1. Panoramica
Questo documento descrive l'introduzione hardware, le descrizioni dell'interfaccia, le funzionalità dell'algoritmo, le istruzioni sull'installazione e le relative note di progettazione del prodotto HP-DK65M Microphone Array Kit per guidare la progettazione dello sviluppo.
2. Principio di progettazione
In ambienti tipici in cui il rumore viene sempre da tutte le parti e si incrocia con lo spettro del segnale vocale, insieme all'effetto dell'eco e dell'eco, è molto difficile utilizzare un microfono separato per acquisire una voce pura.
Questo prodotto utilizza un array di 4 o 8 microfoni, integrando la soppressione del rumore, la soppressione dell'eco, l'eliminazione dell'eco, il fascio fisso e altri algoritmi per estrarre efficacemente la voce del parlante in un ambiente rumoroso e ridurre le interferenze del rumore ambientale. Attualmente è ampiamente utilizzato in scenari come la finanza intelligente, i servizi intelligenti, le auto intelligenti, le case intelligenti e i robot per fornire soluzioni adeguate.
Figura 2-1 Schema di progettazione del kit di microfono HP-DK65M
3 Analisi terminologica
Tabella 2-1 Elenco di analisi dei termini
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Numero di serie |
Funzionalità |
Descrizione |
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1 |
AI riduzione del rumore |
Suppressione del rumore in stato stabile e non stabile |
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2 |
Ricezione direzionale |
Pick-up all'interno del raggio di fascio, gamma di pick-up regolabile |
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3 |
Miglioramento vocale |
Miglioramento della voce all'interno del fascio |
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4 |
Eliminazione eco |
Elimina il segnale di riproduzione dalla registrazione |
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5 |
Soppressione dell'eco |
Suppressione dell'eco ambientale |
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6 |
Distanza di raccolta, raggio regolabile |
Regolazione di diverse distanze di raccolta e gamma in base a diverse scene |
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7 |
Microfono lineare |
4 o 8 microfoni per un layout a forma lineare |
4 Il quadro del sistema
Figura 4-1 Schema del sistema
Come mostrato nella Figura 4-1, il framework del sistema è composto da scheda acquisizione * 2, scheda madre * 1, l'audio multicanale della scheda acquisizione del microfono viene inserito nella scheda madre attraverso la linea FPC, l'audio dopo l'elaborazione della scheda madre può essere esportato al dispositivo utente tramite USB_AUDIO.
Configurazione hardware e elenco
La progettazione hardware utilizza il principio di progettazione modulare, semplice da usare. La scheda madre supporta una varietà di interfacce periferiche, l'interfaccia audio di uscita ha USB Audio, Lineout e porte seriali, l'uso libero di unità, può supportare Windows, Linux, Android e altri sistemi. L'elenco delle configurazioni hardware è riportato nella tabella 5-1, mentre l'elenco dell'hardware è riportato nella tabella 5-2.
Tabella 5-1 Elenco delle configurazioni hardware
| Numero di serie |
Nome |
Descrizione |
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1 |
sistema |
Sistemi Linux |
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2 |
Memoria |
128MB DDR3+128MB FLASH |
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3 |
cpu |
ARM@ A7, Dual core, frequenza principale 1,2 GHz |
Tabella 5-2 Elenco dell'hardware
| Numero di serie |
Nome |
Descrizione |
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1 |
MIC1_Board |
Tavola di raccolta 1, 4 grano digitale |
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2 |
MIC2_Board |
Tavola di raccolta 2, 4 grano digitale |
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3 |
MB_Board |
scheda madre, algoritmi di esecuzione, output audio dopo l'elaborazione dell'algoritmo |
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4 |
Lineatura 10pin-0.5mmFPC |
Collegamento scheda di raccolta e scheda madre, lunghezza cavo 30cm |
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5 |
Cavo audio / USB |
Interfaccia 5PIN-PHS 2.0mm |
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6 |
Linea di recupero |
4PIN-PHS 2.0mm, Lunghezza linea 80cm |
6 Esposizione fisica
6.1 Dimensioni fisiche della scheda di raccolta lineare
Dimensioni della scheda di raccolta lineare: 110mm * 8mm * 1.2mm;
Lo spazio tra i due fori a vite adiacenti è di: 35 mm; lo spazio tra i due microfoni adiacenti è di: 35 mm.
6.3 Dimensioni fisiche della scheda madre


7. Progettazione della struttura del microfono
7.1 Requisiti generali di progettazione
(1) il microfono deve essere strettamente attaccato al lato interno della conchiglia e deve essere chiuso e ammortizzato con un involucro in silicone.
