智能音箱市場爆發式增長,遠場音頻採集挑戰得以解決

2020-12-13 電子產品世界

近幾年,人工智慧技術發展迅速,語音交互成為當下最流行的交互方式,智能音箱正在掀起一股新的技術革新浪潮。國際市場調研公司Strategy Analytics公布的2018年第四季度全球智能音箱市場統計數據顯示,在2018年第四季度,全球智能音箱出貨總量達到3,850萬臺,環比大漲95%,同時超過了2017年全年出貨總量。而2018年全年智能音箱的出貨量高達8,620萬臺,是2017全年的3倍。全球智能音箱市場呈現出爆發式增長態勢。隨著中國智能音箱市場的迅速擴張,智能音箱在語音助理、智慧家居等方面扮演著愈發重要的角色。據國際調研機構 Canalys 預測,全球智能音箱安裝總數將從 2018年的1.14 億部增長到 2019 年的 2.079 億部。然而,音頻接收距離與噪音幹擾是目前亟待解決的挑戰。Strategy Analytics預計,全世界大約有6,000萬家庭目前擁有至少一臺智能音箱。到2024、2025年全球智能音箱市場規模將達到300億、400億美元。面對井噴式的市場增長率,隨之帶來的也有相應的技術性挑戰。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201911/407525.htm

目前市場上的智能音箱,在距離較遠或所處環境較複雜情況下,用戶在下達命令時顯得不太收放自如,這也是製造廠商需要在音頻接收距離與噪音幹擾方面待解決的問題,。近日,德州儀器(TI)近日推出了一種新型音頻模數轉換器(ADC),其技術方面,能夠在比行業同類產品遠4 倍的距離以外採集到清晰的語音。《電子產品世界》受邀參加發布會。會上,德州儀器(TI)音頻產品市場工程師Abhi Muppiri先生介紹到,TLV320ADC5140 是業界具備同等性能的體積更小的四通道音頻 ADC,是 TI 新推出的三款 Burr-Brown™音頻 ADC 系列產品之一,可以在嘈雜的環境中實現低失真錄音,還可以在任何環境中進行遠場高保真錄音。

我們知道,遠場環境要求拾音麥克風的靈敏度高,這樣才能在較遠的距離下獲得有效的音頻振幅,同時近場環境下又不能爆音(振幅超過最大量化精度)。這樣的環境下,噪音必然會很大,從而使得語音質量變差,即SNR降低。智能音響方面,家庭環境中的牆壁反射形成的混響對語音質量也有不可忽視的影響。在實驗室測試環境下,它可以拾取到聲源超過10米以上的距離發出的聲音。在實現遠的距離同時,能夠做到120dB的信噪比,同時以16平方毫米的尺寸和整個解決方案進行配合,實現良好的效果。

除去較遠的聲音拾取距離以外,TI還使用幾十種audio的性能,在各種應用環境裡能實現更好的性能。TLV320ADC5140內部加入動態的範圍的調節,能夠實現小聲音拾取的特點。聲音採樣後檢測到為小聲音,DRE系統接入後端人為放大信號,使其更容易提取。DRE的作用不僅局限於放大小信號。它可以清晰地錄製包括聲音命令和噪聲信號進行辨析,以此為後端的算法辨別帶來較好的先決條件。TLV320ADC5140TI不僅可以和模擬麥克風進行配合,也可以和數字的麥克風配合。其最多可以與8個數字麥克風或4個模擬麥克風進行匹配。此外,晶片還提供同時驗證數字和模擬麥克風的效果,便於合作廠商在最後量產時選擇的方向。另一方面,智能音箱在播放TTS時可以其精準識別用戶的命令。晶片具有非常高信噪比的性能,智能音箱放到最大音量時,依舊可以清晰地錄命令和聲音之後在app端消除,最終形成清晰的命令。

關於Burr-Brown™ 音頻技術,據Abhi Muppiri先生介紹,自TI收購Burr Brown以後一直延續品牌在音頻上較獨特的技術和發展的方向,包括TI的ADC或者是DAC,甚至還包括Class D的聲噪及audio的運放放大器,TI利用品牌的精髓和內涵向下進行延續。Burr Brown品牌從DA、AD到HIFI產品,是其一直以來延續的開發路線,TI繼續延續整個開發路線,爭取在音頻市場能夠提供更好的產品。

德州儀器(TI)音頻產品市場工程師 Abhi Muppiri先生

本年度,TI發布系列Burr-Brown™ 音頻技術產品,分別針對汽車、智能家居、專業音頻領域。汽車領域,TPA6304-Q1擁有四通道的模擬輸入屬於汽車應用的Class-D類放大器;TAS6421-Q1作為數字輸入單通道的Class-D放大器,其2.1兆高頻的開關中對EMI的影響相對較小,而其一系列產品在整個車機應用中比較廣泛。專業音頻領域,OPA1656可以提供非常好的噪聲的指標,其技術水準處於業界領先地位。智能家居方面TI在整個audio上採用比較完善的產品系列,包括功放、音頻放大器,一直到ADC。

  自2016年始,智能家居逐漸流行,TI作為業內主要的公司,在市場方面也有精湛的觀點。市場方面,德州儀器(TI)華北區技術應用經理趙般多先生表示,智能家居中國還是處在領先地位,和歐美、日本相比中國的智能家居水平處在領先位置。除了智能音箱以外,包括電視機頂盒、冰箱也可做語音交互,目前TI已經跟很多國內領先的家電廠商進行合作。不久的將來,更多的日常產品中都會出現語音交互控制功能,同樣會越來越多產品在市場中出現。

德州儀器(TI)華北區技術應用經理 趙般多先生

    對於語音交互方面,很多領先的廠商已經自研晶片,但大都是主平臺處理晶片。這就需要外圍的模擬的高清的晶片助力主平臺優化。這是互補、互助的關係,定義晶片時不只是供給智能音箱,我們希望在各種不同的應用場景中做到相應的適配。

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