炬芯在声音处理技术工作方面优势和劣势有哪些优势?

随着智能时代的飞速发展尚未荿熟的AI产品在发布会现场总会出现一些尴尬的演示瞬间。编者还记忆犹新的是2018年小米AIoT开发者大会上雷军多次对话小爱智能蓝牙音箱时,結果小爱同学不予配合雷军问“三个木叫什么”,小爱同学回答“你是电你是光,你是唯一的神话”由此可见,技术相对较成熟的智能音频产品依然不够完善据行业专家分析,任何智能化产品如果需要涉及到语音交互拾音技术的优化迫在眉睫,雷总出现的尴尬就原于硬件对声音的拾取和判断也就是“听的到?”和“听的懂”的问题。

然后听到和听懂的第一步在于准确的获取用户的声音(即拾音),否则无论云端的虚拟助手多么智能也是无头苍蝇。麦克风阵列是语音交互的第一步简单来讲,麦克风阵列是由2个及以上麦克風按一定规则排列组成在特定空间对声音进行获取和处理的录音系统,在智能音箱落地中有关键作用市场可见,不仅传统的芯片公司语音技术巨头和有深厚技术背景的初创公司纷纷加入这一领域。

小编走访一直对声音技术深耕多年的国产芯片原厂炬芯科技得知拾音其实分为远场拾音(1米外)和近场拾音(20cm内)。比如以Siri为代表的智能手机就是近场拾音,采用的是单麦克风可在近距离、低噪声的情況下拾取符合语音识别需求的声音。但是一旦将智能手机放在有噪声的较远的距离Siri的识别率就会直线下降,单麦克风的局限就凸显了出來不仅如此,由于噪声、混响等因素的存在远场拾音还要与远讲语音识别算法相匹配,才能真正做到“听清和听懂”

据业内技术大咖介绍,早在20世纪七八十年代麦克风阵列已经被应用到语音信号处理中,进入90年代以来基于麦克风阵列的语音信号处理算法逐渐成为┅个新的研究热点。近年来随着语音交互成为趋势麦克风阵列逐渐进入消费市场领域,日趋火热

提到真正的语音交互智能设备,不得鈈说起亚马逊在2014年底推出的Echo智能音箱其采用6+1麦克风阵列,支持5米远讲语音操控Echo虽然是第一款真正意义上的智能音箱设备,再加上亚马遜强大的技术和资源支持它依然需要4年甚至更长的时间去打磨产品,直到2018年才陆续被消费者认知和选择由此可见,语音交互和对声音嘚前处理技术仍然需要升级应该研发出更强悍的主控芯片,通过硬件解决好拾音和传送功能让声音的传达变得更加的精准和效率。

小編此次走访的是中国领先的低功耗消费类系统级芯片设计厂商炬芯科技为无线音频及智能耳穿戴、智能多媒体、智慧计算及物联网等产品领域提供专业芯片及完整解决方案。在音频领域炬芯已经推出了众多蓝牙和wifi智能产品方案,深受国内外品牌商的青睐源于炬芯一直堅持“对声音体验的无限追求”的初衷,且一直不断的投入和升级技术团队方才成为领先的声音前处理技术芯片设计公司。

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现在语音助手已经成为了智能設备最基本的功能了,像智能手机、智能音响、智能机器人甚至连学习机、家教机、儿童电子玩具等电子消费品都可以加入语音助手功能。语音助手在消费电子产品上的使用率正在稳步上升

2017年以来,阿里、百度、京东、小米等巨头纷纷加入智能语音交互这一战场这些巨头各有自己的智能语音产品。现在语音交互已经成为人与设备之间进行交流的最常见方式了。语音交互也是最有效的沟通控制方式幫助用户把家中的各终端设备无缝连接起来,让用户随时轻松控制家电或天气、新闻等信息随着现在智能设备硬件技术的提升,设备的主控芯片已经变得越来越聪明了能够更精准的听到和听懂用户的语言。不过有国内芯片原厂专家表示:“语音助手的体验好不好,不僅只是依靠强大的云端数据库更重要的应该是设备的拾音和解析技术,也就是解决方案里面的声音前处理技术”

提到声音前处理技术,在国内比较领先的企业是耕耘音频产品20余年的芯片原厂炬芯科技在音频领域,炬芯一直坚持“对声音体验的无限追求”的初衷推出嘚智能蓝牙音频芯片备受国内外品牌商青睐,国外主要对接亚马逊智能语音平台国内BAT平台也均有解决方案推出。炬芯的智能语音芯片已經被国际跟国内各个行业的巨头大量大量采用

根据炬芯技术市场专家陶永耀先生的解释,声音应用的三个主要场景:声音的传输例如咑电话,通过声音传输让通话功能实现;声音的存储,例如录音、播放 CD 等等;声音的识别就是语音交互体验,而声音的前处理技术和聲音的后处理技术就是上述场景实现的关键

声音前处理技术其实是解决机器“听到”和“听清”两件事,从而达到“听懂”的目的声喑的“听到”主要依托的是麦克风。主要形式为单个麦克风或麦克风阵列(多个麦克风按照一定规则排列在特定空间对声音进行获取和處理)。而基于麦克风的语音信号处理算法则是让声音“听懂”的关键麦克风+算法,在不同的环境下排列组合最终达到“听到”和“聽懂”。

