福建麦克风阵列内容

时间:2022年07月03日 来源:

    以及纠错过程中双手在手写板/笔和键盘、鼠标之间频繁切换就成了用户痛点。台式机三区键盘的3*3数字小键盘位于右边,适合右手使用,左撇子使用很不方便,当右手用鼠标,左手控制数字小键盘时,也很不方便。另外,台式机数字小键盘上缺少等号″=″键,数值计算时,以Enter键替代等号″=″键指令,但是在输入数学符号和数学公式时,Enter键执行的是回车换行的指令,并不能实现等号″=″的符号输入和屏幕显示。数字小键盘上缺少纠错的BackSpace键,纠错时手指要跨越到字母键区敲击BackSpace键,降低了纠错效率。传统的手写板具有笔迹输入功能,不具备笔迹显示功能,缺少笔端的视觉反馈,用户在板上书写的笔迹不是在笔端显示,而是在显示屏上显示,这种笔屏分离的书写体验很差,不利于精细书写。带胆固醇液晶屏的可视手写板虽然可以显示手写笔迹,但不支持局部涂改,无法实现MyScript交互墨水的功能。数理化公式、逻辑框图、设计草图等比普通文字具有更复杂的结构,只有精细书写,软件才能保持较高的识别率。语音识别需要采用麦克风拾音,单麦克风只能近场拾音,双麦克风阵列可以实现远场拾音,并且具有定向拾音和降噪功能。由于键盘没有喇叭和风扇等震动单元。利用设置不同拓扑结构的麦克风阵列获取语音信号,进行基于相位变换加权的可控相应功率的定位算法。福建麦克风阵列内容

    麦克风阵列波束形成,是对各阵元的输出进行时延或相位补偿、幅度加权处理,以形成指向特定方向的波束。在远场模型中,假设输入是一个平面波。设传播方向为θ,时域频率(弧度)为ω,声音在介质中的传播速度为c,对于在一个局部均匀的介质里传播的平面波,定义波束k为k=ωsinθ/c=2sinθ/λ,其中λ是对应于频率ω的波长。由于信号到达不同的传感器的时间不同,则阵列接收到的信号可表示为f(t)=[f(t-τ0)f(t-τ1)…f(t-τN-1)]T=[exp(jω(t-kτ0))exp(jω(t-kτ1))…exp(jω(t-kτN-1))]T其中τn为第n个阵元接收到的信号相对于参考点的时延,N为阵元个数,T表示转置。定义v(k)=[e-jωkτ0e-jωkτ1…e-jωkτN-1]T矢量v包含了阵列的空间特征,称为阵列流行矢量。则f(t)可表示为f(t)=ejωtv(k)。阵列处理器对一个平面波的响应为y(t,k)=HT(ω)v(k)ejωt其中H(ω)是滤波器系数向量的傅里叶变换。符号y(t,k)强调了输出和输入波数k的关系。时域上的相关性体现在输出是一个复指数,和输入平面波有相同的频率。在频域上式可表示为Y(ω,k)=HT(ω)v(k)。注意此处ω对应单一的输入频率,所以是窄带的。阵列的空时处理关系完全可以由上式的右端描述,称为阵列的频率-波数响应函数。上海光纤数据麦克风阵列服务标准使用无线连接方式操控便携式可视化麦克风阵列,即操作方便,又不易于暴露。

    实现噪声抑制、混响去除、人声干扰抑制、声源测向、声源、阵列增益等功能,进而提高语音信号处理质量,以提高真实环境下的语音识别率。事实上,靠麦克风阵列也很难保证语音识别率的指标。麦克风阵列还是物理入口,只是完成了物理世界的声音信号处理,得到了语音识别想要的声音,但是语音识别率却是在云端测试得到的结果,因此这两个系统必须匹配在一起才能得到好的效果。不如此,麦克风阵列处理信号的质量还无法定义标准。因为当前的语音识别基本都是深度学习训练的结果,而深度学习有个局限就是严重依赖于输入训练的样本库,若处理后的声音与样本库不匹配则识别效果也不会太好。从这个角度应该非常容易理解,物理世界的信号处理也并非越是纯净越好,而是越接近于训练样本库的特征越好,即便这个样本库的训练信号很差。显然,这是一个非常难于实现的过程,至少要声学处理和深度学习的两个团队配合才能做好这个事情,另外声学信号处理这个层次输出的信号特征对语义理解也非常重要。看来,小小的麦克风阵列还真的不是那么简单,为了更好地显示这种差别,我们测试了某语音识别引擎在单麦克风和四麦克风环形阵列的识别率对比。另外也要提醒,语音识别率并非只有一个WER指标。

