ROHM全新研發數位訊號處理器IC,
讓智慧型手機及汽車導航裝置上的麥克風具備敏銳的指向性,提升聲音清晰度

2012-10-30

<主旨>
半導體製造商ROHM株式會社(總公司:日本京都市)全新研發出數位訊號處理器IC「BU8332KV-M」,適合智慧型手機及汽車導航裝置上的麥克風使用,為2組無指向性的麥克風賦予敏銳的指向性(波束形成(Beamforming)技術),以提升音訊品質。
本產品係運用波束形成(Beamforming)技術以形成指向性,藉由讓指向軸轉向標的聲的方式來降低環境中的干擾噪音,不但如此,還透過噪音抑制(Noise suppression)功能,以降低殘留在指向軸方向的固定噪音。本技術不同於單純阻絕噪音的手法,可讓標的聲更加的明顯。此外,使用本產品,可縮短2組麥克風的間距,僅需10mm即可安裝,因此適合搭載於智慧型手機等各種小型裝置上,再者,本產品還藉由最佳化處理的方式,讓執行噪音抑制(Noise suppression)功能時的處理延遲時間控制在10msec以下,將此功能對於其他應用產品之影響性降至最低,如此一來,便能提升各種裝置的音訊辨識率,並且有效改善免持式麥克風的通話品質。
在生產地點方面,前製程由ROHM株式會社(總公司:日本京都市)負責,後製程則由ROHM Electronics Philippines, Inc. (位於菲律賓)進行,自今年8月起,業以月產8萬個的生產體制展開量產。

BU8332KV-M

<概要>

近年來,由於音訊辨識技術日益進步,像是汽車導航或是智慧型手機等行動裝置大多配有語音輸入系統,未來家電產品也將陸續採用此類系統,而且,隨著商業活動日趨全球化,人們視訊通話或是視訊會議的機會遽增,今後勢必需要更高階的收音技術。
在此種情況下,收音技術必須做到讓標的聲更清晰,而傳統具有指向性的麥克風雖然係透過物理結構(圓筒狀結構)以產生指向性,但是,如果要提高指向性的敏銳度,就會衍生必須加大麥克風體積,或是需改變物理結構,才能控制指向性等問題。

<新產品說明>

本產品係將波束形成(Beamforming)技術運用在2組無指向性麥克風上,以便讓特定方向的音訊更加清晰的數位訊號處理器IC。
過去市面上雖出現過此種運用2組麥克風來形成指向性的技術,但以傳統作法來說,如欲提高指向性,就必須拉長麥克風間距,因此不適合搭載於小型行動裝置上,不但如此,還會因為數位訊號處理造成延遲時間過長,或是音質不佳等問題。
本次,ROHM運用了DiMAGIC Co., Ltd.的指向性控制技術,成功地降低大部份的環境噪音,透過波束形成(Beamforming)技術來形成指向性,接著再讓指向軸轉向標的聲的方向,如此便能降低標的聲以外的聲音了。不但如此,還透過噪音抑制(Noise suppression)功能,降低殘留在指向軸方向的固定噪音,讓標的聲更清晰,相較於傳統麥克風,背面方向的衰減量更改善達30dB以上,而且2組麥克風間僅需間隔10mm,即可實現前述效果,因此適合安裝於小型行動裝置上,此外,本產品還藉由最佳化處理的方式,讓執行波束形成(Beamforming)功能時的延遲處理時間控制在10msec以下,將此功能對於其他應用產品之影響性降至最低。再者,本產品還能切換指向性形狀及敏銳度,所以能依客戶不同的用途,提供最佳的指向性。

<特點>

1.以敏銳的指向性,將標的聲清晰吸收音

藉由獨創的訊號處理技術,提供比傳統麥克風更銳利的指向性,並執行音訊清晰化處理作業,大幅改善標的聲方向(0º)的背面方向(180º)衰減量,比傳統麥克風改善達30dB以上,而且,麥克風間距只要保持10mm以上即可安裝。
<BU8332KV-M與傳統麥克風之指向性特性比較圖>
BU8332KV-M與傳統麥克風之指向性特性比較圖

* 上圖係以視覺方式來呈現指向性(指向特性(PollSar pattern)),此圖顯示以圓心為起點的各種方向,紅線代表不同方向的增益值,此外,0º方向為標的聲之方向。

2.大幅提高音訊辨識率

使用本產品不需要犧牲音訊品質, 即可降低環境噪音。
因此能提高環境噪音所在區域的音訊辨識率,根據本公司測量結果,只要在噪音電平為55dBSPL的環境下使用本產品,便能將音訊辨識精確度由5%提升至90%。
<使用BU8332KV-M時之音訊辨識精確度>

使用本產品前,一旦噪音電平到達55dBSPL,辨識率就會急遽下降、
使用本產品後,即使噪音電平達到65dBSPL,仍能維持45%的辨識率。

使用BU8332KV-M時之音訊辨識精確度

3.提供不同的指向性類型,以供選擇

本產品提供4種不同形狀的指向性類型,可供切換。
可將指向性的方向反轉180º,或是調整指向性之敏銳度。
所有控制方式,皆不需要改變麥克風配置,僅需作暫存器設定即可。
① 無指向性:可接收各個方向傳來的聲音。
② 單一指向性:可接收正面方向的聲音,並降低背面方向的聲音。
③ 敏銳指向性:相較於單一指向性,所接收的側面方向聲音更少。
④ 雙指向性:相較於敏銳指向性,所接收的側面方向聲音更少。

4.其他功能

・執行波束形成(Beamforming)功能時的延遲處理時間小於10 msec
・配備噪音抑制(Noise suppression)功能,可降低殘留在指向軸方向的固定噪音
・取樣頻率為16 kHz
・提供類比輸出(LINEOUT)或數位輸出(PCM介面)介面
・僅需1組3.3 V系統,即可執行動作(內建核心電源專用穩壓器)
・內建麥克風專用偏壓及前置放大器電路
・配備雙線式主端介面(Host Interface)
・可單獨執行動作(內建EEPROM專用SPI介面)

<名詞解釋>
・波束形成(Beamforming)
是一種利用多組麥克風之間的相位差,以減少標的方向以外聲音的技術,不但能減少環境噪音,還能提升標的聲的清晰度。


關於此產品的詢問