【doc】基于麦克风阵列的便携式设备应用方案

【doc】基于麦克风阵列的便携式设备应用 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 基于麦克风阵列的便携式设备应用方案 【技术应用】躐圈 基于麦克风阵列的便携式设备应用方案 黄颖 (上海交通大学电子信息与电气工程学院上海200240) 摘要:在语音通信中,可以使用麦克风阵列来提高噪声抑制能力.但是,规模庞大,数据量庞大的麦克风整列无法在目前的便携式产品上应用,提出一种 简便的工程应用,既可以有效提高抑制噪声能力,又能够实现方便,简单. 关键词:麦克风整列:噪声抑制;方案 中图分类号:IN912文献标识码:A文章编号:1671—7597(2012)0120153—01 1麦克风阵列消噪技术概述 1.1麦克风阵列发展概述 在噪声处理上,单个麦克风可以采用在频域进行功率谱抵消和自适应 滤波等技术来抑制噪声,然而这些接收到的语音信号通常在时间和频谱上 相互重叠,因此,要分离出不同的声源信号并抑制噪声和干扰相当困难. 此外,使用单个麦克风,也无法准确对准并跟踪感兴趣的说话人. 目前,国外有了一些初级产品进入市场,包括助听器,免提车载电 话,远程视频会议等.这些产品上,麦克风阵列已经广泛地应用于社会生 活各个场合并体现出了极大的优越性.遗憾的是,在数量最大的消费类电 子产品中,我们还没有看到能在成本和质量都能达到比较优越的产品.这 与我国经济持续增长,消费者对产品要求逐渐提高的现状不符,因此研究 我国自主的基于麦克风阵列的语音算法和技术有重要的意义. 1.2传统麦克风阵列所面临的问题 所谓麦克风阵列,就是使用多个麦克风构成一个阵列,对接受到来自 空间不同方向的信号进行拾取后处理,使麦克风阵列具有去噪,声源定位 和跟踪,语音拾取和分离等功能,从而提高嘈杂背景下的语音质量.麦克 风阵列语音增强所要解决的基本问题就是在最大程度上抑制噪声以及抑制 由多次反射造成的混晌. 然而,在实际应用中,大规模麦克风阵列语音增强所面临的主要问题 如下: 1)一般而言,阵列面积越大,语音增强效果就越好,而较大规模的 阵列将会占据庞大的面积,这显然在便携设备上无法应用. 2)阵列规模越大,实际采集到的源数据也会变得非常庞大,这将需 要速度很快的处理器来完成,这将使便携式设备的成本大大增加. 3)数量较多的麦克风阵列也将直接增加便携式设备的成本. 4)在实际应用中,由于多个麦克风不可能完全一样,因此不同的麦 克风接收到信号的幅度和相位会有差异. 基于这些问题,本文讨论如何应用到实际工程中,考虑到实际情况 (成本,可操作性,器件工艺可控性等),得到一个可以实际应用的方 案. 2移动设备的蠹克风阵列应用方法和实现 本文在常用的移动设备手机上进行应用和实现,并且考虑简化麦克 阵列方法,将需要一个a*b数量的阵列减少到两个麦克风单体,来达到系 统复杂性和抗噪性能的平衡. 21移动设备对消噪的要求 在传统的移动设备,比如手机,语音测试要求中,仅对以下指标有做 要求: 1)接受响度及频率响应 2)发送响度及频率响应 3)回音抑制 4)接受失真 5)发送失真 6)空闲接受噪声 7)空闲发射噪声 显然,这些都是不考虑外接有噪声干扰源的标准,达成以上标准的手 机,在安静时的通话效果可以满足一定的要求,但是在有环境噪声和干扰 的情况下,通话质量会下降明显. 对此,越来越多的通讯设备运营商提出了叠加噪声源的语音测试要 求: 包括S—MOS(SpeechMeanObjectiveScoare),N—MOS(NoiseMean ObjectiveScoare),G—MOS(GlobalMeanObjectireScoare)都对语 音的客观质量做了要求. 可参考中国移动CMCC对TO—SCDMA手机所作的语音质量测试要求的最 新规范,相对旧的测试方案增加了叠加各种噪声的测试项. 2.2 设计方案 关于薪酬设计方案通用技术作品设计方案停车场设计方案多媒体教室设计方案农贸市场设计方案 考虑人工头模型是人类头部嘴,耳的最大概率分布模型,因此,手机 的双麦克位置需要结合人工嘴,耳和手机所在位置给出具体方案. 