富迪科技 (語音通訊產品)
最開始是從回聲消除做起。逐步轉入雜訊壓制研究。
產品功能:
一,回聲消除(aec)
在藍芽耳機產品中,由於產品體積小,話筒和喇叭的位置靠的很近,所以回聲是乙個比較突出的問題。
而其他應用在擴音(免持)通話(hand free)
如可應用產品有:手機擴音系統
擴音車載通話產品
voip,網路**產品
電腦周邊類,usb**
筆記本,平板電腦
這裡需要區分的另一種類似回聲的表現形式,即卡拉ok,或歌廳中,唱歌時,話筒靠近喇叭時產生雜訊,那不屬於回聲,正確講是屬於自激嘯叫(聲反饋),即本身的話筒聲音到喇叭時,喇叭把聲音又傳回話筒,再迴圈引起。如下圖
如果是象這種產品的應用,則只能是考慮用聲音萃取技術,把喇叭過來的聲音進行壓制,而達到目的。
二,雜訊壓制(ns--noise snppresion)
由於雜訊內也包含語音,所以只能用壓制的方式,而不是消除,把語音之外的雜訊減小。
按雜訊的不同總的了分類為:
a:穩態雜訊。即有規律的聲音。如持續的風聲,馬達聲,電機運轉聲。
一般來說這類雜訊固定壓制20db,如壓制太多,則人聲也會被損害。相比之下,這類雜訊處理很多公司可以做,也比較容易處理。
b:非穩態雜訊。
無規律,不可**突發的聲音,如人聲,機器聲,嘈雜聲,這類雜訊的處理也是富迪的特色之處。
富迪定義這個技術的名稱為:語音萃取(正式推廣的用詞)。
之前一直是採用 拾音束 來宣傳形容,但在其他品牌非議和攻擊下容易做為乙個缺點來定位,所以,正式宣傳不採用拾音束的詞句來形容。
但這項處理技術在擴音狀態下是無效的,也不可實現,只有用在個人通訊方式才有作用,即類似手機貼在嘴邊打那種形式。
由於個人通訊方式也會存在不同的操作,如手機拿持的方式,和手機與使用者的位置,會產生效果上的差異和誤解,所以富迪在產品新一代處理方式中有補充這個問題的地方,即在語音萃取方式上再加上自自適應處理,處理效果隨雜訊級別的增加而不同萃取方式。
接著講述非穩態雜訊壓制的實現是如何設計的。
一般來說在雜訊中要把需要的語音取出來,需要多個話筒的配合,以實現對多方位聲音的詳細拾取,並加以辨別,這就是陣列麥克風技術,兩個甚至更多的麥克風組成的乙個陣列。
而富迪的設計是採用兩個mic,所以也就簡稱為小型陣列麥克風(sam)。
他的設計
在這裡的設計中麥克風類似產品的耳朵,麥克風的位置和數量都對產品的效果有決定性的作用。
目前設計比較成熟的工作原理則如下圖:
副(參考)mic位置
小 外部雜訊(非穩態)
兩方向聲音大小類似
人語音 手機(產品) 此部分的為需要處理的部分
也為分析出來的雜訊。
大 主mic位置
富迪的技術也就是萃取主mic位置旁邊的聲音,也就是需要傳送給另一方通話人的聲音。手機也即成為最需要此技術的產品之一,而pc/筆記本由於本身的處理能力非常高,所以是採用另一種方式來達到類似效果,即用數字mic加軟體計算來實現。
接著也就說一下普通mic和數字mic的區別應用
共振膜
電容式駐極體mic,即普通模擬mic,由於內部有共振膜,所以焊接的溫度有嚴格要求。
還有缺點就是輸出訊號是模擬訊號,容易被干擾和產生噪音。
新一代的常規數字mic則是在普通mic中再加入乙個模數轉換晶元,從而直接從mic輸出數碼訊號。
數字mic的優點是不受干擾,拾取語音效果好,缺點在目前來說主要還是**偏高。一般來說**在0.25美金,折算人民幣大概在1.6-1.7元,而常規普通mic成本是0.07美金,大概為0.4到0.5元人民幣。
介紹數字mic的原因是由於在富迪新一代的語音處理晶元fm34中,由於ic工藝製程的先進,和處理效果的更高要求,
已經從之前的模擬訊號介面,全面轉變為數字介面,所以在推廣fm34的新產品中,必須要求客戶配套採用數字mic,如想保持採用普通mic的話,則需在fm34前一級加上另一顆處理晶元fl124。
具體如下圖:
數字mic
國際標準
pdm介面 pdm優點是可以把數字mic併聯使用,優化線路。
在fm34上應用普通mic如下圖
普通mic
這樣的成本就會高一些。
按功能效果劃分,在國內另有一英國的品牌,他們技術被稱為聽力分析技術,但由於功耗大(為70mw,富迪為20mw),**高(2美金到2.5美金,富迪為1美金左右),而且還有個缺點就是引腳多,所以綜合各方面因素,已經退出中國市場。
富迪經過2年的推廣,國內品牌已採用的有長虹,聯想,都固定有幾百k/月,而宇龍也在新系列手機大量採用。
另外要知道一點的是手機的處理晶元內部也是具備部分消回聲和雜訊壓制功能,但只能說引數要求不高時,是沒問題的,比如消回聲只要協調好喇叭和話筒的反饋量,而常規穩態雜訊能壓制10db左右,所以專業性的引數要求,還必須加入類似富迪這樣的處理晶元。
另外富迪在早期的應用設計中,為了更好的擴充套件晶元的功能效果,做到準確的定向和定範圍的拾取語音及形成語音束,採用在雙麥陣列中,把其中乙個麥克風指定為選用指向性麥克風。
