1. Visão geral
Este documento descreve uma introdução ao hardware do produto HP-DK65M Microphone Array Kit, descrições da interface, funcionalidades de algoritmos, instruções de instalação e notas de design relacionadas para orientar o desenvolvimento do projeto.
2. Princípio de design
Normalmente, em ambientes em que o ruído vem sempre de todas as direções e se cruza com o espectro do sinal de voz, juntamente com o efeito de eco e eco, é muito difícil usar um microfone separado para obter uma voz pura.
Este produto usa uma matriz de 4 ou 8 microfones, integrando a supressão de ruído, supressão de echo, eliminação de eco, feixe fixo e outros algoritmos, que podem extrair eficazmente a voz do falante em um ambiente barulhento e reduzir a interferência do ruído ambiental. Atualmente, em cenários como finanças inteligentes, serviços inteligentes, veículos inteligentes, casas inteligentes e robôs, as soluções correspondentes podem ser fornecidas.
Figura 2-1 Esquema do projeto do kit de matriz de microfones HP-DK65M
3 - Análise de terminologia
Tabela 2-1 Lista de análise de termos
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Número de série |
Funções |
Descrição |
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1 |
Redução de ruído AI |
Suprime ruído estável e ruído não estável |
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2 |
Recolha direcional |
Recolha de som no intervalo do feixe, intervalo de recolha ajustável |
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3 |
Melhoria de voz |
Melhoria da voz dentro da faixa |
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4 |
Eliminação de eco |
Eliminar o sinal de reprodução da gravação |
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5 |
Supressão de reverberação |
Suprime o eco ambiental |
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6 |
Distância de captação, alcance ajustável |
Ajuste diferentes distâncias e alcances de captação de som de acordo com diferentes cenários |
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7 |
Microfone linear |
4 ou 8 cabeças de microfone para um layout em forma reta |
4 - Quadro do sistema
Figura 4-1 Estrutura do sistema
Como mostrado na Figura 4-1, a estrutura do sistema é composta por placa de aquisição * 2, placa-mãe * 1, o áudio multicanal da placa de aquisição do microfone é inserido na placa-mãe através da linha FPC, e o áudio após o processamento da placa-mãe pode ser saído para o dispositivo do usuário através de USB_AUDIO.
Configuração de hardware e lista
O design de hardware adota o princípio de design modular, fácil de usar. A placa-mãe suporta uma variedade de interfaces periféricas, a interface de áudio de saída tem USB Audio, Lineout e portas seriais, uso livre de disco, suporte para Windows, Linux, Android e outros sistemas. A lista de configurações de hardware encontra-se na Tabela 5-1 e a lista de hardware encontra-se na Tabela 5-2.
Tabela 5-1 Lista de configurações de hardware
| Número de série |
Nome |
Descrição |
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1 |
Sistema |
Sistema Linux |
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2 |
Memória |
128MB DDR3+128MB FLASH |
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3 |
cpu |
ARM@ A7, Dual Core, Frequência Principal 1.2GHz |
Tabela 5-2 Lista de hardware
| Número de série |
Nome |
Descrição |
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1 |
MIC1_Board |
Placa de recolha 1, 4 trigos digitais |
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2 |
MIC2_Board |
Placa de recolha 2, 4 trigos digitais |
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3 |
MB_Board |
Placa-mãe, algoritmo de execução, áudio após o processamento de algoritmo de saída |
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4 |
Linha 10pin-0.5mmFPC |
Conecte a placa de captação e a placa-mãe com um comprimento de fio de 30 cm |
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5 |
Alimentação / Cabo de áudio USB |
Interface 5PIN-PHS 2.0mm |
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6 |
Linha de recuperação |
4PIN-PHS 2.0mm, Comprimento do fio 80cm |
6 – Exposição física
6.1 Dimensões físicas da placa de captação linear
O tamanho da placa de captação linear é: 110mm * 8mm * 1.2mm;
A distância entre os dois orifícios de parafuso vizinhos é de: 35 mm; a distância entre os dois microfones vizinhos é de: 35 mm.
6.3 Tamanho físico da placa-mãe


7, Projeto de estrutura de matriz de microfones
7.1 Requisitos gerais de projeto
(1) O microfone deve estar firmemente ligado ao lado interno da casca e deve ser fechado e amortiguado com envoltura de silicone.