结合人工嘴,人工耳,手机相对位置,希望两个麦克风的位置能够放 在一定距离,此距离使消噪算法可以得到较好的作用点. 主麦克要尽可能靠近上行语音信号源,辅助麦克需要尽量远离主麦 克,提高两个麦克的信噪比差异.由于两个麦克风采集到的信号源大小有 一 定差异,而采集到的噪声信号基本相等,可以通过在时域和频域做抵消 来消除噪声. 针对麦克风的导音管设计,也需要特别注意,导音管的长度,直通导 管或者折弯导管,折弯导管的两端长度比都会影响麦克风的频响特性. 23麦克风的选用和校准 实际使用的麦克风由于生产工艺和器件的个体差异,都不是理想的麦 克风个体.主要在以下项目上要对麦克风的性能有所要求: 1)麦克风的灵敏度一致性 2)麦克风的频率响应一致性 3)麦克风的相位延时特性 因此,除了选用一致性较好的麦克风以外,还需要对麦克风的频率响 ,为了更好地拟合数学模型的计算,应用中希 应特性做一定的校准和补充 望: 1)麦克风接受增益差希望是固定不变的: 2)麦克风的频率响应希望是平坦和恒定的. 本文计划采用Head公司的声学校准和测试设各,对麦克风进行增益和 频率FIR调整. (下转第183页) 系统(GIS)的;三是能提供实时环境;四是能为其它应用提供各类信息 服务. 3.2.2整合信息平台 按照信息使用的需求对象来看,统一信息平台的两大重点是服务信 息平台和地理信息平台.服务信息平台设汁服务信息平台的主要功能应 该具备:一是共享数据的统计功能.对共享数据进行统计分析,并且评 价共享数据的数据质量,分析各个子系统的数据需求.二是信息发布功 能.对于一些共享信息,有必要对公众发布一些服务信息企业决策支 持.主要对于企业管理部门提供决策分析支持.三是数据抽取功能.四 是数据的处理支持功能.将基础数据构建成关系数据库的关联结构,针 对不同用户的需求提取有效信息.五是公共数据库管理功能.对于公共 数据库的管理重点是信息安全和信息保护.特定的信息只有特定的对象 才能使用,设定使用权限.还有使用信息,备份,存贮过程回滚等方 式,使得避免突发的信息丢失,服务器无效操作等等问题.地理信息平 台设计.地理信息系统(GIS)是一种由硬件(计算机及其相关的外部设 备),软件,数据和用户组成的,以研究地理或地学数字的数字化或图 形化采集,存贮,管理分析,表达的计算机支持系统.通俗的说G1s就是 管理各种专题地图和空间地理位置有关的数据,并在此基础上进行专题 规划,分析,地图制作,查询检索,数据采集,编辑处理等系统功能的 信息系统.利用GIS可以将地图,图像,数据表格,声音,照片,视频, 文字材料等信息联系在一起,并进行综合查询和检索,为使用者提供全 方位的综合信息.GIS所能提供的应用具有"多来源,多层次,快速度, 深加工,多时态,多形式,多精度"的特点.达到以上的各个目标,需 要一个完善的地理信息系统. 3.3系统功能设计 3.3.1信息查询/定制服务子系统功能设计.该系统提供的关键功能简 要描述如下:一是为游客提供旅游目的地的信息服务(包括文化信息等)和 票务预订;二是为游客提供交通信息服务和票务预订;三是为游客提供住宿 信息服务和客房预订:四是支持游客在旅途中的旅游计划更改决策;五是持 旅游服务提供商以与游客动态交互的方式处理业务;六是支持旅游服务提供 商提供实时信息.包括近期天气状况预报,刚出台的旅游法规和优惠政策, 最新的旅游活动和旅游线路等.七是主动为游客提供意外事件,重大事件的 提醒服务.该系统还应具有的一般系统功能主要有:用户概要文件的建立和 存储(即保存用户概要信息的文件,由用户建立,保留用户的关键查询和交 易记录,用于了解和明确用户的个性化需求);用户系统注册.该系统还应 该具有基于用户历史信息,当前信息和用户特征的智能信息提供及个性化定 制服务功能:根据用户的需求,提供个性化的信息定制服务;比较用户的背 景,传递相关的信息.这种信息可以具有多种粒度.根据用户的属性以及他 的历史相关信息,比较用户的情景而传递信息. 3.3.2位置信息服务子系统功能设计.基于移动互联网的位置信息服 务系统将是一个综合了地理信息系统(GIS),全球定位系统(Ops),移 SILIC 【科技创新论坛】鼹誓VAL 动计算(Mobileeomputation),移动互联网(M1)等多项技术的复杂系 统.