《電子技術(shù)應(yīng)用》
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羅姆開(kāi)發(fā)出數(shù)字信號(hào)處理IC“BU8332KV-M”

使智能手機(jī)或者汽車導(dǎo)航儀等設(shè)備的麥克風(fēng)具備敏銳指向性,,實(shí)現(xiàn)清晰語(yǔ)音
2012-10-11

 

日本知名半導(dǎo)體制造商羅姆(總部位于日本京都市)面向智能手機(jī)和汽車導(dǎo)航儀等設(shè)備上所使用的麥克風(fēng),開(kāi)發(fā)出使兩個(gè)無(wú)指向性的麥克風(fēng)形成敏銳的指向性(波束賦形技術(shù)),、提高語(yǔ)音品質(zhì)的數(shù)字信號(hào)處理IC“BU8332KV-M”,。

本產(chǎn)品采用波束賦形技術(shù)形成指向性,因?yàn)閷⒅赶蜉S轉(zhuǎn)向聲源的方向,,所以大大降低了環(huán)境噪音,。通過(guò)噪音抑制的功能,進(jìn)一步降低殘留在指向軸方向的固定噪音,。這個(gè)技術(shù)和僅僅使用噪音消除的技術(shù)不同,,可以更加強(qiáng)調(diào)聲源。而且,,由于能夠在僅僅10mm的窄間距上安裝兩個(gè)麥克風(fēng),,所以能夠內(nèi)置于以智能手機(jī)為代表的各種小型設(shè)備上。通過(guò)最優(yōu)化處理,,波束賦形技術(shù)可以將使用時(shí)的處理延遲時(shí)間控制在10msec以下,,使得對(duì)于其它應(yīng)用程序的影響控制在最小的限度內(nèi)。通過(guò)這些措施,,有助于提高各種設(shè)備的語(yǔ)音識(shí)別率和改善免提的通話質(zhì)量,。

前期工序的生產(chǎn)基地在羅姆株式會(huì)社(日本京都市),后期工序在ROHM Electronics Philippines, Inc.(菲律賓)進(jìn)行,,從8月份開(kāi)始以月產(chǎn)8萬(wàn)個(gè)的規(guī)模投入量產(chǎn),。

近年來(lái),隨著語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)的日益發(fā)展,,語(yǔ)音輸入系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于以汽車導(dǎo)航儀及智能手機(jī)為首的移動(dòng)設(shè)備上,,今后,也將要擴(kuò)展到家電產(chǎn)品,。另外,,在全球化商業(yè)模式之下,視頻通話以及電視會(huì)議的日益頻繁,,未來(lái)開(kāi)發(fā)性能更加良好的拾音技術(shù)勢(shì)在必行,。

在這種趨勢(shì)下的拾音技術(shù),需要使聲源變得更加清晰,。迄今為止,,指向性麥克風(fēng)只能通過(guò)物理結(jié)構(gòu)(筒狀結(jié)構(gòu))形成指向性,但是,,要想使指向性提高,,就會(huì)出現(xiàn)麥克風(fēng)的尺寸變大,而物理結(jié)構(gòu)沒(méi)有變化,,不能夠控制指向性等問(wèn)題出現(xiàn),。

此次,,羅姆開(kāi)發(fā)出的這款數(shù)字信號(hào)處理IC,通過(guò)采用使用兩個(gè)無(wú)指向性的麥克風(fēng)的波束賦形技術(shù),,使特定方向的聲源語(yǔ)音變得清晰,。

使用兩個(gè)麥克風(fēng)形成指向性的技術(shù)早已被應(yīng)用,但現(xiàn)有技術(shù)為了提高指向性,,必須拉長(zhǎng)麥克風(fēng)間距,,所以不能適應(yīng)小型便攜式設(shè)備的搭載要求。另外,,數(shù)字信號(hào)處理的延遲時(shí)間及音質(zhì)劣化,,也是今后繼續(xù)要攻克的研究課題。

