基于Clarity CVC-HFK免提開(kāi)發(fā)平臺(tái)的車載信號(hào)處理與
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時(shí)間：2010-08-13
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CVC-HFK軟件
CVC-HFK( 清晰語(yǔ)音捕捉―― 免提套件)集成了回聲消除、噪聲抑制、非線性處理等功能，是一套優(yōu)化的HFK 解決方案。CVC-HFK解決方案使用全面的自適應(yīng)子帶方法來(lái)改善主要方面的性能，同時(shí)僅占用很少的資源。在汽車環(huán)境中，環(huán)境噪聲是免提系統(tǒng)要克服的主要問(wèn)題。因此，除了回聲消除功能外，Clarity CVC-HFK還提供了集成的單麥克風(fēng)解決方案(OMS)噪聲抑制算法。OMS解決方案支持自適應(yīng)噪聲消除功能，其可削弱麥克風(fēng)信號(hào)(傳入)中的環(huán)境噪聲，提取所需的語(yǔ)音，并將干凈的話音(傳出)傳輸至遠(yuǎn)端用戶。由于CVC-HFK是完全自適應(yīng)的，因此不再需要過(guò)多調(diào)節(jié)。下面，我們將簡(jiǎn)介CVC-HFK 解決方案及其主要方面的性能。
1. CVC-HFK AEC
CVC-HFK回聲消除器是“無(wú)狀態(tài)”AEC，其采用標(biāo)準(zhǔn)頻率域NLMS算法的一個(gè)變體作為其主要的自適應(yīng)濾波器。我們將在下面說(shuō)明采用這些方法的好處。首先，子帶頻率域方法可取消關(guān)聯(lián)或白化每個(gè)帶中的輸入信號(hào)，同相當(dāng)時(shí)間域的AEC 相比它可實(shí)現(xiàn)更快的收斂。第二，無(wú)狀態(tài)AEC可實(shí)現(xiàn)連續(xù)的濾波器適應(yīng)，這可改善噪聲環(huán)境中的魯棒性和整體模糊音性能。前面講過(guò)在DT情況下麥克風(fēng)信號(hào)中既包含回聲又包含近端話音。近端話音不與回聲信號(hào)相關(guān)聯(lián)，如果沒(méi)有進(jìn)程避免它的話就會(huì)造成自適應(yīng)濾波器的發(fā)散。第三，NLMS 可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立于輸入振幅的一致收斂。
正由于此，CVC-HFK AEC可獲得典型的40dB ERLE(回聲返回?fù)p耗增益值)，最大可達(dá)50dB ERLE，并可實(shí)現(xiàn)80ms左右的快速收斂時(shí)間，且在大多數(shù)環(huán)境下可進(jìn)行全雙工操作。此外，CVC-HFK AEC為其自適應(yīng)濾波器采用了64ms的尾長(zhǎng)，這就在內(nèi)部容量方面實(shí)現(xiàn)了更大的靈活性。
2. CVC-HFK NS( 噪聲抑制器)
CVC-HFK噪聲抑制器是一種利用話音與噪聲特性來(lái)幫助從合成噪聲及話音信號(hào)中提取話音的頻率域算法。CVC-HFK NS的兩大主要模塊是語(yǔ)音構(gòu)成分析與語(yǔ)音提取。
語(yǔ)音成份分析模塊采用話音與噪聲的暫時(shí)與相關(guān)屬性來(lái)構(gòu)建話音構(gòu)成的可預(yù)測(cè)模型。語(yǔ)音提取塊可根據(jù)語(yǔ)音與噪聲模型修改各頻率成份。此外，語(yǔ)音提取塊還可充分利用音質(zhì)原理最小化噪聲底限與感覺(jué)的語(yǔ)音失真。
CVC-HFK NS 采用該方案可在噪聲環(huán)境中實(shí)現(xiàn)10-15dB SNR( 信噪比)的改善，同時(shí)還能保持較好的語(yǔ)音質(zhì)量。在SNR 已經(jīng)足夠高的極低噪聲環(huán)境中，因?yàn)橐殃P(guān)閉了NS，不會(huì)發(fā)生語(yǔ)音失真。
3. CVC-HFK NLP( 非線性處理)
由于系統(tǒng)失真增加，因而CVC-HFK NLP最小。由CVC-HFK NLP增加的失真量比諸如中心削波器等標(biāo)準(zhǔn)NLP模塊要低得多，因?yàn)槠涫褂脕?lái)自輸入與誤差信號(hào)的信息來(lái)確定額外的衰減。由于所有的CVC-HFK模塊均使用頻率域算法，因而與既使用時(shí)間域又使用頻率域算法的解決方案相比，可以顯著節(jié)約內(nèi)存，并簡(jiǎn)化計(jì)算復(fù)雜性。
系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)
在將TI-HFK板與蜂窩免提套件相集成時(shí)，要實(shí)現(xiàn)良好的移動(dòng)呼叫還需要數(shù)個(gè)組件與適當(dāng)?shù)慕涌凇?
