English 0 позиций в запросе!   Отправить?
Подписка на новости
Задать вопрос

Имя *

E-Mail *

Компания *

Телефон *

Вопрос *

Защитный код *

Нажимая на кнопку, вы даете согласие на обработку своих персональных данных

Заказать образцы

Имя *

E-Mail *

Телефон *

Сайт

Компания *

Описание проекта *

Образцы предоставляются под проект

Защитный код *

Нажимая на кнопку, вы даете согласие на
обработку своих персональных данных и
обратную связь со специалистами PT Electronics

Подписка на новости

Назад

Новые возможности звукового распознавания с аудиопроцессором Microsemi ZL38052

4 Янв 2018

Автор статьи

Анна Сергеева

Скачать статью в PDF


Опубликовано в журнале «Вестник Электроники» №3-4 2017

Компания Zarlink (Microsemi) выпустила на рынок новый аудиопроцессор ZL38052 семейства Timberwolf, который успешно применяется в составе IP-камер, систем пожарной и газовой безопасности, в управляемых голосом шлюзах. В статье приводится обзор характеристик и преимуществ процессора, а также сопроводительного программного обеспечения, позволяющего значительно расширить функциональные возможности конечных изделий.

 

Возможности аудиопроцессора нового поколения ZL38052

ZL38052 — ведущая модель семейства аудиопроцессоров Timberwolf от компании Zarlink (Microsemi). В дополнение к современной аппаратной платформе (рис. 1) эти устройства оснащены инновационной акустической технологией AcuEdge, которая поддерживает внушительный набор высокосложных и интегрированных алгоритмов обработки звука.

ZL38052

Рис. 1. Упрощенная блок-схема аудиопроцессора ZL38052 семейства Timberwolf

Благодаря такому оснащению процессоры ZL38052 способны воспринимать отдаленные входящие аудиосигналы, подавлять эхо и шумы при проведении видеоконференций, обрабатывать конференц-вызовы с подключением спутниковых телефонов, а также обеспечивать работу IP-камер и камер наблюдения высокой четкости с двусторонней передачей голоса (рис. 2 и 3).

Перечислим основные аппаратные характеристики ZL38052.

Используется DSP со встроенной памятью, частотой 300  МГц и аппаратным ускорением обработки голоса. Поддерживаются 2 цифровых микрофонных интерфейса, с возможностью параллельной обработки данных от 4 цифровых микрофонов.

Можно задействовать 2 независимых драйвера для телефонной гарнитуры с емкостью 16 Ом и выходной мощностью 32 мВт. Для поддержки гарнитур используются двухканальные 16-разрядные цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП).

Доступны 2 шины мультиплексирования времени (TDM). Порты конфигурируемые, с поддержкой режимов импульсно-кодовой модуляции (РСМ) или Inter-IC Sound (I2S).  В первом случае поддерживается синхронизация PCM  и GCI, во втором — I2S. Каждый порт может выступать в роли ведущего или ведомого. В режиме РСМ каждый порт способен поддерживать до 4 двусторонних потоков передачи голосовых данных, в режиме I2S — до 2 двусторонних потоков со скоростью от 128 кб/с до 8 Мб/с.

Поддерживаются 2 порта последовательного интерфейса SPI. Производитель рекомендует в качестве основного порта взаимодействия с хост-процессором использовать ведомый (Slave) SPI-порт, поскольку он обеспечивает наиболее быструю загрузку и настройку прошивки устройства. Ведущий (Master) SPI-порт следует использовать для загрузки прошивки устройства с внешней Flash-памяти (в режиме автозагрузки).

Также доступен I2C-порт. По аналогии с SPI он может использоваться в качестве основного порта взаимодействия с хост-процессором, для загрузки устройства и настройки прошивки.

Набор портов GPIO можно использовать для создания отчетов о прерываниях и событиях, управления фиксированными режимами функционирования и параметрами загрузки. Также GPIO можно задействовать как порты ввода/вывода общего назначения для связи и управления внешними устройствами.

Для отладки и дополнительной настройки устройства предусмотрен порт UART.

Возможности сопроводительного ПО AcuEdge

Технология Microsemi AcuEdge включает бесплатный программный пакет, который значительно расширяет функционал аудиопроцессоров семейства Timberwolf и поддерживает такие алгоритмы обработки аудиосигналов, как оценка местонахождения источника звука и определение его направления (адаптивная диаграмма направленности), подавление акустического эха и шумов, определение звуковых команд и слов-инициаторов, а также многие другие возможности для улучшения разборчивости и субъективного качества голоса в жестких условиях эксплуатации (рис. 4).