本文主要讨论基于位置的信息服务子系统两个功能模块:数字地图服 务模块和移动定位服务功能模块.移动定位服务应该具有如下功能:位置 信息和位置感知服务,每当用户提出申请要求有关某个移动设备的位置信 息时,定位服务提供商将首先联络位置控制中心,查询移动设备的位置坐 标.然后位置控制中心收集信号的强度,信号相位以及到达时间等所需的 信息,一旦收集到这些信息,位置控制中心就能够以某一精确度确定移动 设备的位置,并且把此信息反馈给定位服务提供商.服务提供商然后可以 利用此信息为用户可视化显示移动设备的位置.另外,还可以根据游客的 位置,做主动的位置提醒服务.数字地图可以为游客提供如下功能:一是 风景点三维虚拟展示功能.利用航测遥感资料,近景摄影资料,TIN等构 建获得各风景点3维模型,真实展现各风景点的特色.二是辅助决策功 能.利用数据库技术,对近期的旅游信息进行采集,通过一系列专业决策 模型,为旅游者提供近期旅游信息预报,旅游路线评估,最优旅游日程安 排等决策信息.三是最新数字地图的快速下载.游客可以随时方便的下载 旅游目的地的数字地图.四是多媒体信息显示功能.以图像,视频,音 频,照片,地图,文字等多媒体信息全面介绍最新的旅游风貌.五是信息 查询功能.根据游客的需求,提供风景点信息化,宾馆酒店分布查询,旅 游交通路线的选择,并且围绕食,住,行,游,娱,购等内容向游客提供 各种信息查询服务. 3.3.3移动支付子系统功能设计.移动支付应该能实现在线支付和用 户身份识别两大功能.游客可以通过手机等手持设备,方便的支付旅游服 务的费用,也可以进行移动网上购物,票务预汀和宾馆住宿预订的费用 等,当然,还可以进行用户身份的安全认证,比如享受各种注册服务需要 进行身份认证等等. 我国己经在固定互联网旅游服务上积累了一定的经验,应该积极关注 和研究移动旅游服务的最新进展,通过政府部门,旅游企业的共同努力, 增强对移动旅游服务的研究测试和市场培育,力争更早地实现在旅游信息 服务上的技术转型,增强我国旅游业的竞争能力. 基金项目:本文受国家社科基金项目资助(项目批准号:08BTQ026) 参考文献: [1]赛迪顾问,旅游行业信息化建设现状与需求分析赛迪网,2008.4. [2]移动技术在旅游服务中的机会和策略,胡天舜,博客中国,2009.9. [3]移动支付在旅游电子商务中的应用设想,优客博思路,2010. [4]黄怡然,基于intemet的旅游信息系统研究,计算机应用研究,2010. [5]朱柄贵,旅游地理信息系统的研究,国土资源遥感,2009.3,第三期 作者简介: 王青山(1970一),男,华侨大学企业管理专业博士研究生,海南大学讲 师,研究方向:电子商务,企业信息化及知识管理. ………………. (上接第l53页) 测试环境如下所示:MFEVI.1声学综测仪进行分析. PC 一扎一l.1圈—?=二=二?J_黑 函 由人工头包括人工耳和人工嘴(HMSII.3&BlIP11.1)作为仿真模 型,MFEVI.1是声学综测仪通过人工嘴把声音传送给手机的麦克风,手机 麦克风拾取的声音信号经过内部增益调整和FIR调整后,通过GsM网络传给 GSM综测仪(R&S0E~200)后,GSM综测仪将GsM中的语音解出后,发送回 利用手机的麦克风的增益和频响调整,调到算法所希望得到的增益和 频响特性. 5 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf 麦克风阵列语音增强是一个复杂的理论和实际问题,虽然目前取得了 一 些结果,但仍存在许多尚未解决的问题.综合已有方法及近年来的研 究,本文提出了一种在实际应用中方便可行的方案. 参考文献: [1]YD/T884—1996,900MBzTDMA数字蜂窝移动通信网移动台设备技术指 标及测试方法论YD—T884—1996. [2]YDN055—1997,900—180OMHzTDMA数字蜂窝移动通信网移动台设备技 术规范(暂行规定). [3](英)迪尼着,自适应滤波算法与实现(第二版),刘郁林等译. [4]王冬霞,麦克风阵列语音增强的若千方法研究.. [5]勒日飞,二维麦克风阵列语音增强算法研究.