您必須選擇可與CVC-HFK應(yīng)用軟件和板卡硬件同時(shí)兼容的組件，才能獲得良好的性能。HFK可支持各種不同的擴(kuò)音器、擴(kuò)音揚(yáng)聲器以及車載音響系統(tǒng)。但是，為了減少對(duì)應(yīng)用手冊(cè)的變更，我們已選擇了專用的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)組件，這會(huì)為您的成功調(diào)整帶來(lái)很大幫助。從TI-HFK板到蜂窩套件需要三個(gè)連接才能實(shí)現(xiàn)集成：擴(kuò)音器輸入TI HFK板；傳出、已處理過(guò)的音頻輸出；輸入、從蜂窩套件接收進(jìn)來(lái)的信號(hào)。
下面給出擴(kuò)音揚(yáng)聲器與擴(kuò)音器放置設(shè)計(jì)的幾點(diǎn)建議。
1. 擴(kuò)音器的位置和定向?yàn)閷?shí)現(xiàn)最佳的總體麥克風(fēng)性能，在最后將設(shè)備安裝到汽車內(nèi)之前應(yīng)了解一些關(guān)鍵的變量。建議保持?jǐn)U音器和車內(nèi)用戶口腔之間的距離為46cm(18英寸)。建議距離范圍從30至56cm(12-22英寸)。
2. 盡可能避免擴(kuò)音器暴露于氣流(窗戶和風(fēng)扇)；
3. 適當(dāng)考慮擴(kuò)音器大小和安裝方案，使擴(kuò)音器前部可對(duì)準(zhǔn)車內(nèi)用戶的口腔?；谝陨峡紤]，在圖3的幫助下，您可以選擇最佳的擴(kuò)音器位置。首先，請(qǐng)遵循優(yōu)先考慮區(qū)域1、2和3中的建議。一旦做出決定，您就可用金屬板或維可牢尼龍帶固定擴(kuò)音器，可將線纜連接回電子設(shè)備處以端接。隨后應(yīng)保證線纜的隱蔽性，保持美觀，此外還要保持線纜固定，不會(huì)被擠壓或打結(jié)。最后，應(yīng)避免并行線纜與天線接頭和其它帶噪聲的線纜相連接。
4. 揚(yáng)聲器位置建議在適當(dāng)位置安裝揚(yáng)聲器，以便提供良好的語(yǔ)音性能，同時(shí)不干擾擴(kuò)音器拾波區(qū)域。拾波區(qū)域?yàn)?30度錐形體，從擴(kuò)音器正面起，向外突出至汽車駕駛?cè)藛T。
圖3：揚(yáng)聲器的放置
揚(yáng)聲器應(yīng)位于距麥克風(fēng)至少1米處(3英尺)。揚(yáng)聲器應(yīng)遠(yuǎn)離麥克風(fēng)的拾波區(qū)域，以減少回聲反饋的幾率。理想情況下，揚(yáng)聲器應(yīng)位于擴(kuò)音器正面方向之后或成90度。揚(yáng)聲器的聲音失真大小會(huì)對(duì)回聲造成直接的負(fù)面影響。
本文小結(jié)
免提系統(tǒng)的使用不斷普及，用戶也期待著性能會(huì)不斷提高。鑒于HFK 實(shí)施存在多種可用選擇，顯而易見(jiàn)，把軟件算法和硬件信號(hào)處理器集成是一項(xiàng)周到的舉措，這將非常有利。HFK開(kāi)發(fā)套件可以應(yīng)付上述所有問(wèn)題，并給開(kāi)發(fā)或銷售上述產(chǎn)品的人員帶來(lái)益處。帶有AEC與CVC-HFK的TI TMS320C5407開(kāi)發(fā)套件可提供所需的靈活性和高性能，并可快速而廉價(jià)地將HFK 解決方案推向市場(chǎng)。
評(píng)論