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富迪产品,消噪音,消回音

2011-8-22 11:12:21  4095 回声消除
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富迪科技 (语音通讯产品)
最开始是从回声消除做起。逐步转入噪声压制研究。
产品功能:
一,回声消除(AEC
通讯的另一方的声音从喇叭发出,在同一个结构体中,又会传到MIC中,再一次发送到另一方的喇叭中,这就是回音,即另一端的通话人会再次听到自己讲过的语音,这也就是需要消除的回音。
DSP

     蓝牙耳机产品中,由于产品体积小,话筒和喇叭的位置靠的很近,所以回声是一个比较突出的问题。
     而其他应用在免提(免持)通话(HAND FREE
     如可应用产品有:手机免提系统
                     视频会议系统
                     免提车载通话产品
                     VOIP,网络电话产品
                     电脑周边类,USB电话
                     笔记本,平板电脑
     这里需要区分的另一种类似回声的表现形式,即卡拉OK,或歌厅中,唱歌时,话筒靠近喇叭时产生噪声,那不属于回声,正确讲是属于自激啸叫(声反馈),即本身的话筒声音到喇叭时,喇叭把声音又传回话筒,再循环引起。如下图
     
  
功放/卡拉OK设备
        
由于喇叭到MIC的声音会产生反复循环
         
                              
     如果是象这种产品的应用,则只能是考虑用声音萃取技术,把喇叭过来的声音进行压制,而达到目的。
二,噪声压制(NS--NOISE SNPPRESION
由于噪声内也包含语音,所以只能用压制的方式,而不是消除,把语音之外的噪声减小。
   按噪声的不同总的了分类为:
A:稳态噪声。即有规律的声音。如持续的风声,马达声,电机运转声。
   一般来说这类噪声固定压制20DB,如压制太多,则人声也会被损害。相比之下,这类噪声处理很多公司可以做,也比较容易处理。
B:非稳态噪声。
  无规律,不可预测突发的声音,如人声,机器声,嘈杂声,这类噪声的处理也是富迪的特色之处。
富迪定义这个技术的名称为:语音萃取(正式推广的用词)。
之前一直是采用 拾音束 来宣传形容,但在其他品牌非议和攻击下容易做为一个缺点来定位,所以,正式宣传不采用拾音束的词句来形容。
但这项处理技术在免提状态下是无效的,也不可实现,只有用在个人通讯方式才有作用,即类似手机贴在嘴边打那种形式。
由于个人通讯方式也会存在不同的操作,如手机拿持的方式,和手机与使用者的位置,会产生效果上的差异和误解,所以富迪在产品新一代处理方式中有补充这个问题的地方,即在语音萃取方式上再加上自自适应处理,处理效果随噪声级别的增加而不同萃取方式。
接着讲述非稳态噪声压制的实现是如何设计的。
一般来说在噪声中要把需要的语音取出来,需要多个话筒的配合,以实现对多方位声音的详细拾取,并加以辨别,这就是阵列麦克风技术,两个甚至更多的麦克风组成的一个阵列。
而富迪的设计是采用两个MIC,所以也就简称为小型阵列麦克风(SAM)。

      富迪的技术也就是萃取主MIC位置旁边的声音,也就是需要传送给另一方通话人的声音。手机也即成为最需要此技术的产品之一,而PC/笔记本由于本身的处理能力非常高,所以是采用另一种方式来达到类似效果,即用数字MIC加软件计算来实现。
     接着也就说一下普通MIC和数字MIC区别应用
JFT场效应管
共振膜
电容式驻极体MIC,即普通模拟MIC,由于内部有共振膜,所以焊接的温度有严格要求。
    还有缺点就是输出信号是模拟信号,容易被干扰和产生噪音
     新一代的常规数字MIC则是在普通MIC中再加入一个模数转换芯片,从而直接从MIC输出数字信号。
     数字MIC的优点是不受干扰,拾取语音效果好,缺点在目前来说主要还是价格偏高。一般来说价格在0.25美金,折算人民币大概在1.6-1.7元,而常规普通MIC成本是0.07美金,大概为0.40.5元人民币。
    介绍数字MIC的原因是由于在富迪新一代的语音处理芯片FM34中,由于IC工艺制程的先进,和处理效果的更高要求,
已经从之前的模拟信号接口,全面转变为数字接口,所以在推广FM34的新产品中,必须要求客户配套采用数字MIC,如想保持采用普通MIC的话,则需在FM34前一级加上另一颗处理芯片FL123
按功能效果划分,在国内另有一英国的品牌,他们技术被称为听力分析技术,但由于功耗大(为70MW,富迪为20MW),价格高(2美金到2.5美金,富迪为1美金左右),而且还有个缺点就是引脚多,所以综合各方面因素,已经退出中国市场。
富迪经过2年的推广,国内品牌已采用的有长虹,联想,都固定有几百K/月,而宇龙也在新系列手机大量采用。
另外要知道一点的是手机的处理芯片内部也是具备部分消回声和噪声压制功能,但只能说参数要求不高时,是没问题的,比如消回声只要协调好喇叭和话筒的反馈量,而常规稳态噪声能压制10DB左右,所以专业性的参数要求,还必须加入类似富迪这样的处理芯片。
     另外富迪在早期的应用设计中,为了更好的扩展芯片的功能效果,做到准确的定向和定范围的拾取语音及形成语音束,采用在双麦阵列中,把其中一个麦克风指定为选用指向性麦克风。
     指向性麦克风通过配合相应声学构造可以让麦克风拾取指定方向的语音信号,但该MIC有比较多的缺点,即对产品结构设计有要求,密闭性也要好,还必须保证在生产组装过程中严格按流程操作,而且该MIC还不能抗风,在有风的情况下,工作会受干扰,综合考虑下,在国内的生产环境下,暂不推这中应用方式,只主推使用普通MIC的设计。
     之前的应用设计曾经针对蓝牙耳机市场推了很长时间,主攻消回音方向,但由于竞争对手CSR(英国建桥)做蓝牙芯片,并在蓝牙芯片中集成回声消除功能,所以富迪最后选择退出蓝牙耳机市场。
  
