羅姆半導(dǎo)體開發(fā)出提高語(yǔ)音的數(shù)字信號(hào)處理IC“BU8332KV-M”

　　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(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(duì)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(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月份開始以月產(chǎn)8萬(wàn)個(gè)的規(guī)模投入量產(chǎn)。

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　　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(hào)處理IC，通過采用使用兩個(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(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。

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　　*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(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%。

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　　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。

　?、?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。

　?、?雙指向性： 比銳心型指向性更加衰減側(cè)方的語(yǔ)音。

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　　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。