(2) O microfone deve estar longe do alto-falante ou da fonte de vibração, tentando manter o microfone longe do alto-falante ou de volta para o alto-falante.
(3) O microfone deve ser instalado no mesmo plano (a caixa pode ter um certo raio).
(4) Evitar que o corno cause ressonância no casco ou na cavidade.
7.2 Intensão de fechamento do microfone

(1) O valor de referência do diâmetro do buraco de captação é de 1-1,5 mm.
(2) Profundidade do orificio de condução de som não superior a 3 mm.
Nota: O tamanho A acima é a profundidade do furo, incluindo a espessura da caixa e a espessura do revestimento de silicone.
(1) O valor de referência da espessura da capa de silicone do MIC é de cerca de 1 mm, aproximadamente 0,5 mm após a compressão.
(2) a caixa de silicone e a caixa devem se encaixar bem.
8 Indicadores de desempenho do software
Os indicadores de desempenho dos algoritmos de software são os seguintes:
| Echo elimina o desempenho e consome recursos | Desempenho (ERLE) | Utilização da CPU (Mips) | Utilização de RAM (M) |
| Trigo círculo | Correspondência de retorno > 40db | 150 | 0.42 |
| Oito trigos lineares | Correspondência de retorno > 40db | 150 | 0.42 |
| Supressão de ruído dentro do feixe | Desempenho (ERLE) | Utilização da CPU (Mips) | Utilização de RAM (M) |
| Ruído não estável | Aumento da relação de sinal e ruído > 15db | 35.8 | 0.33 |
| Ruído suave | Proporção de sinal-ruído > 20db | 30 | 0.29 |
| Desempenho de supressão de reverberação e consumo de recursos | Desempenho (ERLE) | Utilização da CPU (Mips) | Utilização de RAM (M) |
| Atraso de sonoridade <600ms | Proporção de mistura > 10db | 248.3 | 0.63 |
| Atraso de sonoridade <900ms | Proporção de mistura > 8db | 480.4 | 1.64 |
| Desempenho geral do algoritmo | Restauração de áudio | Atraso |
| Trigo círculo | >97 | <200ms |
| Oito trigos lineares | >95 | <200ms |
Perguntas frequentes Q&A
1, Q: Qual é o alcance do produto? É possível ajustar o alcance?
A: microfone circular com MIC1 (0 graus / 360 graus) como ponto de origem, área de ± 30 graus como faixa efetiva de captação de som; O microfone linear tem 90 graus como ponto de origem e a área de ± 30 graus é a faixa efetiva de captação de som. O intervalo de captação pode ser ajustado.
Q: Qual é a distância do produto? É ajustável?
R: A melhor distância de captação de som do produto é de 20cm-300cm, a distância de captação de som pode ser alterada através da regulação do ganho.
3, Q: O ângulo de colocação da placa de recolha é exigido?
A: a placa de captação circular é instalada no nível do dispositivo do usuário, a cabeça do micrófono está para cima e a direção MIC1 está para o usuário; As placas de captação de microfones lineares podem ser instaladas em superfícies horizontais, inclinadas ou verticais do dispositivo do usuário.
Q: Qual é o formato de áudio da placa-mãe de entrada? Qual é o formato de áudio de saída da placa-mãe?
R: O formato de áudio de entrada para a placa-mãe é taxa de amostragem de 16k, 16bit, 6 canais (sinal de gravação de 8 canais + sinal de recuperação de 2 canais), pcm; Os formatos de áudio da saída da placa-mãe são: taxa de amostragem de 16k, 16bit, mono, dados PCM nudos.
Q: O produto suporta a eliminação de eco? Como é possível?
R: O produto suporta a eliminação de eco, basta usar o cabo de recuperação para reproduzir o sinal esquerdo e direito do alto-falante e receber a interface do canal esquerdo e direito da placa de captação.
P: Quais são as vantagens do kit de microfones HP-DK65M em comparação com outras matrizes de microfones?
R: O HP-DK65M suporta sinais analógicos de saída e sinais digitais de áudio; Suporta matrizes de oito circulares e matrizes de oito lineares para atender às necessidades de diferentes cenários de diferentes produtos.
