tag 标签: 语音降噪测试

相关博文
  • 热度 7
    2023-6-5 18:06
    1917 次阅读|
    0 个评论
    双麦阵列定向拾音束降噪芯片NR2048的应用和测试
    今天我们来了解一个最新降噪技术芯片NR2048,NR2048采用声学专有技术,使用先进的波束形成技术,跟踪讲话人的语音并过滤掉不需要的背景噪音,波束成型技术是利用两个麦克风组成阵列,利用各自麦克风的拾取范围叠加形成的角度通过专门的算法来拾取需要的语音,并把拾取角度以外的声音屏蔽.以此来达到语音通话或者语音输入时需要的降噪功能. 传统 双麦降噪是 反馈式双麦降噪, 区分主麦克风和付麦克风, 在摆位时, 主麦克风需要靠近说话人, 付麦克风则远离说话人,对着噪音源的方向。 按设计要求,主麦克风拾取到的需要保留的 人声信号幅度,要比付麦克风拾取到的人声大于 6dB 以上。这样才能比较理想的把主麦附 近的人声完整的保留,并对其他噪音进行大幅度压制。 由于主副麦克风需要有一定的信号差值才能实现比较好的降噪效果,此双麦降噪方式 适合近距离使用的产品,且要求主付麦克风摆位不朝一个方向,尽量远离。比如通话耳麦 产品,对讲机产品,手机便携产品,穿戴头盔产品,鹅颈麦客服通话产品等 NR2048采用双麦阵列定向 拾音束的降噪方式,不用区分主麦克风和付麦克风,在摆位时,要求2个麦克 风朝向一致,双麦距离在3cm-18cm 之间。 夹角拾音束降噪方式,可以方便的让2个麦克风摆放在同一个平面,并且形成一个 可调角度的拾音范围。 拾音有效范围如上图, 在 MIC0 和 MIC1 的中间位置为原点,正前方蓝色夹角区域内 的声音会判断为有效,保留; 而 2 端之外黄色区域为屏蔽区域。 这个拾音夹角功能, 在除了可以压制常规的稳态有规律的噪音除外,还可以吧在蓝色 拾音束范围外的非稳态没规律的噪音也完全压制。 适合应用的场景有,嘈杂的车间,车站, 机场,站台等环境噪音特别大, 并且使用设 备的操作者,可以固定在拾音角度说话使用。 对所有拾音束外的有效降噪可以达到 80dB. 拾音束降噪的拾音角度可以根据使用要求设置, 常规默认设置为 60 度夹角。 了解完NR2048的降噪原理,下面我们来看一下NR2048的内部构造和性能参数: 主要性能 NR2048内置硬件支持 8KHz 至 48KHz 的信号采样率 o 芯片 内置双核数字信号处理器(DSP)子系统的语音处理器,包括硬件计算加速器、RAM 和 ROM o 三套独立的串行端口,支持灵活的数字数据格式,每一套都可以编程为 PCM、I2S 或 TDM 从 模式 o 五个 TDM 信道最多支持三种独立格式,每个 TDM 信道可以配置为 I2S 或 PCM o 高度可配置的引脚可编程,最多支持三个 PDM 输入和四个 PDM 输出 o PDM 输出数据的 PDM 时钟可以是 1.024、2.048、3.072 或 4.096 MHz。 o 串行主机接口(SHI)与 I2C 兼容,支持实时命令和参数下载,用于处理器控制和配置 o 具有内置 PLL 的灵活时钟输入,支持 3 至 48MHz(1 或 2.048MHz 步进,以及 3.684、 7.68、14.4、15.36、16.8、19.2、19.68 和 38.2MHz o 可编程数字增益控制:语音输入/输出端口上的 -143.25 至+24dB,增量为 0.75dB 应用功能 o 强大的回音消除(AEC)提供全双工 MI 免提通话回音消除高达 85dB o 噪音抑制,在嘈杂的环境中提供自然清晰的对话 o 支持宽带(HDVoice)和窄带语音应用程序,支持(3400kHzpass-band) 与(7100kHz pass-band) 信号幅度下的稳态和非稳态回音消除 o 环境噪声自适应语音增强(BVE) ,将喇叭的输出加以自动化处理,还原自然、零失真的声音,以 改善使用者的听觉感官. o 用于入站和出站语音路径的动态范围控制(DRC) o 入站和出站语音路径上的自动增益控制(AGC) o 远场语音拾取,用于免提会议系统的应用 o 自动麦克风校准,用于补偿多麦克风实施中的±3dB 麦克风灵敏度差异 o 高分辨率均衡器,用于补偿音乐播放模式下的扬声器频率响应 o 音频均衡器,用于补偿语音通信模式下的接收和发送频率响应 o 支持手持和免提设备的 3 麦克风阵列拾取 o 内置侧音消除 o 语音识别(VR)速率增强模式,适用于手机和免提模式下高噪声环境下的语音搜索应用 o 8/16/24/32/44.1/48KHz 信号录音模式下的降噪 NR2048内部框架图 系统应用框图: NR2048电路和设计原理图: 根据以上电路设计图我们可以做出NR2048的模块 此外为了更方便的连接电脑进行测试评估我们还设计了一个USB模块 NR2048 采用的是数字信号输入.我们还得设计一个双数字麦克风小板 由于我用测试板是一个通用的测试板所以NR2048模块的脚位并不匹配.所以我专门做了个转换板. 全部测试素材准备完毕 由于篇幅实在太长了.下次我们来分享测试平台的搭建过程和测试过程