AI 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)降噪算法語音處理模塊 A-59U 說明書
一，產(chǎn)品概述：
A-59U 是一款高性能的數(shù)字語音處理模塊，針對(duì)所有免提全雙工通話設(shè)備中的回音問題進(jìn)行消除（AEC），并具環(huán)境噪音壓制(ENC)功能，及定向拾音(BF)功能,讓通話設(shè)備獲得更好的語音品質(zhì)。
A-59U 的優(yōu)異處理性能，可以在消除大音量喇叭聲音的同時(shí)，并最大保持全雙工的流暢度，可以讓語音識(shí)別及交互設(shè)備更準(zhǔn)確的提高語音識(shí)別率。
A-59U 可以在監(jiān)聽喇叭音量 95DB 左右時(shí)，麥克風(fēng)靠近喇叭 1CM 處，也能完全屏蔽喇叭回音。只要保證結(jié)構(gòu)本身的穩(wěn)定合理，即使喇叭及咪頭的距離小于 6CM，喇叭的音量大于100DB，選用 A-59U 模組同樣可以達(dá)到消除回音的效果，并最大保證通話的流暢。
A-59U在具有強(qiáng)力消回音功能的同時(shí)，還具有遠(yuǎn)場(chǎng)拾音功能（AGC），在開啟遠(yuǎn)場(chǎng)程序時(shí)，麥克風(fēng)的拾音范圍可以達(dá)到 50-500CM(常規(guī)靈敏度-42DB 麥克風(fēng)),滿足大空間的拾取要求。A-59U 采用 AI 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)降噪技術(shù)是一款革命性的語音處理技術(shù)，他突破了傳統(tǒng)單麥克風(fēng)和 雙麥克風(fēng)降噪的局限性,利用采集的各種日常環(huán)境中的噪音樣本進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí).讓降噪算法具 有自適應(yīng)噪音抑制功能， 可以根據(jù)實(shí)際情況自動(dòng)調(diào)整噪音抑制等級(jí)A-59U 的接口豐富，除了具有數(shù)字音頻和模擬音頻輸入輸出端口，還集成了 USB 聲卡功能，可以直接與 PC 系統(tǒng)，安卓系統(tǒng)，大部分 LINUX 系統(tǒng)免驅(qū)連接使用，可以方便的滿足各類系統(tǒng)應(yīng)用，以及設(shè)備的不同接口適配，快速完成項(xiàng)目設(shè)計(jì)。
模塊端口采用半孔焊盤設(shè)計(jì)，體積小巧（長(zhǎng) 37mm,寬 25mm）。在已成型的產(chǎn)品中，可以通過轉(zhuǎn)接板快速接入；而在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，則可以按模塊尺寸圖，直接做焊盤形式焊接在系統(tǒng)板上，方便各類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)生產(chǎn)使用。
二，應(yīng)用領(lǐng)域：
主要應(yīng)用各類音頻通話產(chǎn)品，安防監(jiān)控，樓宇通話，會(huì)議設(shè)備，遠(yuǎn)程報(bào)警等等。能方便快捷的與各類音頻拾取系統(tǒng)連接。
※ 智能小區(qū)，別墅門禁，智能家居通話對(duì)講系統(tǒng)。
※ 車載藍(lán)牙通話系統(tǒng)，車載語音識(shí)別智能設(shè)備。
※ 虛擬人偶對(duì)話互動(dòng)及各類語音識(shí)別交互產(chǎn)品。
※ 面對(duì)面雙人短距離獨(dú)立拾音記錄系統(tǒng)。
※ 定向通話拾音記錄降噪設(shè)備。
※ 智能遠(yuǎn)程多媒體教育通話系統(tǒng)，企業(yè)遠(yuǎn)程會(huì)議設(shè)備。
※ 礦山礦井呼叫報(bào)警系統(tǒng)，銀行客服通話系統(tǒng)，安防通話設(shè)備。
※ 停車場(chǎng)/公共場(chǎng)所的門卡，自助服務(wù)系統(tǒng)的通話對(duì)講。
※ 監(jiān)獄/醫(yī)院呼叫服務(wù)通話系統(tǒng)。
※ 電梯、企業(yè)寫字樓、生產(chǎn)車間等廣播對(duì)講/監(jiān)聽系統(tǒng)。
三，外形框圖
模塊外形及接口示意圖
四，模塊腳位定義說明：
腳位 功能定義 說明
1 USB_V+ USB 聲卡音量+觸發(fā)端口（僅在 USB 啟動(dòng)后有效，對(duì)地觸發(fā)）
2 USB_V- USB 聲卡音量-觸發(fā)端口（僅在 USB 啟動(dòng)后有效，對(duì)地觸發(fā)）
