麦克风阵列解决方案

麦克风阵列解决方案篇一：阵列话筒使用说明书FionTu 数字阵列话筒会议系统 使 用 手 册 FionTu 专业数字会议系统 使用注意事项 1、在使用本公司产品前，请仔细阅读本说明书，以便了解产品具体有什么功能，如何才能正确使用，让产品为您提供满意的服务。请妥善保管本说明书，以备查阅。 2、搬运时，请避免碰撞，请轻拿轻放。 3、请勿擅自自拆卸或者维修，保修标志破损者，恕本公司不进行保修。在产品的使用过程中，如有问题请联系本公司处理。 4、请远离发热源。会议主控机要置于通风良好的环境，其周围的间隙不应小于 20CM，如果主机安装在机柜里，机柜距墙不应小于 20CM，以免导致设备的散热不良。请不要将报纸、桌布、机罩等东西放置于工作的会议主机上，以免堵住散热孔，影响设备的散热。禁止在设备上放置易燃易爆等危险物品。 5、设备长时间不使用时，请将其存放于干燥的环境，注意防潮、防尘。禁止摆放任何潮湿的物品或是可能会溢出液体的物品于设备上。 6、设备上有危险标志“ ”的端子，是危险带电的警告，非专业人员请勿操作。 7、需交流供电的设备，请使用带有接地线的插座供电。 、 8、清洁时请先确认所有设备处于断电状态，然后用软布轻擦。 9、若连接线缆损坏（例如切割、或露出裸线） ，请委托经销商进行更换。若将损坏的连接线用于单元，可能会破坏单元或主机的硬件系统。 首先感谢您选购 FionTu 系列产品，请先阅读本手册以熟悉该产品。深圳市达威思智能科技有限公司专门从事现代会议系统设备的研发、设计、生产和世界范围的销售，是全球领先的现代会议系统设备研发制造厂商。 深圳市达威思智能科技有限公司成立以来始终坚持自主创新，拥有会议系统的全部核心技术与自主知识产权，以“FionTu”方图进行产品推广，致力于无鹅颈阵列式数字会议系统的研发和设计。目前 FionTu 旗下已拥有 10 余个系列、200 多个品种的会议系统及相关产品。深圳市达威思智能科技有限公司在无鹅颈阵列式数字会议系统、手拉手数字会议系统、红外会议系统、无线会议系统等多个领域居同行领先水平 ，是全球少数几家拥有会议系统高端核心技术和产品，并能提供从小型会议到大型国际会议全系列会议系统设备解决方案的提供商之一。目录第一章 前言 . 2 第二章 目录 . 3 第三章 技术指标 . 4 主机技术指标 .4 单元技术指标 .5 第四章 功能介绍 . 6 系统主机 iMic center 功能介绍 .6 单元 F2C/D 功能介绍 .7 高速云台摄像机 . 错误！未定义书签。 第五章 接口与按键示意图 . 8 主机 iMic center 按键与接口示意图.8 单元 F2C/D 按键与接口示意图 .9 第六章 系统施工调试 . 10 系统连接图 .10 系统硬件连接 .10 测试要点 .11 第七章 操作说明 . 12 主机操作说明 .12 系统自动检测 .13 设定单元数量及编号 . 13 工作模式设置 .14 设置输入输出音量大小 . 15 会议事件 .16 视频跟踪设置 .18 设置系统功能 .21 第八章 FT S1000(E6000A)软件安装调试 . 23 第九章 常见故障排除 . 24 第三章 技术指标 主机技术指标 篇二：自校准麦克风阵列语音信号的采集 自校准麦克风阵列语音信号的采集：一种系统的方法 摘要： 麦克风阵列和波束形成技术的语音采集中的应用比单一麦克风的操作系统更有前景。自适应波束形成器提供了一个潜在的优越性，就是固定波束形成器。特别针对时变声场特征或相干噪声比如相干的扬声器或扬声器信号等，优越性更加明显。然而在实际应用中自适应波束形成器存在严重的信号衰减的风险。由麦克风不匹配、转动方向不精确、多径传播引起频率混叠等造成的干扰可能导致自适应波束形成器形成畸变的期望信号。