Технология в TWS слушалки за намаляване на шума при обаждане

TWS слушалки цифров сигнал ADM
С непрекъснатия растеж на пазара на слушалки TWS (True wireless stereo). Нуждите на потребителите за изживяване с продукта също са надградени от прости бързи връзки до по-високи стандарти. Например, от тази година на пазара се появиха голям брой TWS слушалки с ясни разговори.
За да се даде възможност за ясна гласова комуникация в много шумна среда, възможно ли е да се генерират схеми, които комбинират сигналите от вътрешното ухо и външните микрофони, за да се приложи интелигентна, адаптивна към околната среда технология за смесване на под-ленти. Всъщност някои местни и чуждестранни компании за алгоритми са ангажирани с това и са постигнали определени резултати.
Разбира се, много компании за решения сега наблягат специално на решенията за намаляване на шума при повикване, като edge AI (това е едно), но всъщност той е по-оптимизиран за съществуващите решения за намаляване на шума при повикване, така че тази част е премахната, нека да разгледаме първо някои основни части Въведението, тоест какво може да направи намаляването на шума при повикване.
Като цяло, намаляването на шума при повикване разчита на синхронизация на връзката нагоре (нагоре) и връзката надолу (надолу). Грубо казано Microphone Array/AEC/NS/EQ/AGC/DRC, логическата връзка е следната:
ADM (Adaptive Directional Microphone Array) е технология за обработка на цифрови сигнали, която създава насочен микрофон или шумопотискащ микрофон, използвайки само два многопосочни микрофона. ADM автоматично променя своите насочени характеристики, за да осигури оптимално затихване на шума в различни среди, като същевременно поддържа адекватно качество на сигнала. Адаптивният процес е бърз, има силна честотна селективност и може да елиминира множество смущения едновременно.
В допълнение към добрите си насочени характеристики, ADM са по-податливи на шум от вятъра от традиционните акустични насочени микрофони. Технологията ADM позволява два типа конфигурации на микрофона: „endfire“ и „broadfire“.
При конфигурация на крайния огън източникът на сигнал (устата на потребителя) е на оста (линията, свързваща двата микрофона). В широка конфигурация, той е насочен към права линия по хоризонталната ос.
В конфигурация с крайно запалване, ADM има два режима на работа; „далечен разговор“ и „близък разговор“. В режим на далечно преминаване, ADM действа като оптимално насочен микрофон, отслабвайки сигнала отзад и отстрани, като същевременно запазва сигнала отпред. В режим на близък разговор ADM действа като най-добрия шумопотискащ микрофон, като ефективно елиминира отдалечените звуци. Относителната свобода на акустичния дизайн прави ADM идеални за мобилни телефони, които позволяват „меко“ превключване между високоговорители от далечния край и високоговорители от близък край. Въпреки това, когато този тип дизайн се използва за слушалки, особено TWS слушалки, той е по-ограничен от това дали потребителят ги носи правилно. Подобно на airpods, авторът забелязва, че много хора имат „всякакви странни“ методи за носене в метрото, някои от които са ушите на потребителя. Формата и някои навици на носене карат алгоритъма да не работи непременно в идеална ситуация.
Акустичен елиминатор на ехото (AEC)
Когато част от сигнала при дуплексна (едновременна двупосочна) комуникация се върне към източника на сигнала, това се нарича „ехо“. В аналоговите и почти всички цифрови комуникационни системи на дълги разстояния, дори малките ехо сигнали могат да причинят смущения поради сериозни закъснения при двупосочен сигнал.
В терминал за гласова комуникация се генерира акустично ехо поради акустичното свързване между високоговорителя и микрофона. Поради нелинейната обработка, прилагана в комуникационния канал, като вокодери със загуби и транскодиране, акустичните ехота трябва да бъдат локално обработени (анулирани) вътре в устройството.
Потискане на шума (NS)
Технологията за потискане на шума намалява стационарния и преходен шум в едноканални речеви сигнали, подобрява съотношението сигнал/шум, подобрява разбираемостта на речта и намалява умората на слуха.
Разбира се, в тази част има много специфични методи, като BF (Beamforming) или PF (Post filter) и други методи за настройка. Като цяло AEC, NS, BF и PF са основните части на намаляването на шума при повикване. Вярно е, че всеки доставчик на алгоритъмно решение има различни предимства и недостатъци.
В типична система за гласова комуникация нивото на гласовия сигнал може да варира в широки граници поради разстоянието между потребителя и микрофона и поради характеристиките на комуникационния канал.
Компресията на динамичния обхват (DRC) е най-лесният начин за изравняване на нивата на сигнала. Компресията намалява динамичния обхват на сигнала чрез намаляване (компресиране) на силни речеви сегменти, като същевременно запазва достатъчно слаби речеви сегменти. Следователно целият сигнал може да бъде допълнително усилен, така че слабите сигнали да се чуват по-добре.
AGC технологията цифрово увеличава усилването на сигнала (усилване), когато гласовият сигнал е слаб, и го компресира, когато гласовият сигнал е силен. На шумни места хората са склонни да говорят по-високо и това автоматично настройва усилването на микрофонния канал на малка стойност, като по този начин намалява околния шум, като същевременно поддържа гласа, който ги интересува, на оптимално ниво. Освен това в тиха среда хората говорят сравнително тихо, така че гласовете им се усилват от алгоритъма без много шум.