3 SPK_L DSP 音頻下行左聲道輸出端口（該信號(hào)為 19 腳輸入信號(hào)）
4 SPK_R DSP 音頻下行右聲道輸出端口（該信號(hào)為 20 腳輸入信號(hào)）
5 LINEOUT_R DSP音頻上行右聲道輸出端口(該信號(hào)為數(shù)字麥克風(fēng)輸入信號(hào)）
6 LINEOUT_L DSP音頻上行左聲道輸出端口(該信號(hào)為數(shù)字麥克風(fēng)輸入信號(hào)）
7 GND 電源地線
8 DMIC_CLK 數(shù)字麥克風(fēng)時(shí)鐘輸出端口(PDM 格式 此端口與 15 腳直通)
9 DMIC_DAT 數(shù)字麥克風(fēng)數(shù)據(jù)輸入端口(PDM 格式 此端口與 14 腳直通)
10 +5V 模塊電源供電輸入 （+4V～+6.5V，可用 USB 供電）
11 LRCLK(I2S) I2S 音頻輸出 LRCLK 時(shí)鐘輸出(頻率為 16Khz 始終保持輸出)
12 BCLK(I2S) I2S 音頻輸出 BCLK 時(shí)鐘輸出(頻率為 512Khz 始終保持輸出)
13 DAT(I2S) I2S 音頻數(shù)據(jù)輸出 DAT
14 DAT(D_MIC) 數(shù)字麥克風(fēng)數(shù)據(jù)輸入端口(PDM 格式 此端口與 9 腳直通)
15 CLK(D_MIC) 數(shù)字麥克風(fēng)時(shí)鐘輸出端口(PDM 格式 此端口與 8 腳直通)
16 GND(D_MIC) 數(shù)字麥克風(fēng)地線端
17 3V3(D_MIC) 數(shù)字麥克風(fēng)工作電壓 3.3V 輸出端(輸出電流上限 50mA）
18 GND 電源地線
19 LINE_IN_L 左聲道消回音參考信號(hào)輸入（經(jīng)過 DSP 后從 3 腳輸出）
20 LINE_IN_R 右聲道消回音參考信號(hào)輸入（經(jīng)過 DSP 后從 4 腳輸出）
21 USB_SPK_L USB 左聲道監(jiān)聽輸出（僅在 USB 啟動(dòng)后有效，接后級(jí)功放）
22 AGND 音頻地
23 AGND 音頻地
24 USB_SPK_R USB 右聲道監(jiān)聽輸出（僅在 USB 啟動(dòng)后有效，接后級(jí)功放）
25 3V3 3.3V 端口。當(dāng) 5V 端口懸空，此端口可以作為 3.3V 電源輸入
26 USB_DN USB 聲卡數(shù)據(jù) DN（D-）端,連接后級(jí)系統(tǒng)主板 USB
27 USB_DP USB 聲卡數(shù)據(jù) DP（D+）端,連接后級(jí)系統(tǒng)主板 USB
2，I2S 數(shù)字音頻與 LINE OUT 模擬音頻為同時(shí)輸出，可按需選用數(shù)字或模擬音頻信號(hào)。
3，在 USB 功能模式下，端口 1,2,21,24 才會(huì)啟動(dòng)有效，其他模式下，該四個(gè)端口無效。 五，模塊電氣性能指標(biāo)：
※ 輸入電壓：默認(rèn)電源端口 10 腳，輸入直流電壓 +4V～+6.5V
※ 工作電流：35-60mA （啟動(dòng) USB 聲卡功能后，功耗會(huì)隨監(jiān)聽輸出而變化）
※ LINE OUT 模擬音頻輸出端口阻抗 10KΩ，信噪比(SNR)91dB,最大輸出幅度 1.5Vrms. ※ LINE IN 模擬參考音頻輸入端口阻抗 47KΩ，輸入信號(hào)最大幅度 1Vrms. ※ 麥克風(fēng)錄音拾取范圍:10cm-500cm（不同固件距離不同）. ※ 回音消除指標(biāo):100db
※ 可消除回音空間延遲時(shí)間:100mS
※ 最佳狀態(tài),有效降噪指標(biāo)：45dB
※ 工作溫度：-40 度～85 度（工業(yè)級(jí)溫度）
※ 工作濕度:相對(duì)濕度小于 90%
六，模塊尺寸規(guī)格
半圓焊盤長(zhǎng)為 1.5mm 寬為 1mm
帶 USB 的工業(yè)級(jí)雙通道多模語音處理模塊：A-59U
七，A-59U 功能特性講解:
模塊的 AI 降噪引擎內(nèi)置數(shù)十萬種日常場(chǎng)景中的噪音模型,可以針對(duì)日常場(chǎng)景中的一些突
發(fā)性和非穩(wěn)態(tài)噪音進(jìn)行有效降噪
AI 語音降噪技術(shù)的獨(dú)特性能
因?yàn)樯窠?jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)能力.可以精準(zhǔn)識(shí)別人聲.判斷各種噪音類型.很多傳統(tǒng)降噪技
術(shù)無法實(shí)現(xiàn)的噪音類型也可以做到.
