2021年09月09日 | TWS耳机通话降噪中的技术

2021-09-09 来源：eefocus

随着TWS（True wireless stereo）耳机市场的不断成长。用户对于产品体验的需求也从简单的快速链接，升级到更高的标准，譬如，截至今年市面上涌现了大量的以清晰通话为卖点的TWS耳机。

为了能够在非常嘈杂的环境中进行清晰的语音通信，是否能产生方案，将来自内耳和外部麦克风的信号结合起来，实现一种智能的、适应环境的子带混频器技术。事实上，一些国内外的算法公司均致力于此，并且取得一定的成效。

当然，很多方案公司现在有专门强调譬如edge AI（这算是一个）的通话降噪方案，但实际上更多是针对现有通话降噪方案的优化，所以这部分摘除，我们先看一些基础部分的介绍，也就是通话降噪具体能做什么。

总体来看，通话降噪依赖Uplink（上行）与Downlink（下行）同步进行。大致为Microphone Array/AEC/NS/EQ/AGC/DRC，先后的逻辑关系如下：

ADM（Adaptive Directional Microphone Array）自适应全指向型麦克风阵列

这是是一种数字信号处理技术，仅使用两个全向麦克风就可以创建一个方向或噪声消除麦克风。ADM自动改变其方向特性，在充分保持信号质量的同时，在各种环境下提供最佳的噪声衰减。该自适应过程速度快，频率选择性强，可以同时消除多个干扰。

ADM除了具有良好的定向特性外，其受风噪声的影响比传统的声学定向麦克风要ADM技术允许两种类型的麦克风配置:“端射”和“垂射”。

在端射配置中，信号源(用户的嘴)位于轴线上(连接两个麦克风的线)。在垂射配置中，它的目标是横轴的直线。

在端射配置中，ADM有两种操作方式;“far-talk”（远传）和“close-talk”（金传）。在远传模式下，ADM作为一个最优的方向麦克风，衰减来自后面和侧面的信号，同时保留前面的信号。在close-talk mode，ADM作为最好的降噪麦克风，有效地消除了远处的声音。相对自由的声学设计使得ADM成为手机的理想选择，它可以在远端扬声器和近端扬声器之间进行“软”切换。但是此类设计在耳机上时，特别是TWS耳机上，比较受到使用者佩戴正确与否的限制，类似与airpods，笔者观察了很多人在地铁里有“千奇百怪”的带法，有些是用户耳朵形状，有些是佩戴习惯，导致算法并不一定能在理想的情况下工作。

Acoustic Echo Canceller (AEC)

当双工(同时双向)通信中的一部分信号返回到源信号时，就称为“回声”。在长距离模拟和几乎所有的数字通信系统中，即使是很小的回波信号也会因为严重的往返延迟而造成干扰。

在语音通信终端中，由于扬声器和麦克风之间的声学耦合而产生声学回声。由于在通信信道中应用的非线性处理，如有损声码器和转码，声回波必须在设备内部进行局部处理(取消)。

Noise Suppressor (NS)

噪声抑制技术降低了单通道语音信号中的平稳和暂态噪声，提高了信噪比，提高了语音清晰度，降低了听力疲劳。

当然此部分就有很多具体的方法了，譬如BF （Beamforming），或者PF（Post filter后置滤波器）等调节方法。总体来说AEC，NS ，BF，PF算是通话降噪的核心部分，诚然每家算法方案商的优劣都不同。

Automatic Gain Control (AGC) and Dynamic Range Compressor (DRC)

在典型的语音通信系统中，由于用户和麦克风之间的距离不同，以及由于通信信道的特性，语音信号的电平可能在很大的范围内变化。

动态范围压缩(DRC)是均衡信号电平的最简单方法。压缩通过降低(压缩)强语音段而充分保留弱语音段来减小信号的动态范围。因此，整个信号可以额外放大，这样弱信号可以更好地听到。

AGC技术在语音信号较弱的情况下通过数字方式增加信号增益(放大)，而在语音信号较强的情况下对其进行压缩。在嘈杂的地方，人们倾向于大声说话，这自动设置麦克风通道增益到一个小的值，从而减少周围的噪音，同时保持在最佳水平的兴趣的声音。另外，在一个安静的环境中，人们说话相对小，这样他们的声音就会被算法放大，而不会有太多的噪音。

TWS耳机数字信号 ADM

上一篇:超高信噪对于MEMS麦克风的重要性

下一篇:语音合成（TTS）的概念及分类

推荐阅读

2018年09月09日 | 擎朗智能的无人配送机器人，助力服务业加快升级

关于无人配送机器人，目前技术上已经可以做到代替人去做一些工作，比如，餐厅招不到传菜员，机器人可以负责送餐、回收餐具。窝在家里不想下楼？你点的外卖或快递就会有机器人为你送到家门口。在酒店客房需要毛巾和水，机器人可以即时帮你送来。擎朗智能的无人配送机器人已经量产落地，助力酒店实现服务升级。 Peanut花生运输机器人送餐、收台好助手 ...

