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标题: 麦克风阵列原理及应用 [打印本页]
作者: 浅夏110 时间: 2020-5-15 10:16
标题: 麦克风阵列原理及应用
麦克风阵列原理及应用6 r- v% f( c6 ]+ y4 T4 ]. \$ g
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什么是麦克风阵列
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麦克风阵列是由一定数目的麦克风组成,对声场的空间特性进行采样并滤波的系统。
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; |! {9 a/ j/ i2 v* g) M' ]" o" X目前常用的麦克风阵列可以按布局形状分为:线性阵列,平面阵列,以及立体阵列。其几何构型是按设计已知,所有麦克风的频率响应一致,麦克风的采样时钟也是同步的。
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麦克风阵列的作用
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麦克风阵列一般用于:# l7 s/ C$ f, f7 `
- 声源定位,包括角度和距离的测量
- 抑制背景噪声、干扰、混响、回声
- 信号提取
- 信号分离
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声源定位技术
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- 利用麦克风阵列计算声源距离阵列的角度和距离,实现对目标声源的跟踪。
- 基于TDOA(Time Difference Of Arrival,到达时间差)的声源定位技术。估计信号到达两两麦克风之间的时间差,从而得到声源位置坐标的方程组。然后求解方程组即可得到声源的精确方位坐标。
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信号的提取与分离
; m/ _, C' i- N8 Y通过波束形成技术,在期望方向上有效地形成一个波束,仅拾取波束内的信号,从而达到同时提取声源和抑制噪声的目的。
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语音去混响
9 ^/ N" p7 F; {/ \0 n混响(Reverberation)是指声波在室内传播时,被墙壁、天花板、地板等障碍物形成反射声,并和直达声形成叠加的现象。
混响的作用
- 混响是声学中最重要的现象之一
+ a4 y8 j6 ^' C% t" R- 合适的混响会使得声音圆润动听、富有感染力。
- 混响时间太长会使得声音含糊不清,听不清楚。
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- 混响是建筑声学中要重点考虑的问题
( G- y$ Y, _1 X1 g) g7 F- 演讲厅要短一些的混响时间,比如北京学术报告厅混响时间为1s
- 交响乐则需要长一些的混响时间,比如上海音乐厅混响时间为1.5s,维也纳音乐厅为2.05s; M ?6 u3 n, Z+ p/ g
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- 过大的混响会带来音素的交叠掩蔽现象,严重影响语音识别效果,尤其是远距离语音识别。7 e% S5 ]: y3 N6 h2 \
目前主流采用麦克风阵列+深度学习的方式来进行去混响。
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线性麦克风阵列
4 g5 ^% N* v d% P4 r+ w- 加性麦克风阵列( Additive Microphone Array)
5 f% @! e3 n+ g3 ~7 G- 阵列的输出是各阵元的加权和
- 最优波束方向可调
- 结构简单、方便布局
- 适用于车载、家电等场合
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- 差分麦克风阵列( Differential Microphone Array )
) n$ ^# k( ]$ i3 ?* Q: n- J) C- 阵列的输出是两两麦克风之间的加权相减
- 最优波束方向只能在末端方向
- 适用于耳机通话等场合
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平面麦克风阵列
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平面麦克风阵列(Planar Microphone Array )
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