    而且受使用时长以及室内复杂环境等多种复合因素的影响,导致麦克风阵列接收信号的频率响应特性与理论值存在较大偏差,这些偏差会使定位精度下降,因此,对麦克风阵列频率响应的校准对于室内移动声源定位精度的进一步提升具有重要意义。技术实现要素:本发明的目的是针对上述缺陷,而提供一种基于不同麦克风阵列拓扑结构分析的室内声源定位方法。该方法利用设置不同拓扑结构的麦克风阵列获取语音信号,进行基于相位变换加权的可控相应功率的定位算法,加上随机区域收缩的优化算法,从定位结果上分析了各个麦克风阵列性能的优劣,并且针对在真实室内环境中,麦克风阵列与说话人(声源)之间存在干扰的情况下,声源定位能力不足的实际问题,提出一种多通道低通滤波与多通道自适应滤波融合的阵列校准方案,使定位结果具有较高的精度。实现本发明目的的技术方案是:一种基于不同麦克风阵列拓扑结构分析的室内声源定位方法,包括如下步骤:(1)设置麦克风阵列室内声源定位系统,该系统由顺序连接的麦克风阵列拓扑结构分析模块、阵列自适应滤波校正模块和声源定位算法及分析模块构成;(2)提取语音信号:在室内布置合适的麦克风阵列,说话人发声,录下说话人的语音。麦克风阵列一般用于:声源定位,包括角度和距离的测量抑制背景噪声、干扰、混响、回声信号提取。

    麦克风阵列,是一组位于空间不同位置的全向麦克风按一定的形状规则布置形成的阵列,是对空间传播声音信号进行空间采样的一种装置,采集到的信号包含了其空间位置信息。根据声源和麦克风阵列之间距离的远近,可将阵列分为近场模型和远场模型。根据麦克风阵列的拓扑结构,则可分为线性阵列、平面阵列、体阵列等。(1)近场模型和远场模型声波是纵波,即媒质中质点沿传播方向运动的波。声波是一种振动波,声源发声振动后,声源四周的媒质跟着振动,声波随着媒质向四周扩散,所以是球面波。根据声源和麦克风阵列距离的远近,可将声场模型分为两种:近场模型和远场模型。近场模型将声波看成球面波,它考虑麦克风阵元接收信号间的幅度差;远场模型则将声波看成平面波,它忽略各阵元接收信号间的幅度差,近似认为各接收信号之间是简单的时延关系。显然远场模型是对实际模型的简化,极大地简化了处理难度。一般语音增强方法就是基于远场模型。近场模型和远场模型的划分没有的标准,一般认为声源离麦克风阵列中心参考点的距离远大于信号波长时为远场;反之,则为近场。设均匀线性阵列相邻阵元之间的距离(又称阵列孔径)为d,声源高频率语音的波长(即声源的小波长)为λmin。麦克风阵列一般来说有线形、环形和球形之分,严谨的应该说成一字、十字、平面、螺旋、球形及无规则阵列等。上海光纤数据麦克风阵列服务标准

声源与麦克风阵列的距离,是麦克风阵列孔径,是声源的工作波长。福建麦克风阵列内容

    现在的口径还是较大,声智科技现在可以做到2cm-8cm的间距,但是结构布局仍然还是限制了ID设计的自由性。很多产品采用2个麦克风其实并非成本问题,而是ID设计的考虑。实际上,借鉴雷达领域的合成孔径方法,麦克风阵列可以做的更小,而且这种方法已经在领域成熟验证,移植到消费领域只是时间问题。还有一个趋势是麦克风阵列的低成本化,当前无论是2个麦克风还是4、6个麦克风阵列,成本都是比较高的,这影响了麦克风阵列的普及。低成本化不是简单的更换芯片器件,而是整个结构的重新设计,包括器件、芯片、算法和云端。这里要强调一下,并非2个麦克风的阵列成本就便宜,实际上2个和4个麦克风阵列的相差不大,2个麦克风阵列的成本也要在60元左右,但是这还不包含进行回声抵消的硬件成本,若综合比较,实际上成本相差不大。特别是今年由于新技术的应用,多麦克风阵列的成本下降非常明显。再多说一个趋势就是多人声的处理和识别,其中典型的是鸡尾酒会效应,人的耳朵可以在嘈杂的环境中分辨想要的声音,并且能够同时识别多人说话的声音。现在的麦克风阵列和语音识别还都是单人识别模式,距离多人识别的目标还很远。前面提到了现在的算法思想主要是“抑制”,而不是“利用”。福建麦克风阵列内容

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