而如今,,羅姆采用DiMAGIC Corporation的指向性控制技術(shù),,并且成功地使環(huán)境噪音大幅度地衰減。利用波束賦形技術(shù)形成指向性,,并且通過(guò)把指向軸轉(zhuǎn)向聲源方向,,從而衰減了聲源以外的語(yǔ)音。在指向軸方向殘留的固定噪音通過(guò)噪音抑制的功能得以降低,,因而使得聲源變得清晰。其結(jié)果是使得背面方向的衰減量較傳統(tǒng)的麥克風(fēng)改善30dB以上,。因?yàn)槟茉趦H僅10mm的麥克風(fēng)間距實(shí)現(xiàn)這樣的效果,,所以可以搭載在小型便攜設(shè)備上。另外,,通過(guò)最優(yōu)化處理,,波束賦形技術(shù)可以將使用時(shí)的處理延遲時(shí)間控制在10msec以下,使得對(duì)于其它應(yīng)用程序的影響控制在最小的限度內(nèi),。再者,,由于能夠轉(zhuǎn)換指向性的形態(tài)和銳度,所以可以根據(jù)用途而實(shí)現(xiàn)最佳的指向性,。

 

<特點(diǎn)>

1)   敏銳指向性可以更加清晰地拾取聲源

獨(dú)有的信號(hào)處理技術(shù),,與以往麥克風(fēng)比較,實(shí)現(xiàn)了敏銳的指向性,,進(jìn)行聲音的清晰度處理,。聲源方向(0°)對(duì)于背面方向(180°)的衰減量與以往的麥克風(fēng)比較大幅度改善30dB以上。此外,,還可以實(shí)現(xiàn)10mm安裝間距,。

<BU8332KV-M與以往麥克風(fēng)指向性特點(diǎn)的比較>

 

*上圖為從視覺(jué)上表示指向性的圖表(指向性)。

圓表示從中心的方向開(kāi)始,,紅線表示各個(gè)方向的放大,。并且,,將0°方向取為聲源的方向。

2)   大幅度提高語(yǔ)音識(shí)別率

可以使語(yǔ)音不劣化,,能降低環(huán)境噪音,。因此,提高在環(huán)境噪音條件下的語(yǔ)音識(shí)別率,。通過(guò)本公司的檢測(cè),,在環(huán)境噪音等級(jí)55dBSPL的環(huán)境下的語(yǔ)音識(shí)別精度從5%提高到90%。


3)   可以選擇指向性模式

可以將指向性模式轉(zhuǎn)換為四種形態(tài),,而且能將指向性的方向反轉(zhuǎn)180°,,也可以調(diào)整指向性銳度。這些控制可以不改變麥克風(fēng)的配置,,而只是進(jìn)行寄存器的設(shè)定,。

① 無(wú)指向性:全方位的拾音。

② 單一指向性:拾取正前方的語(yǔ)音,,并且衰減后方的語(yǔ)音,。

③ 銳心型指向性:比起單一的指向性來(lái),還衰減側(cè)方的語(yǔ)音,。

④ 雙指向性: 比銳心型指向性更加衰減側(cè)方的語(yǔ)音,。

 

4)   其它的功能

?使用波束賦形技術(shù)功能時(shí)的處理延遲時(shí)間為10msec以下。

?搭載降低殘留在軸向指向方向的固定噪音的噪音抑制功能,。

?采樣頻率16kHz,。

?模擬輸出(LINEOUT)或者數(shù)字輸出(PCM接口)。

?可用3.3V的單系統(tǒng)工作(內(nèi)置核心電源調(diào)節(jié)器),。

?內(nèi)置有麥克風(fēng)用偏壓,、前置放大器的電路。

?雙線主機(jī)接口,。

?可以單機(jī)工作(內(nèi)置EEPROM用SPI接口),。

 

<用語(yǔ)說(shuō)明>

?波束賦形技術(shù)

是利用多個(gè)麥克風(fēng)的相位差,降低目標(biāo)方向以外的語(yǔ)音的技術(shù),。降低環(huán)境噪音,,提高目標(biāo)聲源的清晰度。

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