《電子技術(shù)應(yīng)用》
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羅姆開發(fā)出數(shù)字信號處理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),開發(fā)出使兩個(gè)無指向性的麥克風(fēng)形成敏銳的指向性(波束賦形技術(shù)),、提高語音品質(zhì)的數(shù)字信號處理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,使得對于其它應(yīng)用程序的影響控制在最小的限度內(nèi),。通過這些措施,,有助于提高各種設(shè)備的語音識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月份開始以月產(chǎn)8萬個(gè)的規(guī)模投入量產(chǎn)。

近年來,,隨著語音識別技術(shù)的日益發(fā)展,,語音輸入系統(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議的日益頻繁,,未來開發(fā)性能更加良好的拾音技術(shù)勢在必行。

在這種趨勢下的拾音技術(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,,就會出現(xiàn)麥克風(fēng)的尺寸變大,,而物理結(jié)構(gòu)沒有變化,不能夠控制指向性等問題出現(xiàn),。

此次,,羅姆開發(fā)出的這款數(shù)字信號處理IC,通過采用使用兩個(gè)無指向性的麥克風(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,并且通過把指向軸轉(zhuǎn)向聲源方向,,從而衰減了聲源以外的語音,。在指向軸方向殘留的固定噪音通過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>

 

*上圖為從視覺上表示指向性的圖表(指向性),。

圓表示從中心的方向開始,,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)   大幅度提高語音識別率

可以使語音不劣化,能降低環(huán)境噪音,。因此,,提高在環(huán)境噪音條件下的語音識別率。通過本公司的檢測,在環(huán)境噪音等級55dBSPL的環(huán)境下的語音識別精度從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 無指向性:全方位的拾音,。

② 單一指向性:拾取正前方的語音,,并且衰減后方的語音。

③ 銳心型指向性:比起單一的指向性來,,還衰減側(cè)方的語音,。

④ 雙指向性: 比銳心型指向性更加衰減側(cè)方的語音。

 

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)。

 

<用語說明>

?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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