采用DSP免提开发平台的车载信号处理与音频系统

文章摘要：1. CVC-HFK AEC CVC-HFK回声消除器是“无状态”AEC，其采用标准频率域NLMS算法的一个变体作为其主要的自适应滤波器。我们将在下面说明采用这些方法的好处。首先，子带频率域方法可取消关联或白化每个带中的输入信号，同相当时间域的AEC相比它可实现更快的收敛。第二，无状态AEC可实现连续的滤波器适应，这可改善噪声环境中的鲁棒性和整体模糊音性能。前面讲过在DT情况下麦克风信号中既包含回声又包含近端话音。近端话音不与回声信号相关联，如果没有进程避免它的话就会造成自适应滤波器的发散。第三，NLMS可实现独立于输入振幅的一致收敛。正由于此，CVC-HFK AEC可获得典型的40dB E

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1. CVC-HFK AEC 

CVC-HFK回声消除器是“无状态”AEC，其采用标准频率域NLMS算法的一个变体作为其主要的自适应滤波器。我们将在下面说明采用这些方法的好处。首先，子带频率域方法可取消关联或白化每个带中的输入信号，同相当时间域的AEC相比它可实现更快的收敛。第二，无状态AEC可实现连续的滤波器适应，这可改善噪声环境中的鲁棒性和整体模糊音性能。前面讲过在DT情况下麦克风信号中既包含回声又包含近端话音。近端话音不与回声信号相关联，如果没有进程避免它的话就会造成自适应滤波器的发散。第三，NLMS可实现独立于输入振幅的一致收敛。正由于此，CVC-HFK AEC可获得典型的40dB ERLE(回声返回损耗增益值)，最大可达50dB ERLE，并可实现80ms左右的快速收敛时间，且在大多数环境下可进行全双工操作。此外，CVC-HFK AEC为其自适应滤波器采用了64ms的尾长，这就在内部容量方面实现了更大的灵活性。 

2. CVC-HFK NS(噪声抑制器) 

CVC-HFK噪声抑制器是一种利用话音与噪声特性来帮助从合成噪声及话音信号中提取话音的频率域算法。CVC-HFK NS的两大主要模块是语音构成分析与语音提取。 

语音成份分析模块采用话音与噪声的暂时与相关属性来构建话音构成的可预测模型。语音提取块可根据语音与噪声模型修改各频率成份。此外，语音提取块还可充分利用音质原理最小化噪声底限与感觉的语音失真。 

CVC-HFK NS采用该方案可在噪声环境中实现10-15dB SNR(信噪比)的改善，同时还能保持较好的语音质量。在SNR已经足够高的极低噪声环境中，因为已关闭了NS，不会发生语音失真。 

3. CVC-HFK NLP(非线性处理) 

由于系统失真增加，因而CVC-HFK NLP最小。由CVC-HFK NLP增加的失真量比诸如中心削波器等标准NLP模块要低得多，因为其使用来自输入与误差信号的信息来确定额外的衰减。 

由于所有的CVC-HFK模块均使用频率域算法，因而与既使用时间域又使用频率域算法的解决方案相比，可以显著节约内存，并简化计算复杂性。 

系统集成设计 

在将TI-HFK板与蜂窝免提套件相集成时，要实现良好的移动呼叫还需要数个组件与适当的接口。 

您必须选择可与CVC-HFK应用软件和板卡硬件同时兼容的组件，才能获得良好的性能。HFK可支持各种不同的扩音器、扩音扬声器以及车载音响系统。但是，为了减少对应用手册的变更，我们已选择了专用的业界标准组件，这会为您的成功调整带来很大帮助。从TI-HFK板到蜂窝套件需要三个连接才能实现集成：扩音器输入TI HFK板；传出、已处理过的音频输出；输入、从蜂窝套件接收进来的信号。 

下面给出扩音扬声器与扩音器放置设计的几点建议。 

1. 扩音器的位置和定向 

为实现最佳的总体麦克风性能，在最后将设备安装到汽车内之前应了解一些关键的变量。建议保持扩音器和车内用户口腔之间的距离为46cm(18英寸)。建议距离范围从30至56cm(12–22英寸)。 

2. 尽可能避免扩音器暴露于气流(窗户和风扇)； 

3. 适当考虑扩音器大小和安装方案，使扩音器前部可对准车内用户的口腔。 

基于以上考虑，在图3的帮助下，您可以选择最佳的扩音器位置。首先，请遵循优先考虑区域1、2和3中的建议。一旦做出决定，您就可用金属板或维可牢尼龙带固定扩音器，可将线缆连接回电子设备处以端接。随后应保证线缆的隐蔽性，保持美观，此外还要保持线缆固定，不会被挤压或打结。最后，应避免并行线缆与天线接头和其它带噪声的线缆相连接。 

4. 扬声器位置 

建议在适当位置安装扬声器，以便提供良好的语音性能，同时不干扰扩音器拾波区域。拾波区域为+30度锥形体，从扩音器正面起，向外突出至汽车驾驶人员。 

扬声器应位于距麦克风至少1米处(3英尺)。扬声器应远离麦克风的拾波区域，以减少回声反馈的几率。理想情况下，扬声器应位于扩音器正面方向之后或成90度。扬声器的声音失真大小会对回声造成直接的负面影响。 

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