(2) il microfono deve essere lontano dall'altoparlante o dalla fonte di vibrazione, cercando di tenere il microfono lontano dall'altoparlante o indietro all'altoparlante.
(3) Il microfono può essere installato sullo stesso piano (la cassa può avere un certo raggio).
(4) Eliminare la corna causando la risonanza della cassa o della cavità.
7.2 Intenzione di chiusura del microfono

(1) Il valore di riferimento del diametro del foro di raccolta è 1-1,5 mm.
(2) La profondità del foro non supera i 3 mm.
Nota: la dimensione A è la profondità del foro, contenente lo spessore della cassa e lo spessore del rivestimento in silicone.
(1) Il valore di riferimento dello spessore del rivestimento in silicone del MIC è di circa 1 mm, circa 0,5 mm dopo la compressione.
(2) Il rivestimento in silicone e la custodia devono essere strettamente adattati.
8 Indicatori di prestazione del software
Gli indicatori di prestazione degli algoritmi software sono i seguenti:
| Eliminazione delle prestazioni e del consumo di risorse | Prestazioni (ERLE) | Utilizzo della CPU (Mips) | Utilizzo di RAM (M) |
| Otto anelli | Incremento del rapporto di ritorno > 40db | 150 | 0.42 |
| Otto di grano lineare | Incremento del rapporto di ritorno > 40db | 150 | 0.42 |
| Suppressione del rumore all'interno del fascio | Prestazioni (ERLE) | Utilizzo della CPU (Mips) | Utilizzo di RAM (M) |
| Rumore non regolare | Rapporto segnale/rumore > 15db | 35.8 | 0.33 |
| Rumore regolare | Rapporto segnale/rumore > 20db | 30 | 0.29 |
| Prestazioni di riduzione dell'eco e consumo di risorse | Prestazioni (ERLE) | Utilizzo della CPU (Mips) | Utilizzo di RAM (M) |
| Ritardo dell'eco <600ms | Aumento del rapporto di mistura di lettere > 10db | 248.3 | 0.63 |
| Ritardo di eco <900ms | Aumento del rapporto di mistura di lettere > 8db | 480.4 | 1.64 |
| Prestazioni complessive dell'algoritmo | Ripristino audio | Ritardo |
| Otto anelli | >97 | <200ms |
| Otto di grano lineare | >95 | <200ms |
Domande frequenti Q&A
Q: Quanto è il raggio di raccolta del prodotto? L'intervallo di raccolta è regolabile?
A: microfono a anello con MIC1 (0 gradi / 360 gradi) come punto di origine, l'area di ± 30 gradi come gamma di raccolta efficace; Il microfono lineare ha 90 gradi come punto di origine e l'area ± 30 gradi come gamma di raccolta efficace. La gamma di raccolta è regolabile.
Q: Qual è la distanza del prodotto? È regolabile?
A: La distanza di raccolta del suono ottimale del prodotto è di 20-300 cm, la distanza di raccolta del suono può essere modificata regolando il guadagno.
Q: L'angolo di installazione della scheda di raccolta è richiesto?
A: la scheda di raccolta anellare è installata sul livello dell'apparecchiatura dell'utente, la testa del microfono è rivolta verso l'alto, la direzione MIC1 è rivolta verso l'utente; Le schede di acquisizione del microfono lineare possono essere installate su un piano orizzontale, inclinato o verticale del dispositivo dell'utente.
Q: Qual è il formato audio della scheda madre? Qual è il formato audio di uscita della scheda madre?
A: il formato audio di ingresso alla scheda madre è 16k sampling rate, 16bit, 6 canali (segnale di registrazione a 8 canali + segnale di recupero a 2 canali), pcm; I formati audio di uscita della scheda madre sono: 16k sampling rate, 16bit, mono, pcm nude data.
Q: Il prodotto supporta l'eliminazione dell'eco? Come si realizza?
A: il prodotto supporta l'eliminazione dell'eco, basta usare il cavo di recupero per riprodurre il segnale sinistro-destro dell'altoparlante e ricevere l'interfaccia del canale sinistro-destro della scheda di acquisizione.
D: Quali sono i vantaggi del kit di microfoni HP-DK65M rispetto ad altri microfoni?
A: HP-DK65M supporta l'uscita di segnali analogici e digitali; Supporta matrici di otto anelli e matrici di otto lineari per adattarsi alle diverse esigenze di scenari di diversi prodotti.