指向性麥克風通過配合相應聲學構造可以讓麥克風拾取指定方向的語音頻號,但該mic有比較多的缺點,即對產品結構設計有要求,密閉性也要好,還必須保證在生產組裝過程中嚴格按流程操作,而且該mic還不能抗風,在有風的情況下,工作會受干擾,綜合考慮下,在國內的生產環境下,暫不推這中應用方式,只主推使用普通mic的設計。
之前的應用設計曾經針對藍芽耳機市場推了很長時間,主攻消回音方向,但由於競爭對手csr(英國建橋)做藍芽晶元,並在藍芽晶元中整合回聲消除功能,所以富迪最後選擇退出藍芽耳機市場。
下面講解產品系列:
富迪最早的產品為fm1093
但工作條件是 fm1093+flash(必須) 把演算法程式裝入flash中,這樣的好處就是便於公升級,可後期加入更新更好的功能應用,即可多方式應用。但造成的缺點是成本高,大概在晶元要5美金再加上flash的**,而且功耗也大,有100mw,但帶來另乙個優點是處理速度快,音訊頻率可處理8khz以上,所以語音效果比較好。
由於成本及各其他因素,上面的晶元推廣不容易,就不在生產了,轉變為另一種方式,把fm1093和快閃儲存器兩部分合併固化成一體,做成一顆單晶元,就是後期到現在的各版本的由來。但封成一體後,由於處理能力的缺點,只能處理4khz的語音頻率,所以也只能適應語音通話應用產品上了。
隨演算法的提高,而逐步優化並出現的型號有:
fm1072 lqfp48 演算法版本為v26 功能帶有usb 及pa(功放) 早期產品,已不推
fm1182 lqfp48 演算法版本為v30 帶usb,去掉pa
fm2010we csp22 演算法版本為v30 去掉usb和pa,屬簡化版,體積小,開始進入手機/pc產品
fm2010ne qfn22
fm2018we csp22 演算法版本為v38 曾有ne字尾,qfn22封裝,但沒批量生產,只作為實驗板應
用 fm34-ne qfn32 演算法版本為v395 此版本已經轉為全數字介面,成本更低,效果更好,
fm34-we cps25 演算法版本為v395
fm34是純數字介面,目前有應用在手機,mid,平板電腦等產品上。
另外fm1182在早期曾為日本富士封乙個專門版本fm11-ge-300 lqfp48演算法為v30,不帶usb和pa。
到目前為止,去掉老型號,和未推出來的型號,只需推廣三個型號。
1,fm11xx-380系列 lqfp48 介面為模擬進出 有上行處理 有下行處理(頻寬為4khz)
2,fm2018we-380 csp22 模擬介面進出 有上行處理,無下行處理,缺點為無法控制喇叭
輸出,消回聲效果差一些,優點為喇叭輸音質為原 產品輸出,效果好。而針對這
情況也就有個更新版本fm34
3,fm34 csp25/qfn32 全數字介面,需採用數字mic,相應增加設計難度,對技術需要更專業。
有上行處理
, 有下行處理,甚至比fm1188還好,完全解決fm2018的缺點,可多方式
處理,可動態調整,優化音質,並語音頻率頻寬4khz/8khz可選。
晶元產品的設計應用
fm2018/fm1188的應用
常規產品未加入晶元時如圖:
而當需要加入我們的晶元fm2018/fm1188時,則只需切斷相應線路,把晶元線路介入即可。對原產品設計無影響。
fm34由於是純數字埠,應用相對複雜一些。
i2s/pcm
數字mic
目前已知的機型有用到富迪產品
索尼愛立信 j20
麗音版g7 (華為海思k3方案使用的是fm2018)
語音萃取,雜訊壓制,抗雜訊設計,雜訊遮蔽,回聲消除,小型陣列麥克風,
雙麥抗雜訊設計。
而從功能應用來分析可適用到的產品為:
1,手機產品(推介fm2018,體積小,適用功能為降噪音,語音萃取,部分消回音,
但不適用在擴音功能開啟情況下)
2,mid/平板電腦產品(推薦fm2018或fm34,體積小,fm2018設計簡單,但只有上
行處理,能適用簡單通話的應用,且通話方式有要求,如設計能力強的可推
薦fm34,有上下行處理,帶優化功能,且成本更低。兩者方式需雙mic。
3,車載通話產品,推薦fm1188,適用功能為回聲消除,並可遮蔽部分雜訊單mic即
可。 為回聲消除,雜訊壓制。
5,樓宇對講系統。推薦fm1188或fm34,簡單應用則fm1188即可,適用功能
為回聲消除,雜訊壓制。
6,錄音筆及錄音數碼裝置。(推介fm2018,體積小,適用功能為降噪音,語音萃取,
,但不適用在遠離被錄音者旁邊工作,如需此方式,則會需用到指
向mic)
更多應用,也有待摸索。
聯絡人:鄧r
傳真:0755-61351350
公司名稱:深圳市高智創電子****
什麼是回音消除技術?
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