湖北电子类麦克风阵列设计

    麦克风越多越容易实现更好的降噪和语音增果，所以为了达到同样或者类似的效果，双麦克阵列技术相对多麦克阵列的技术挑战性更高。但因为成本问题，采用双麦克阵列的技术挑战虽然大，但从应用普及的角度上却是大势所趋。另外，从效果上看，如果技术优化足够好，在3~5米的家庭环境中，双麦克阵列虽然可以和多麦克阵列做到几乎一样的降噪和语音增果。但双麦克有个缺点，就是声源定位只能定位180°内的范围，而环形麦克风阵列（不管是4Mic、6Mic还是8Mic）都可以做到360°全角度范围内的定位。所以GoogleHome只能有四个LED灯来显示状态，而AmazonEcho可以用LED灯显示说话人的方向。当然，这个差别对具有声源定位需求的产品存在影响，而且对一些本来就需要靠墙摆放的设备如空调、电视机等是没有任何问题的。而对于类似机器人等摆放在室内的产品，如果希望它能定位说话人位置，那就只能采用多麦克方案了。后，从产品的角度，双麦克方案简单更易落地。多麦克阵列大的问题是，无论线性阵列还是环形阵列，其对产品的外观、结构设计都有极为严苛的要求，因为麦克风是要求必须在空间上均匀分布的。而双麦克显然就不必考虑这些因素。线性麦克风阵列加性麦克风阵列的输出是各阵元的加权和优波束方向。湖北电子类麦克风阵列设计

    升压转换器u3的9脚、10脚、电容c14的一端、电容c15的正极、电容c16的一端、电感l2的一端、电感l1的另一端互相连接，电容c14的另一端、电容c15的负极、电容c16的另一端互相连接后接地，所述电感l2的另一端连接开关j2的3脚，开关j2的2脚连接插座j1的2脚，插座j1的1脚接地；稳压电源u4的1脚连接电容c19的一端后接入电源，稳压电源u4的2脚连接电容c19的另一端后接地，稳压电源u4的3脚连接电容c20的一端后接入电源，稳压电源u4的4脚连接电容c21的一端后接入电源，稳压电源u4的5脚接地，电容c20的另一端接地，电容c21的另一端接地；稳压器u5的1脚连接电容c17的负极、电容c18的一端后接地，稳压器u5的2脚连接电容c17的正极、电容c18的另一端后接入电源，稳压器u5的3脚接入电源；本实施例中，电源管理电路主要是提供系统所需的，5v以及正负12v电压；系统的输入电源由，升压转换器u3采用tps61230芯片实现，将电压升压至5v，给音频转换模块、语音增强模块供电；稳压器u5使用型号为，其将5v电压转至，给麦克风阵列供电；稳压电源u4使用型号为nr5d12的稳压电源实现，其将5v为±12v，为线放芯片和功放芯片供电；本发明的实施例中，在芯片对电压转换完成以后。湖北电子类麦克风阵列设计阵列的维度、阵元的个数、阵元间距都会影响麦克风阵列定位算法的定位精度与运算速度。

    如果声源到阵列中心的距离大于2d2/λmin，则为远场模型，否则为近场模型。近场模型和远场模型(2)麦克风阵列拓扑结构按麦克风阵列的维数，可分为一维、二维和三维麦克风阵列。这里只讨论有一定形状规则的麦克风阵列。一维麦克风阵列，即线性麦克风阵列，其阵元中心位于同一条直线上。根据相邻阵元间距是否相同，又可分为均匀线性阵列(UniformLinearArray，ULA)和嵌套线性阵列，均匀线性阵列是简单的阵列拓扑结构，其阵元之间距离相等、相位及灵敏度一直。嵌套线性阵列则可看成几组均匀线性阵列的叠加，是一类特殊的非均匀阵。线性阵列只能得到信号的水平方向角信息。线性阵列拓扑结构二维麦克风阵列，即平面麦克风阵列，其阵元中心分布在一个平面上。根据阵列的几何形状可分为等边三角形阵、T型阵、均匀圆阵、均匀方阵、同轴圆阵、圆形或矩形面阵等，平面阵列可以得到信号的水平方位角和垂直方位角信息。平面阵列拓扑结构三维麦克风阵列，即立体麦克风阵列，其阵元中心分布在立体空间中。根据阵列的立体形状可分为四面体阵、正方体阵、长方体阵、球型阵等。