Microsemi AcuEdge

Рис. 4. Ключевые возможности технологии Microsemi AcuEdge

Перечислим ключевые возможности программного обеспечения Microsemi AcuEdge:

  • Двусторонняя передача аудио. Обеспечивает полнодуплексный канал голосового общения с использованием телефонных гарнитур.
  • Подавление шумов. Уменьшает стационарные посторонние шумы от кондиционеров, вентиляторов, электроники и т. д.
  • Направление звука. Обнаруживает местоположение источника звука.
  • Формирование зоны источника звука. Определение области нахождения говорящего, что увеличивает четкость голоса и минимизирует нестационарные шумы.
  • Обработка отдаленного звука. Мгновенно усиливает отдаленные сигналы.
  • Распознавание голосовых команд на фоне других звуков.
  • Распознавание ключевых слов для включения устройства.
  • Распознавание командных фраз для голосового управления без подключения к сети.

Кроме того, ZL38052 поддерживает функции классификации звуков, что позволяет системе слежения распознавать и различать такие аудиособытия, как сигналы детекторов дыма (Т3)  и детекторов угарного газа (Т4), звук бьющегося стекла.

В общем случае, для ZLS38052 производитель предлагает 2 профиля настроек для выбора нужного режима функционирования: полнодуплексная коммуникация и распознавание тревожных сигналов. Режим полнодуплексной коммуникации (ZLS38052.0):

  • Улавливание звуков от отдаленных источников.
  • Формирование зоны источника звука.
  • Оценка местонахождения источника звука.
  • Полное подавление узкополосного и широкополосного акустического эха.
  • Поддержка подавления длинного эха (до 256 мс).
  • Нелинейное эхоподавление для избежания резких искажений звука в динамиках гарнитуры.
  • Обнаружение и подавление воя
  • Предотвращение колебаний при эхоподавлении.
  • Усовершенствованное шумоподавление для фильтрации звуков от находящихся рядом посторонних источников.
  • Различные алгоритмы кодирования/декодирования сигналов: линейный 16-битный, G.722, G.711 A/µlaw.
  • Эквалайзеры для передаваемого и принимаемого сигналов.

Режим распознавания тревожных сигналов (ZLS38052.2):

  • Распознавание тревожных сигналов T3 (сигнализация датчиков дыма).
  • Распознавание тревожных сигналов T4 (сигнализация датчиков возгорания).
  • Распознавание звука бьющегося стекла.
  • Программируемый детектор управления энергопотреблением.

Дополнительно поддерживается динамическое переключение между этими профилями непосредственно в процессе работы оборудования.

Дополнительные инструменты разработки

В дополнение к аудиопроцессорам семейства Timberwolf производитель Microsemi поставляет на рынок дополнительные инструменты для ускорения цикла разработки конечных продуктов.

В частности, для интерактивной настройки оборудования аудиопроцессора ZL38052 разработчики могут использовать совместимый программный пакет MiTuner с удобным графическим интерфейсом. MiTuner поставляется в продвинутой модификации ZLS38508 и более упрощенной ZLS38508LITE.

Возможности программного пакета включают поддержку автоматической и субъективной подстройки звука, настройку ключевых параметров разрабатываемой системы, визуальное отображение аудиодорожек с удобным контекстным меню программного управления параметрами звучания (рис. 5).

ZLS38508

Рис. 5. Графический интерфейс программного пакета ZLS38508 MiTuner

Также доступен полный комплект автоматической настройки MiTuner ZLE38470BADA, который обеспечивает легкое управление для тонкой ручной настройки возможностей технологии AcuEdge. В комплект входят блок аппаратного аудиоинтерфейса, микрофон и наушники, программный пакет ZLS38508 MiTuner (рис. 6).

ZLE38470BADA

Рис. 6. Комплект автоматической настройки MiTuner ZLE38470BADA

Заключение

Возможности аудиопроцессоров ZL38052 и других моделей семейства Timberwolf от компании Microsemi позволяют применять их в голосовых приложениях с повышенными требованиями к точности и четкости обработки звука. Процессоры поддерживают передовую технологию Microsemi AcuEdge, набор высокоточных и интегрированных алгоритмов которой позволяет пользователям извлекать больше полезной информации из аудиопотоков.

Набор инструментов разработчика с поддержкой программной среды MiTuner позволяет проектировщикам удобно и быстро создавать требуемые эталонные конструкции, проводить их оперативное конфигурирование и отладку. Все это помогает разработчикам значительно расширить функционал конечного изделия и ускорить его выход на рынок. 

По всем вопросам обращайтесь в департамент активных компонентов