1. Overzicht
Dit document beschrijft de hardware-introductie, de interface-beschrijving, de algoritmische functies, de installatiehandleiding en de bijbehorende ontwerpopmerkingen van het HP-DK65M Microphone Array Kit om het ontwikkelingsontwerp te begeleiden.
2 Het ontwerpprincipe
Normaal gesproken komt het lawaai altijd van alle kanten en kruist het spectrum van het spraaksignaal, en gecombineerd met de effecten van echo en echo is het zeer moeilijk om een zuivere spraak op te nemen met behulp van een afzonderlijke microfoon.
Dit product maakt gebruik van een 4 of 8-microfoon array, geïntegreerde geluidsremming, echo-remming, echo-eliminatie, vaste stralen en andere algoritmes, om de stem van de spreker effectief te extraheren in een lawaaierige geluidsomgeving en de interferentie van het omgevingsgeluid te verminderen. Momenteel wordt het op grote schaal toegepast in slimme financiën, slimme diensten, slimme auto's, slimme huizen, robots en andere scenario's, om de juiste oplossingen te bieden.
Figuur 2-1 Ontwerpsschema van de HP-DK65M Microfoon Array Kit
3 Definitie van termen
Tabel 2-1 Lijst met terminologie
|
Serienummer |
Functies |
Beschrijving |
|
1 |
AI ruisvermindering |
Stabiel en niet-stabiel geluid onderdrukken |
|
2 |
Richting opvang |
Opvang binnen het straalbereik met verstelbaar opvangbereik |
|
3 |
Stem verbetering |
Verbetering van spraak binnen het straelbereik |
|
4 |
Echo verwijderen |
Afspeelsignaal uit opname verwijderen |
|
5 |
Echo onderdrukking |
Het verminderen van milieuecho |
|
6 |
Afstand, bereik verstelbaar |
Aanpassen van verschillende opnameafstand, bereik op basis van verschillende scenario's |
|
7 |
Lineaire microfoon |
4 of 8 microfoonkoppen vormen een lineaire lay-out |
4 Het systeemkader
Figuur 4-1 Schema van het systeem
Zoals in figuur 4-1 wordt aangetoond, bestaat het systeemkraamwerk uit het collectorbord * 2 en het moederbord * 1, het meerkanaalse audio van het microfoonacceptorbord wordt ingevoerd naar het moederbord via de FPC-lijn, en het audio na de verwerking van het moederbord kan worden uitgevoerd naar het gebruikersapparaat via USB_AUDIO.
Hardwareconfiguratie en lijst
Het hardwareontwerp maakt gebruik van het modulaire ontwerpprincipe en is eenvoudig te gebruiken. Het moederbord ondersteunt een verscheidenheid aan peripherale interfaces, de uitgangs-audio-interface heeft USB Audio, Lineout en seriele poort, zonder schijf, ondersteunt Windows, Linux, Android en andere systemen. De lijst met hardware-configuraties is te vinden in tabel 5-1 en de lijst met hardware is te vinden in tabel 5-2.
Tabel 5-1 Lijst van hardwareconfiguraties
| Serienummer |
Naam |
Beschrijving |
|
1 |
Systeem |
Linux-systeem |
|
2 |
Geheugen |
128MB DDR3+128MB FLASH |
|
3 |
cpu |
ARM@ A7, Dual-core, 1,2 GHz hoofdfrequentie |
Tabel 5-2 Lijst van hardware
| Serienummer |
Naam |
Beschrijving |
|
1 |
MIC1_Board |
Verzamelbord 1, 4 digitale graan |
|
2 |
MIC2_Board |
Verzamelbord 2, 4 digitale graan |
|
3 |
MB_Board |
Motherboard, het uitvoeren van het algoritme, de output van het algoritme na de verwerking van de audio |
|
4 |
10pin-0.5mmFPC lijn |
Aansluiting van het collectorbord en het moederbord, kabellengte 30cm |
|
5 |
Voeding / USB audio kabel |
5PIN-PHS 2.0mm aansluiting |
|
6 |
Terugwinningslijn |
4PIN-PHS 2.0mm, Draadlengte 80cm |
6 Fysieke tentoonstelling
6.1 Fysieke grootte van lineaire verzamelplaat
De grootte van de lineaire verzamelplaat is: 110mm * 8mm * 1.2mm;
De afstand tussen de twee aangrenzende schroefgaten is: 35 mm; de afstand tussen de twee aangrenzende microfoons is: 35 mm.