    这两者的区别就是回声的时延更长。一般来说，超过100毫秒时延的混响，人类能够明显区分出，似乎一个声音同时出现了两次，我们就叫做回声，比如天坛着名的回声壁。实际上，这里所指的是语音交互设备自己发出的声音，比如Echo音箱，当播放歌曲的时候若叫Alexa，这时候麦克风阵列实际上采集了正在播放的音乐和用户所叫的Alexa声音，显然语音识别无法识别这两类声音。回声抵消就是要去掉其中的音乐信息而只保留用户的人声，之所以叫回声抵消，只是延续大家的习惯而已，其实是不恰当的。声源测向：这里没有用声源定位，测向和定位是不太一样的，而消费级麦克风阵列做到测向就可以了，没必要在这方面投入太多成本。声源测向的主要作用就是侦测到与之对话人类的声音以便后续的波束形成。声源测向可以基于能量方法，也可以基于谱估计，阵列也常用TDOA技术。声源测向一般在语音唤醒阶段实现，VAD技术其实就可以包含到这个范畴，也是未来功耗降低的关键研究内容。波束形成：波束形成是通用的信号处理方法，这里是指将一定几何结构排列的麦克风阵列的各麦克风输出信号经过处理（例如加权、时延、求和等）形成空间指向性的方法。波束形成主要是抑制主瓣以外的声音干扰，这里也包括人声。麦克风阵列主要面临环境噪声、房间混响、人声叠加、模型噪声、阵列结构等问题。

    为了减少电路本身引入的噪声，改善系统电源的稳定性，在每个芯片的电源输入和输出引脚外接旁路电容进行滤波。整个电源的接地划分为两部分，一块是纹波较大的电源供电电路的接地，另一块是麦克风模块和放大器芯片的接地，两部分的接地通过一个0欧电阻连接起来。翻译模块包括两个模式：普通模式和噪声模式；普通模式适用于环境噪音小、只有一个目标声源的情况，此模式下进行同声翻译时，不启动声音采集模块、音频转换模块、语音增强模块中针对多个竞争声源的去噪功能，采集到的声音信号直接进行数模转换后进行实时翻译流程；噪声模式下，启动针对多个竞争声源的去噪功能，通过声音采集模块采集的声音信号经过音频转换模块、语音增强模块中的去噪、语音增强后，进行实时翻译流程；翻译模块中对于翻译后的结果的确认方式，支持通过文本显示和语音播放两种形式通知给用户；翻译模块通过实时语音转写接口与翻译引擎通信实现实时翻译，其流程包括：a1：通过读转写模块建立与翻译引擎的通信；a2：通信建立后，通过读转写模块基于客户选择的源语言、目标语言、口音参数，将传入的声音信号转换成文本数据；a3：将文本数据通过实时翻译模块传给翻译引擎进行翻译。使用无线连接方式操控便携式可视化麦克风阵列。湖南信息化麦克风阵列

复杂的麦克风阵列主要应用于工业和**领域，消费领域考虑到成本会简化很多。湖北电子类麦克风阵列设计

近年来,通信产品技术突飞猛进，通信产业成为全世界发展速度的产业之一。在中国国内，受益于我国对相关部门与公共安全的重视，以及经济飞速发展带来的大型活动增加，我国专网通信行业保持飞速增长趋势。通信十多年的大发展，智能家居，语音识别算法，机器人交互系统，降噪等业务已深入我们的生活。围绕业务实现，网络运营公司、设备研发生产公司、设备安装公司、业务开发公司、网络管理机构、网络及设备维护公司等构成一个相互依存的产业链，通信行业由此诞生。2018年，“中美贸易摩擦”无疑成为刺入市场的一把利剑，也压制了智能家居，语音识别算法，机器人交互系统，降噪的加入热情。G20峰会的中美两国元首会晤，让紧张的中美关系看到一些转机，但双方未来的关系走向仍待观察。实际上，自从中美贸易摩擦不断升级以来，中国通信设备商所面临的国际经营压力较大，且事端不断。普遍的全球4G连接网络以及对5G网络早期商业化的持续加入将在很大程度上促进现代企业通信解决方案的采用。对于简化企业通信功能的需求以及BOYD趋势的日益普及，预计将在未来几年内持续推动语音识别，音效算法，降噪算法，机器人，智能玩具，软件服务，教育培训，芯片开发，电脑，笔记本，手机，耳机，智能穿戴，进出口服务，云计算，计算机服务，软件开发，底层技术开发，软件服务进出口，品牌代理服务。市场的增长。湖北电子类麦克风阵列设计

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