一:降風(fēng)噪處理
戶外極端天氣下通話或者摩托車高速騎行的時(shí)候通話麥克風(fēng)里的風(fēng)噪,這個(gè)風(fēng)噪不光是風(fēng)的聲音.還有風(fēng)吹到麥克風(fēng)振膜上的震動(dòng).以往降噪技術(shù)是沒辦法處理的.用AI降噪技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)
二:瞬態(tài)噪音處理
瞬態(tài)噪音指的是那種突然發(fā)生的聲音.比如開會(huì)議的時(shí)候.各種椅子移動(dòng)的聲音.茶杯打碎碰撞的聲音..還有有通話過程中隔壁裝修砸墻聲音.由于時(shí)間太短.傳統(tǒng)的降噪技術(shù)還沒來得及進(jìn)行采樣處理.就已經(jīng)輸出了.AI 降噪利用自適應(yīng)算法.不需要反應(yīng)時(shí)間.直接排除這種瞬間產(chǎn)生的噪音.
瞬態(tài)噪音抑制:
1，USB 供電及信號(hào)連接（包括模擬音頻和數(shù)字音頻的獨(dú)立輸出）
A-59U 可以通過 USB 數(shù)據(jù)線的方式與具有 USB 接口的設(shè)備主板連接通訊，并同時(shí)具有之
前 2 種方式的音頻輸入和輸出。
A-59U 模塊 USB 數(shù)據(jù)線連接方式
A-59U 的 26,27 端口分別是 USB 數(shù)據(jù)線的 D-和 D+，加上 10 腳的 5V 電源端口和 18 腳的地線端口，就可以通過 USB 數(shù)據(jù)線與后端的主機(jī)設(shè)備進(jìn)行通訊連接，這種方式簡(jiǎn)單快捷，可以解決供電和 USB 數(shù)字音頻的輸入和輸出。此種連接模式下，端口 6 繼續(xù)保持模擬音頻的輸出，以及 11,12,13 端口也同時(shí)保持?jǐn)?shù)字 I2S 音頻的輸出。
此模式可以在電腦或其他系統(tǒng)設(shè)備上，直接測(cè)試或者查看雙通道的錄音波形，并具有良好的抗干擾效果。
2，A-59U 模塊上下行音頻通道說明
A-59U 模組內(nèi)部音頻通道圖示
A-59U 模組內(nèi)部音頻通道分為上行音頻通道（藍(lán)色線條）和下行音頻通道（綠色線條），
加上 USB 音頻通道（橙色線條），所有音頻通道都支持左右聲道獨(dú)立輸出。
上行音頻通道即麥克風(fēng)的輸入和輸出通道。通過外部數(shù)字麥克風(fēng)或 ADC 模組拾取到的數(shù)字音頻信號(hào)，從模組的端口 14 輸入，經(jīng)過模組內(nèi)的 DSP 的降噪和消回音處理之后，從模組的端口 13 數(shù)字音頻輸出，此音頻信號(hào)同時(shí)在模組內(nèi)的 DAC 處理后，從模組的口 5 和端口 6 分
別輸出模擬音頻。（如上圖的藍(lán)色信號(hào)通道）
下行音頻通道即從外部 CODEC 輸出的消回音參考取樣信號(hào)輸入輸出通道，此音頻信號(hào)為本端設(shè)備的喇叭播放監(jiān)聽音頻。下行音頻的左右聲道為獨(dú)立輸入和輸出，即模組的端口 19 和端口 20 為左右聲道輸入，而在模組內(nèi)部直通或處理之后從模組的端口 3 和端口 4 輸出。（如上圖綠色信號(hào)通道）。
USB 音頻數(shù)據(jù)端口為 26 和 27，此數(shù)據(jù)端口可以讓麥克風(fēng)拾取處理后的音頻信號(hào)傳輸給后端的 WIN 系統(tǒng)或安卓等系統(tǒng)設(shè)備，后級(jí)主板設(shè)備的下行音頻信號(hào)通過數(shù)據(jù)端口傳輸給端口 21和 24。（橙色信號(hào)通道，此信號(hào)通道只在 USB 模式下有效，26 和 27 端口輸出信號(hào)可驅(qū)動(dòng)耳塞監(jiān)聽，如需更大音量，則需增加功放電路驅(qū)動(dòng)大功率喇叭。）帶 USB 的工業(yè)級(jí)雙通道多模語音處理模塊：A-59U
下行音頻信號(hào)在模組內(nèi)部?jī)H作為回音消除的參考取樣作用，不會(huì)與 MIC 的上行音頻信號(hào)混合輸出。即輸入端口 19 只對(duì)應(yīng)輸出端口 3，輸入端口 20 只對(duì)應(yīng)輸出端口 4。
如果是在成品主板上增加 A-59U 模組，則回音消除的參考信號(hào)取值可以連接到系統(tǒng)的CODEC 輸出部位即系統(tǒng)主板的功放輸入端，或者系統(tǒng)主板的功放輸出端。但如果是選用 USB聲卡模式，則這個(gè)回音參考無需再設(shè)置，在模塊內(nèi)部已經(jīng)把參考信號(hào)連接至 DSP 采樣端口。
而如果系統(tǒng)主板是全新設(shè)計(jì)，則可以吧系統(tǒng)主芯片下行信號(hào)從模組的 19,20 端口輸入，再經(jīng)過模組的 3,4 端口輸出到后部的功放電路，這樣下行音頻也可以得到 A-59U 模組的控制，從而得到更完善的回音消除效果。