麦克风不匹配一般主要是由生产工艺和器件老化引起的。这篇文献提出了一种自适应的自校准方法。这些方法在系统的正常操作中就可以自校准，因此，不需要额外的自校准程序。这种基于一个系统的方法，需要一些新的结构以及其他一些众所周知的结构。在不同结构下自校准结构的性能检测可以在汽车环境中进行。 1 简介 麦克风阵列语音应用已经研究了二十多年。但仍只有极少数的产品使用麦克风阵列。为了用少量麦克风得到较高的性能，必须使用超方向性波束形成方法。鉴于这种方法是基于延迟和求和来形成波束的，超方向性波束形成器对假定的信号模型中的误差很敏感。所以比起固定波束形成器，自适应波束形成器往往对这些误差更敏感。还有一个主要问题是制造工艺引起的麦克风失配。 为了达到良好的性能必须对这些不匹配进行补偿。经典的麦克风校准中传递函数是通过前一次测量控制波束形成。然而，由于老化效应麦克风传输函数就可能不再适用就需要重新校准。为了克服这些问题，开发了自校准方法，它可以自适应的对信号模型中的误差进行补偿。 这些误差也可能是由非理想的声学特性或者多径传播导致的频谱混叠或波束形成器的方向不精确引起。这篇文章的组织结构如下： 第 2 节描述了用于波束形成的经典方法并指出了自适应波束形成器的严重弊端。第 3 节回顾了防止信号消除的最先进的技术。第 4 节提出了系统法的自校正，给出由此衍生的其他方法。第 5 节讲述了对这些方法的评价。第 6节是文章 的结尾给出了结论。这篇文章，是用分析法和合成滤波器组在频域部分带宽上上做信号处理。2. 波束成形 波束成形系统的目标是估算期望信号确切的来波方向或形成一个本地的空间体积。来自其它方向或其他空间点的声波会被波束形成所抑制。因此，波束形成器实现了空间选择性。固定波束形成器是预先计算好的滤波器，而自适应波束形成器的参数是在运行过程中进行优化的，从而可以跟踪不同特性的声场。 自适应波束形成器 在实际应用中，自适应波束形成器大多采用MVDR（“最小方差无失真响应” ）标准。在此约束下输出信号的功率是最小的，对于期望入射方向而言，无失真响应就会被保留。这个希望的方向也被称为为波束形成器的转向方向。更一般的情况，会存在多个方向的约束，该波束形成器被称为 LCMV（“线性约束最小方差” ）波束形成器。 在篇文章中，我们考虑一个自适应的 MVDR 波束形成器，信号处理在频率子带上进行。对于 M 各阵元的阵列麦克风设其全频带麦克风信号?m?n?m?1,2,?,M?，各个信号通过滤波器组分解到频率为 P 的频域子带上，分解后的信号为 xm,?k?0,1,?,P?1?。该波束形成器输出的子带信号 y?k?是系统滤波器组和全频带的时域信号的组合。子带信号具有严格限制的带宽，因此可以彼此独立地进行处理。此外，还可以通过自带上的二次抽样因子 R 来降低采样速率。因此，可以降低信号处理的计算量同时使自适应滤波器更快地收敛。子采样信号的时间指数由 k 表示，全频带信号的时间指数由 n 表示。 图 1 自适应波束形成的 GSC 结构。在上部路径的固定波束形成器增强了信号，在下部路径的自适应滤波器装置消除了相关噪声 一个 MVDR 波束形成器可以直接或间接地作为一个“广义旁瓣相消” （GSC） ，如图 1 所示。在直接形式中的麦克风（子带）信号通过 FIR 滤波器 wm,?l?来滤波，滤波器的长度为 L 和滤波过程如下： *y?k?wm,?l?xm,?k?l?(1) m?1l?0ML?1 星号表示共轭复数。一种直接形式的 MVDR 波束形成器的实现方法由 Frost 的文章给出。滤波器系数调整时要考虑定向约束，同时要保证滤波器稳定性。GSC 的结构是信号处理路径的一个分支如图 1 所示。上部路径包括一个权重系数为 am,?