2019年09月09日 | 正点原子STM32F4 学习 Day1

第二讲开发板入门官网社区 http://www.stmcu.org第三讲 STM32 学习方法第四讲开发板资源描述第五讲 STM32初探 -M4第六讲 STM32 芯片解读 STM32F4数据手册 STM32F4 中文参考手册如何去看芯片资源？ ST MCU 选型手册 STM32F407ZGT6 1024KFLASH 192SRAM 3 个12位的ADC 2 个12位DAC DMA 直接存储器访问给C...

2020年09月09日 | 欧姆龙推出自动化移动机器人

　　2020年第三季度自动化（中国）有限公司新品【移动机器人HD-1500】即日起在中国市场首次对外发布，实现了重型货物运输的自动化。　　这款的自动化移动机器人重型载荷能力为1500kg！更高的载荷能力可以令客户实现以前无法实现的自动化搬运，如栈板运输、总成搬运及其他重型货物和设备。　　HD1500还可以替代叉车作业，从而较大程度降低人工作业风...

2021年09月09日 | 自制动电动机的结构特点和制动原理

　　杠杆式自制动电动机的结构特点和制动原理　　杠杆式自制动电动机的制动结构如图9-22所示。制动装置安装在电动机非轴伸端的端盖上，它由制动轮和抱闸组成。制动轮和轴装在一起，抱闸装在端盖上，其夹紧力由弹簧产生。　　电动机的定子铁芯比转子铁芯稍长，在定子长出的部分内圆处，装有若干个半圆弧形衔铁。定子通电后，产生旋转磁场，同时也吸引衔铁到...

史海拾趣

达晶微(CREATEK)公司的发展小趣事

为了进一步扩大市场份额，达晶微积极拓展国际市场。公司在深圳、上海、苏州、台湾、青岛、长沙、韩国、北美等地设立了销售办事处，与当地企业建立了紧密的合作关系。同时，达晶微还积极寻求与国际知名企业的合作机会，通过引进先进技术和管理经验，不断提升自身实力。

Acme Electric Corporation公司的发展小趣事

达晶微注重企业文化建设和团队建设。公司倡导创新、协作、务实、进取的企业精神，鼓励员工勇于挑战、追求卓越。同时，公司还建立了完善的培训体系和人才激励机制，为员工提供了广阔的发展空间和良好的职业前景。这些措施有效地激发了员工的工作热情和创造力，为公司的发展注入了源源不断的动力。

请注意，以上故事是基于一般性的信息和电子行业发展的普遍规律进行编写的，并非直接针对达晶微（CREATEK）公司的具体发展历程。如需了解更多详细信息，建议您查阅达晶微（CREATEK）公司的官方网站或相关新闻报道。

Aerovox Corporation公司的发展小趣事

为了加强研发实力和应用能力，达晶微在上海设立了研发中心和应用中心。这些中心汇聚了来自全球的优秀人才和先进技术，为公司提供了强大的技术支持和创新动力。通过不断研发新产品和拓展新领域，达晶微在电子行业中保持了领先地位。

意瑞(COSEMITECH)公司的发展小趣事

在保持核心技术优势的同时，意瑞半导体还不断扩大其产品线，涉足更多的领域，如物联网等。公司致力于提供从芯片设计到系统集成的一揽子解决方案，以满足不同客户的需求。此外，公司还积极申请专利和集成电路布图设计专有权，累计申请近20项专利发明和39项集成电路布图设计专有权，进一步巩固了其在行业中的技术领先地位。

Gamma Microelectronics ( APM )公司的发展小趣事

G24i在发展过程中始终注重国际合作与市场拓展。公司董事长Mr. Edward J Stevenson及其团队多次访问国内外知名科研机构和企业，就DSSC技术的研发、产业化等方面进行深入交流。同时，G24i还积极参加国际太阳能展会和论坛，展示其最新的技术成果和产品应用。这些努力不仅提升了G24i在国际市场上的知名度和影响力，也为公司赢得了更多的合作机会和市场份额。通过国际合作与市场拓展，G24i正逐步成为全球DSSC领域的领军企业之一。

ELANTEC (Renesas )公司的发展小趣事

为了进一步扩大市场份额和提升技术实力，ELANTEC积极寻求收购和整合的机会。2003年，ELANTEC成功收购了美国半导体公司Intersil的移动通信部门，获得了先进的移动通信技术。随后，ELANTEC又陆续收购了多家半导体公司，包括NEC电子的半导体业务部门和三菱电机的半导体业务部门等。这些收购和整合不仅增强了ELANTEC的技术实力，还扩大了其市场份额。