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文档之家› 阵列麦克风技术在手机上的应用
阵列麦克风技术在手机上的应用
NTT-DoCoMo Raku Raku Series Chang-Hong K219
Samsung W690/ W910
Lenovo P619/ P636/ P50
Lenovo ET600
Fortemedia Confidential
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富迪科技语音萃取技术
Fortemedia VETM Voice Extraction Technology
voice + noise
voice + noise
Music noise
Pink 1 noise
Pink 2 noise
Babble noise
School noise
Fortemedia Confidential
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SAM
TM VE 性能总结
应用两个普通全向麦克风,可以做到精确识别噪音并做准确消噪 手持使用时可在人嘴周围形成拾音球,球内声音加强,拾音球外所有 声音都被当作噪音压制 无论稳态,非稳态任何难处理噪音都可压制30db左右 超强消回音能力,适用于手机,对讲机等手持设备消噪和全双工免提 设计 在强环境噪音条件下提高语音识别率
VCPD (2pins)
在远端手机的录音,清楚体现聆听者的实际感受 SAM VE 开 启
Music noise
Pink 1 noise
Pink 2 noise
Babble noise
School noise
噪 声 压 制 关 闭
voice only
voice + noise
voice + noise
voice + noise
VoIP
VoIP speakerphones
Video / audio
Automotive
Hands-free car kits
Telematics Infotainment PND
phones PC peripherals Webcam Module
conference systems
富迪科技
阵列麦克风技术在手机上的应用
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为什么要采用富迪技术
全球第一家在SOC上提供阵列迈克风的解决方案 已申请了200多项专利,20项已获批准 可靠的基于DSP的噪声压制和回声消除技术 自主知识产权的软硬件开发 数位麦克风技术和产品系列(ECM和MEMS) 总部位于美国加州硅谷 分部设于中国(SH,SZ,NJ,BJ),台湾,韩国,日本,欧洲 150+名员工 全国范围内的实地技术支持
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富迪科技产品系列
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语音处理器- FM2018-38x
(2.5~5.0V) 低功耗,小封装 – 25/20mW in two/one microphone Application – Less than 20µA in power down mode – 3.9x2.0 mm2 22-pin WLCSP,0.5mm pitch 强大的功能 – Close-talk voice extraction zone creation with two omni-microphones – Superior acoustic echo cancellation – Flexible microphone configuration – Accurately detects voice activity Line-In Input 性能指标 – Non-stationary noise suppression: up to 34dB – Stationary noise suppression: up to 27dB – AEC echo loss: up to 71dB
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富迪科技下行语音信号增强技术
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下行信号噪声压制
利用语音信号特征压制噪音 消除残余噪音中的水声等失真 在保留语音质量的同时压制 12dB的稳态噪音
Noise Suppression
Remove
VSS VDDC (2pins) VDDIO
低功耗,小封装
– – – – – – – – – 25mW in two microphone application Less than 10uA in power down mode 4x4 mm2 24-pin QFN,0.5mm pitch Close-talk voice extraction Superior acoustic echo cancellation 16kHz sampling rate Far end noise suppression Bright voice engine Digital microphone interface
远端手机Nokia N95 在AMR模式下进行 录音
利用编辑软件将 ARM格式转换为 PCM格式
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SAM
voice only
TM VE 语音萃取技术的实际测试
voice + noise voice + noise voice + noise voice + noise voice + noise
Noise
Noise
在低信噪比环境下仍能可靠工作
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语音拾取范围的方向选择性
SAM VE 技术提供了极强的声音拾取选择性 (见60cm 声源测试图)
–在315° 具备最强的语音拾取能力(指向使用者的嘴部) –对180 ° 噪声源提供最强压制 –90 ° 噪声源完全落于有效拾取范围外
90o
315o 0o
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语音拾取范围的距离选择性
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SAM
TM VE 语音萃取技术的实际测试
无线网络
实际通话测试系统设置
GSM* 蜂窝基站
近端手机Samsung W690 1. 噪声压制开启 2. 噪声压制关闭
Watering Artifacts
Low Frequency
High Frequency
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BVE丽音增强技术
环境噪音可屏蔽下行语音使得使用者难以听清 BVE 获取环境噪音的准确特征 BVE将环境噪音分5个频段进行分析,然后按心理声学原 理将下行语音信号按5个频段进行调整,使得语音超出环 境噪音的屏蔽门槛,从而使使用者易于听清 效果远优于简单的自动音量调整
Noise
Noise
2. 语音生成模型
– 利用人类语音的特性(音调,速度,谐波)进一 步从噪音中提取有用的语音信号和压制噪音 – 提供12 dB的噪声压制
Noise
Noise
3. 人耳听力模型
– 利用心理声学理论(屏蔽模型,基于人工耳蜗 的滤波阵列,动态范围控制等)改善有用语音 的特性 – 可使语音的MOS评分提高0.9
与联电的紧密联系确保芯片的可靠供应 从2001年起已卖出超过一亿套芯片
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2
富迪环球销售和支持网络
Headquarters Technical Support Sales Representatives
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移动语音通讯面临的挑战
噪音环境
非稳态噪音 非线性回声 不规则多路径杂散噪音场 噪音变化自适应 风噪 语音辨识 语音质量 公共场合轻声细语
结构设计轻,薄,小
声音反射和共振
多种实用方式
手持近场应用
机械振动
通话同时检视屏幕
免提通话
要求大于30dB的噪声抑制
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富迪SAM技术使手机使用者受益
基于如下原理的自适应滤波技术 1. 声音传播模型
– 利用语音和噪声音波到达两个麦克风时的差别 – 形成围绕使用者嘴部周围的最佳收音区从而拾 取语音而排斥环境噪音 – 传播模型具有SNR自动调整能力 – 提供25 dB的噪声压制
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富迪合作伙伴
Handset baseband provider
PC codec vendor
Fortemedia
Handset codec vendor
Microphone vendor
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6
部分采用富迪技术的手机
BVE 2. Emphasize voice spectrum above masking threshold
1. Detect noise
3. Hear better
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BVE的实际测试结果
在安静环境下的下行语音
在粉红噪音环境下的下行语音
Fortemedia Confidential
Fortemedia Confidential
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FM2018-38x应用系统连接
Baseband
I2C
Mic
MIC MIC SPK SPK L/O L/I
FM2018
Mic Mic
CODEC
Audio Amp.
Stereo Jack