下面讲解产品系列:
  富迪最早的产品为FM1093
  但工作条件是 FM1093+FLASH(必须)  把算法程序装入FLASH中,这样的好处就是便于升级,可后期加入更新更好的功能应用,即可多方式应用。但造成的缺点是成本高,大概在芯片要5美金再加上FLASH的价格,而且功耗也大,有100MW,但带来另一个优点是处理速度快,音频频率可处理8KHZ以上,所以语音效果比较好。
  
     由于成本及各其他因素,上面的芯片推广不容易,就不在生产了,转变为另一种方式,把FM1093和闪存两部分合并固化成一体,做成一颗单芯片,就是后期到现在的各版本的由来。但封成一体后,由于处理能力的缺点,只能处理4KHZ的语音频率,所以也只能适应语音通话应用产品上了。
   随算法的提高,而逐步优化并出现的型号有:
   
FM1072     LQFP48  算法版本为v26  功能带有USB PA(功放)  早期产品,已不推
FM1182     LQFP48  算法版本为V30  USB,去掉PA
FM2010WE  CSP22    算法版本为V30  去掉USBPA,属简化版,体积小,开始进入手机/PC产品
FM2010NE   QFN22  
FM2018WE   CSP22    算法版本为V38  曾有NE后缀,QFN22封装,但没批量生产,只作为实验板应
                       
FM34-NE   QFN32      算法版本为V395   此版本已经转为全数字接口,成本更低,效果更好,
FM34-WE   CPS25      算法版本为V395
FM34是纯数字接口,目前有应用在手机,MID,平板电脑等产品上。
另外FM1182在早期曾为日本富士封一个专门版本FM11-GE-300 LQFP48算法为V30,不带USBPA
   到目前为止,去掉老型号,和未推出来的型号,只需推广三个型号。
  1FM11XX-380系列   LQFP48   接口为模拟进出   有上行处理     有下行处理(带宽为4KHZ
  2FM2018WE-380     CSP22     模拟接口进出     有上行处理,无下行处理,缺点为无法控制喇叭
                        输出,消回声效果差一些,优点为喇叭输音质为原产品输出,效果好。而针对这
                         情况也就有个更新版本FM34
  3FM34  CSP25/QFN32   全数字接口,需采用数字MIC,相应增加设计难度,对技术需要更专业。
                            有上行处理
                            有下行处理,甚至比FM1188还好,完全解决FM2018的缺点,可多方式
                             处理,可动态调整,优化音质,并语音频率带宽4KHZ/8KHZ可选。
芯片产品的设计应用

     而当需要加入我们的芯片FM2018/FM1188时,则只需切断相应线路,把芯片线路介入即可。对原产品设计无影响。

目前已知的机型有用到富迪产品
  索尼爱立信 J20
  丽音版G7  (华为海思K3方案使用的是FM2018)
从技术上来看,该芯片系列需要突出的一些关键词和宣传语

语音萃取,噪声压制,抗噪声设计,噪声屏蔽,回声消除,小型阵列麦克风,
双麦抗噪声设计。

而从功能应用来分析可适用到的产品为:

   1,手机产品(推介FM2018,体积小,适用功能为降噪音,语音萃取,部分消回音,
       但不适用在免提功能开启情况下)

2,MID/平板电脑产品(推荐FM2018或FM34,体积小,FM2018设计简单,但只有上
           行处理,能适用简单通话的应用,且通话方式有要求,如设计能力强的可推
           荐FM34,有上下行处理,带优化功能,且成本更低。两者方式需双MIC。

3,车载通话产品,推荐FM1188,适用功能为回声消除,并可屏蔽部分噪声单MIC即
           可。

4,视频或语音会议系统,推荐FM1188或FM34,简单应用则FM1188即可,适用功能
            为回声消除,噪声压制。

5,楼宇对讲系统。推荐FM1188或FM34,简单应用则FM1188即可,适用功能
            为回声消除,噪声压制。

6,录音笔及录音数码设备。(推介FM2018,体积小,适用功能为降噪音,语音萃取,
                ,但不适用在远离被录音者旁边工作,如需此方式,则会需用到指
                向MIC)


更多应用,也有待摸索。

                                                                                                                        联系人:王工
                                                                                                                         联系电话:13509621892
                                                                                                                       QQ:247547622
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FM1093的资料有没?
· 2018-10-23 09:26:32
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