6.3 Fysieke afmetingen van het moederbord


7, microfoon array structureel ontwerp
7.1 Algemene ontwerpvereisten
(1) De microfoon moet stevig aan de binnenkant van de hoes worden vastgelegd en moet dicht gesloten en schokdemperd worden met een siliconenverpakking.
(2) De microfoon moet weg zijn van de luidspreker of de trillingsbron en probeer de microfoon zo ver mogelijk weg te houden van de luidspreker of terug naar de luidspreker.
(3) De microfoon moet zo goed mogelijk op hetzelfde vlak worden geïnstalleerd (de behuizing kan een bepaalde radius hebben).
(4) Vermijd dat de hoornluidspreker resonantie veroorzaakt in de behuizing of in de holte.
7.2 Microfoonsluiting

(1) De referentiewaarde van de diameter van het opnamegat is 1-1,5 mm.
(2) De diepte van het geluidsgeleide gat is niet groter dan 3 mm.
Opmerking: de bovenstaande afmeting A is de diepte van het gat, met inbegrip van de dikte van de behuizing en de dikte van de siliconenkast.
(1) De referentiewaarde van de dikte van de siliconenkast van MIC is ongeveer 1 mm, ongeveer 0,5 mm na compressie.
(2) Silicone behuizing en behuizing moeten nauw passen.
8 Software prestatie indicatoren
De prestatie-indicatoren van het software-algoritme zijn als volgt:
| Echo elimineert prestaties en verbruikt middelen | Prestaties (ERLE) | CPU-gebruik (Mips) | RAM-gebruik (M) |
| Ring van acht tarwe | Brief terug verhoging > 40db | 150 | 0.42 |
| Lineaire acht tarwe | Brief terug verhoging > 40db | 150 | 0.42 |
| Geluidsdrukking binnen de straal | Prestaties (ERLE) | CPU-gebruik (Mips) | RAM-gebruik (M) |
| Onstabiel geluid | Verhoogde ruisverhouding > 15db | 35.8 | 0.33 |
| Geluidig geluid | Verhoogde ruisverhouding > 20db | 30 | 0.29 |
| Echo-remmende prestaties en bronverbruik | Prestaties (ERLE) | CPU-gebruik (Mips) | RAM-gebruik (M) |
| Echo vertraging <600ms | Verhoging van de mengverhouding > 10db | 248.3 | 0.63 |
| Echo vertraging <900ms | Verhoogde gemingde > 8db | 480.4 | 1.64 |
| Algemene prestaties van het algoritme | Audio herstel | vertraging |
| Ring van acht tarwe | >97 | <200ms |
| Lineaire acht tarwe | >95 | <200ms |
Veelgestelde vragen Q&A
1, Q: Wat is het geluidsbereik van het product? Is het opnamebereik aanpasbaar?
A: Ringmicrofoon met MIC1 (0 graden / 360 graden) als oorsprongspunt, ± 30 graden gebied als effectief opnamebereik; De lineaire microfoon heeft 90 graden als oorsprongspunt en het ± 30 graden gebied als effectief opnamebereik. Het opnamebereik kan worden aangepast.
Q: Wat is de afstand van het product? Is het aanpasbaar?
A: De optimale opnameafstand van het product is 20cm-300cm, en de opnameafstand kan worden veranderd door de versterking aan te passen.
3, Q: Is er een vereiste voor de installatie van de plaat?
A: Ring verzamelplaat is geïnstalleerd op het niveau van de gebruikersapparaat, de meter hoofd naar boven, MIC1 richting naar de gebruiker; De lineaire microfoonafvangplaat kan worden geïnstalleerd op het horizontale, schuine of verticale oppervlak van het gebruikersapparaat.
Q: Wat is het audioformaat van het moederbord? Wat is het uitgangsformaat van het moederbord?
A: het audioformaat dat wordt ingevoerd naar het moederbord is 16k sampling rate, 16bit, 6 kanalen (8 kanalen opnamesignaal + 2 kanalen terugwinningssignaal), pcm; De audioformaat van het moederbord is: 16k sampling rate, 16bit, mono, pcm bare data.
Q: Ondersteunt het product echo-verwijdering? Hoe te realiseren?
A: Het product ondersteunt echo-eliminatie, gebruik gewoon de terugwinningskabel om het signaal van de luidspreker links en rechts af te spelen en ontvang de linkerkanaalinterface van het opnamebord.
Q: Wat zijn de voordelen van de HP-DK65M microfoon array set ten opzichte van andere microfoon arrays?
A: De HP-DK65M ondersteunt de uitgang van analoge en digitale signaal audio; Ondersteuning voor circulaire octave arrays en lineaire octave arrays om aan te passen aan de verschillende scenario's van verschillende producten.