的固定波束形成器（FBF） ， （如延迟求和波束形成器：我是 am,?1/M）： yFBF,?k?am,?xm,u?k? (2) m?1M 在下部路径上用所谓的分块矩阵（BM）拒绝从期望方向来的信号。在最简单的情况下，相邻信道是相减的关系：bm,?k?xm?1,?k?xm,?k? (3) 其它分块矩阵虽然文献 5 中提到但是很少使用。信号bm,?k?作为多通道干扰消除（MIC）的参考噪声： *?myGSC,?k?yFBF,?k?w,?l,k?bm,?k?l?(4)m?1l?0?1M?1L ?，表示多通道干扰消除的自适应滤波器。 ?m,?l,k?的长度为 Lw 自适应滤波器是在最小均方意义下进行调节的，从而使得输出信号的功率最小。通过由阻塞矩阵实现的约束来保持期望方向的信号不失真。使用归一化最小均方（NLMS）算法可以使滤波器适配。 信号衰减 MVDR 约束强制波束形成器的转向方向上形成固定的频率响应。波束形成器的输出信号的功率是依靠这种定向约束达到最小的。这种方法是基于这样的信号模型：麦克风拥有理想、一致的传输特性，室内声场符合自由场条件，自由场是指期望信号仅仅影响阵列的转向方向而不会产生反射信号。这样 MVDR 约束就可以在理想条件下实现，但实际应用中这些理想的假设条件总是会有偏差。 由于理想信号模型与实际的偏差事先是未知的，所以定向约束往往不符合实际情况。定向约束的有效性也会被削弱，因为期望信号的其他分量也被功率最小化。尤其是对自适应波束形成器，当在语音活动过程中进行自适应滤波器的自适应调整时，会有严重的信号失真问题。 在这种情况下，与期望信号相关的信号会从不是转向方向的其他方向过来。使期望信号被这些非目标信号抵消。这种效应被称为信号消除。但即使只在噪声其进行调整，话筒不匹配仍然是一个问题，尽管不存在期望信号：通过波束形成滤波器的自适应对于假设的理想麦克风方向约束是完美的，但是对于真正的（不匹配）话筒，指向方向就会出现失真。因为自适应波束形成是使输出信号的功率最小化，这种失真主要表现为指向方向的衰减，即使讲话期间停止自适应，这种失真仍然存在。因此，麦克风适配削弱了定向约束的有效性。 传声器失配已经在文献 2 中通过测量一系列的麦克风在极性模式下的大小和相位进行了研究。传声器失配的影响，也通过理论分析和对实测数据的仿真进行了研究。人们发现，固定波束形成和自适应波束形成一个相反的行为。当固定波束形成器趋向于放大信号时，自适应波束形成器就会显示出强劲的衰减特性。 经过平均后，麦克风失配对于自适应波束形成器的影响是比固定波束形成器更严重，尤其对于低频范围。3 已知的解决方案 有几个众所周知的改善自适应波束形成器的稳健性的方法。这些方法可分为两类：一类是波束形成器适度的运行，不管存在的误差如何（针对症状） 。其他类的目的是减少偏差本身（针对原因） ，也就是说，它们在做均衡或校准。针对症状 信号的衰减通常伴随着滤波器系数幅度的增长。因此可以用范数约束方法通过限制的波束形成器滤波器的最大增益为 K?来防止滤波器系数幅度过度增加： ?wm,u?l,k?K? (5) m?1l?0ML?12 另一种防止滤波器系数幅度增长过大的方法是使用泄漏因子。针对每个时间步长 k，滤波器系数大小由一个比 1稍小的因子按比例缩小（例如，=） 。 特别是对于语音应用来说自适应控制是防止信号衰减的有效方法。波束形成滤波器仅在讲话停止时做自适应。但在语音活动期间滤波器不能跟踪最优解。 针对原因 对抗信号衰减另一种方法是减弱其产生原因，即麦克风不匹配，以及房间的声学模型与假设模型的不匹配。一个简单但代价较大的方法是预先选定最佳匹配的麦克风。另外，也可以利用一些特殊的测量预先确定校准滤波器并随后使用它们。这些解决方案都需