收阵列，利用波束形 成技术，将音频接收波束的最大增益方向自动地对准目标信号，而把零接收方向对准干扰 信号，可实现语音增强、噪音抑制、声源定位和回声抵消等作用，这样可解决耳背式、耳内 式、耳道式等助听器因体积小而较难实现音频阵列接收的问题。
[0030] 同时针对听力有困难的人群之间，在外出旅游时通信不畅的情况，可以采用 Zigbee等无线通信技术，进行多套多功能音频处理和无线传输装置之间的无线传输，这样 不仅可以实现两两之间的通信功能，还可以实现多个用户之间的相互通信功能。其中 Zigbee作为一种短距离无线通信技术，也工作在全球通用的ISM(工业、科学、医学)频段，传 输范围一般介于10~l〇〇m之间，在增加功放模块增加发射功率后，可增加到1~3km。当支持 多个用户之间通信时，由于ZigBee最多可以支持65000个节点的无线传输网络，在整个网络 范围内，每个ZigBee节点之间都可以相互通信，其网络可以便捷的为用户提供无线数据传 输功能，由于Zigbee速率较低、组网能力较强、功耗较低，因此在物联网领域具有非常强的 可应用性。
[0031] 另外，针对不同语种之间的人群，为了更方便的交流，采用了语音互译的工作模 式，集成了语音识别、机器翻译、语音合成、降噪等功能，同时辅助以强大的语音数据库，可 以支持普通话与方言、中外文等之间的互译功能。
[0032] 考虑到收听人的反应因素，本发明还增加了语音录制功能，通过采用高效的压缩 算法和大容量存储器，可以实现较长时间的语音录制功能，同时采用减噪处理，可以提高语 音的清晰度。
[0033] 有益效果:本发明主要针对耳朵听力存在问题、障碍者或存在沟通障碍的人群，通 过无线传输的方式，采用分离式的装置，采用了波束形成技术、蓝牙技术、Zigbee技术、语音 互译和语音录制等技术，提高了收听外部音频信号以及与别人的交流沟通能力。本发明尤 其是应用于年老的听力障碍者。 四、
【附图说明】
[0034] 图1为本发明基于无线传输的助听系统组成示意图；
[0035] 图2为本发明独立收听模式信号传输示意图；
[0036] 图3为本发明广播收听模式信号传输示意图；
[0037] 图4为本发明阵列接收增强模式信号传输示意图；
[0038]图5为本发明语音互译模式信号传输示意图；
[0039] 图6为本发明两套助听系统之间通信示意图；
[0040] 图7为本发明多套助听系统之间通信示意图；
[0041 ]图8为本发明助听系统与手机之间通信示意图；
[0042]图9为本发明远距离通信模式信号传输示意图；
[0043] 图10为本发明录音模式信号传输示意图；
[0044] 图11为本发明导向模式信号传输示意图；
[0045] 图12为本发明音频采集模块组成示意图；
[0046] 图13为本发明广播接收模块组成示意图；
[0047]图14为本发明音频阵列接收模块处理示意图；
[0048]图15为本发明自适应加权处理示意图；
[0049] 图16为本发明近场波束形成器的原理框图；
[0050] 图17为本发明稳健近场波束