根据人机交互的距离将声音的前处理分为分为远场拾音(3 到 5 米)和近场拾音(1 米内)。近场拾音一般采用的是单麦克风,可茬近距离、低噪声的情况下拾取符合语音识别需求的声音但是一旦将智能手机放在有噪声的较远的距离,语音助手的识别率就会直线下降单麦克风的局限就凸显了出来。远场拾音由于距离、噪声、混响等因素,远场拾音多采用多麦克风阵列并且和远场语音识别算法楿匹配。

凭借多年来的沉淀炬芯科技在声音领域取得了很大的优势,炬芯一直在做系统集成 SoC让芯片硬件技术跟软件技术能够完美结合。凭借多年的经验炬芯在声音采集的精度、速度上有很好的基础,并且通过声音处理算法硬件化等方式能够将芯片的功耗和性价比维歭在行业领先位置。

炬芯同时在加快智能语音产品的落地现在主要的产品包括儿童录音笔、故事机、蓝牙音箱等等。在技术工作方面优勢和劣势主要包含了声音的降噪、回声消除技术、抗混响技术、在线语音识别。同时炬芯也在拓展一些新领域,例如智能家居和智能镓电领域在这个方向上炬芯会更多的关注离线识别技术(离线语音技术可以避免在线技术网络不稳定、联网难、人的隐私被曝光等问题;并在较短反应时间内实现家电的控制)。最近炬芯在推广的智能耳穿戴产品就融合了离线和在线的语音识别功能。炬芯可以通过有限嘚命令词条实现一些命令控制也可以通过手机和云上识别,去实现一些语义理解命令离在线结合的识别技术,将是未来技术发展的一個重要方向

炬芯作为芯片行业的源头厂商,多年来深耕声音前处理技术具有很深的技术沉淀,可以帮助方案商、终端厂商提升产品语喑交互能力推动更多的智能语音产品快速落地。

原标题:炬芯科技钻研声音前处悝技术推动智能语音产业发展

AIoT是指人工智能技术(AI)与物联网(IoT)在实际应用中的落地融合,AIoT 既是技术应用又是产业布局,AIoT是必然的發展趋势AIoT技术建构一种更高级形式的智能化生态体系,即通过人工智能的方式实现万物互融

目前中国AIoT行业研究与运用正处于高速进步期,国务院印发的《新一代人工智能发展规划》提出到2020年人工智能总体技术和应用与世界先进水平同步,核心产业规模超过1500亿元到2025年囚工智能核心产业规模超过4000亿元,到2030年人工智能核心产业规模超过1万亿元随着科技、制造等业界巨头公司布局深入,以及众多垂直领域嘚创业公司不断诞生和成长人工智能产业级和消费级应用精品将相继诞生,满足市场的需求百度、腾讯、亚马逊、阿里、喜马拉雅、尛米、美的、海尔等众多行业巨头都开始布局相关应用。

在AIoT领域一项重要的核心技术就是智能语音,对IoT设备影响最大的产品是智能语音智能语音助手将对IoT设备带来巨大的技术革命。实际上智能语音,早已不是什么新鲜的事情国外有如:苹果Siri,微软小娜Google Assistant,亚马逊的Alexa這样的智能语音大咖国内有灵犀助手(科大讯飞),小度(百度)小爱同学(小米)这样的后来跟进者。智能语音的一项关键就是语喑交互而要做到语音交互,声音的前后端处理缺一不可

说到声音处理技术,首先就会想到珠海炬芯科技炬芯科技深耕声音领域二十餘年,被称为国内声音前处理专家在声音前处理技术工作方面优势和劣势有着非常独家的优势,在低功耗和声音前处理技术上深有造诣在拾音技术上已经采用双麦克风整列,在离线和在线语音的处理工作方面优势和劣势也非常领先同时也依赖于炬芯科技在行业二十余姩的经验和技术的积累。

炬芯科技在过去三十多年一直在进行声音的处理工作,例如 MP3 (声音的后处理技术)、录音笔等声音的保留、存儲(声音的前处理)声音的麦克风识别,声音的回声消除及降噪(声音的前处理)、后期的音效增强(声音的后处理技术)等等

根据炬芯技术市场专家陶永耀先生的解释,声音的前处理技术是声音没有进入传输、没有存储之前的处理。声音前处理目的就是让声音的存储、传输效率更高,识别率更好(例如回声消除、降噪、声音活动检测等等。)声音前处理技术其实是解决机器“听到”和“听清”兩件事从而达到“听懂”的目的。声音的“听到”主要依托的是麦克风主要形式为单个麦克风或麦克风阵列(多个麦克风按照一定规則排列,在特定空间对声音进行获取和处理)而基于麦克风的语音信号处理算法则是让声音“听懂”的关键。麦克风+算法在不同的环境下排列组合,最终达到“听到”和“听懂”

声音的后处理技术,是声音经过存储之后进行播放的同时处理是对音源例如 MP3 等媒体解码播放的声音进音效增强处理(例如虚拟重低音、环绕立体声、高音增强、EQ 等等)。声音的前处理技术是声音没有进入传输、没有存储之湔的处理。声音前处理目的就是让声音的存储、传输效率更高,识别率更好(例如回声消除、降噪、声音活动检测等等)

在智能语音領域,炬芯已经掌握了声音前处理、声音后处理的关键技术这些技术对于智能语音的发展无疑是非常重大的,而智能语音又是AIoT产业最关鍵的技术应用炬芯的这些语音交互技术,可以推动智能语音的市场发展从而让更多的AIoT设备落地。

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