--硬件与算法深度融合,开创语音交互新时代
背景与合作机会
随着智能家居、汽车语音和会议系统对高精度语音交互需求的爆炸式增长,MEMS 麦克风和语音处理算法的协同优化已成为行业的核心焦点。SISTC 的 WBC 系列 MEMS 麦克风该产品具有高信噪比(70dB以上)、宽频率响应(20Hz-20kHz)和超低功耗等特点,在消费电子产品中占有重要的市场份额。为了进一步拓展高端应用领域,SISTC 与英国音频处理技术的领先企业 XMOS 合作,推出了 "WBC-XMOS智能语音联合解决方案".该解决方案集成了硬件设计和算法处理能力,为远场语音识别、多场景降噪等提供全栈支持。
核心技术要点
1. 硬件层:无缝集成 WBC 麦克风 阵列和 XMOS 处理器
- 优化的 WBC 麦克风设计:采用带 PDM 输出的双背板 MEMS 技术,达到 120dBSPL 声学过载点,可在复杂的声学环境中捕捉清晰的语音信号。
- XMOS XVF3800 语音处理器:多核 XVF3800 的实时处理延迟低至 2 毫秒,集成了自适应波束成形、多通道回声消除 (AEC) 和动态噪声抑制 (DNS) 算法,可实现精确的目标声源定位。
- 共同优化接口:WBC 阵列与 XVF3800 之间通过 I2S/I2C 接口进行高效数据交换,支持线性或圆形阵列布局,适用于智能扬声器和会议系统等各种设备外形。
2. 算法层:特定场景智能处理引擎
- 动态光束跟踪:结合 XMOS 的 "到达方向"(DoA)技术,实时跟踪扬声器位置,即使在多扬声器或移动场景中也能保持较高的识别精度。
- 双模式降噪:利用 WBC 的高信噪比和 XMOS 的混合降噪算法(抑制稳态和非稳态噪声),在嘈杂环境中将语音清晰度提高 30% 以上。
- 低功耗唤醒机制:WBC 的低功耗模式(<100μA)与 XMOS 的睡眠模式之间的协同作用可将待机功耗降低 50%,从而延长电池寿命。
3. 开发支持:快速部署工具链生态系统
- XMOS VocalFusion 开发套件:预集成 WBC 麦克风参考设计,兼容 亚马逊 AVS, 谷歌助理和其他主流语音平台,将产品开发周期缩短至 6-8 周。
- MATLAB/Python 算法验证工具包:用于波束成形和降噪算法的开放式 SDK 可针对工业检测和医疗语音记录等垂直应用进行定制参数调整。
主要应用场景
- 智能家居集线器:4-6 个麦克风圆形阵列与 XVF3800 的远场拾取功能可在 5 米范围内实现准确的语音命令响应,是智能扬声器和家用机器人的理想之选。
- 车载语音助手:WBC 的宽温度稳定性(-40°C 至 85°C)和 XMOS 的发动机噪音抑制功能增强了驾驶环境中的语音交互。
- 会议系统:线性阵列与 XMOS 的全双工通信技术相结合,可消除回声,实现视频会议设备的 360° 声音定位。
未来愿景:人工智能驱动的进化
SISTC 和 XMOS 正在探索具有嵌入式人工智能功能的下一代解决方案:
- 设备语音模型:XMOS 的 XCORE-VOICE 平台与 WBC 的高保真输入相结合,支持用于实时翻译和语义理解的本地化大型语言模型 (LLM)。
- 热能和效率优化:利用 XMOS 合作伙伴 xMEMS 的芯片级冷却技术(如 XMC-2400 µCooling),解决高计算场景中的热挑战。
结论
SISTC-XMOS 的合作实现了硬件性能和算法智能的深度整合,同时通过开放式开发生态系统加速了客户创新。今后,双方将继续推进 MEMS 和语音处理技术,在全球范围内创造更自然、更可靠的语音交互体验。
有关技术细节或开发支持,请访问 www.sistc.com/wbc-xmos