文摘
PSAP增强用户的聆听经验在具有挑战性的环境中听的。音频系统的长时间延迟产生失真称为在PSAP梳理效果。本文调查的根源梳理效果,解释了格言的PSAP基于抗噪声解决方案产生了一个优越的系统性能比传统PSAP解决方案。
介绍
听得见的设备是为了改善用户的聆听体验通过减少环境噪音使用被动和主动降噪(ANC)和放大所需的环境声。理想的环境中听的支持放大声音通常被称为个人声音放大产品(PSAPs)。在本白皮书中,我们考虑PSAP辅助听力中听的功能,用于在一种富有挑战性的环境中提高听力的听力受损以及听力正常的人。的基本构建块PSAP系统可能包括但不限于:
- 一个或几个外部麦克风捕捉周围的声音。
- 一个或几个内部麦克风捕捉耳道内残余的声音。
- 耳机扬声器播放一个增广的声音。
- 数字信号处理(DSP)块,如波形形成反馈抑制,环境/风/脉冲/麦克风噪声抑制,增益放大,均衡,动态范围压缩、限制器、等。
PSAP典型的音频系统的简化视图如图1所示,模拟麦克风信号转换为数字,摧毁的音频编解码器,并传输到蓝牙(BT) SoC或DSP核心通过一个缓冲区,然后在DSP模块处理,传送回编解码器通过一个缓冲区,插入之前转换为模拟放大器驱动扬声器输出。
图1所示。一个典型的音频PSAP系统视图。
当启用PSAP时,两种类型的声音达到用户的耳膜,如图2所示。声音S1是剩余环境声(和/或用户的自己的声音),因为中听的设备使耳朵开放和阻止声音达到内部,外部的耳道。声音S2的PSAP输出环境的声音被麦克风,由PSAP DSP处理模块,最后生成的演讲者,在固有的延迟造成的可能也涉及到音频系统,根据音频处理链的设计。这两个声音和用户的耳膜(也称为声波叠加)来创建一个完整的感觉PSAP经验。
图2。两个声音在PSAP到达耳膜。
梳理效果的问题
理解加法效应的结果两个声音在存在相对延迟和增益放大,我们简化了信号模型如图3所示。基于这个模型,我们进行了一项研究,了解延迟和获得影响输出。在这种情况下,我们把两个值延迟3和0.4女士,女士与收益0,15日30 dB。
图3。简化为两个声音信号模型。
图4显示了归一化频率响应的和两个声音,我们可以清楚地看到,延迟和获得显著影响输出。0分贝增益、明显变形的形式可以观察到多个等级。这种失真被称为梳效果和可能降低音质并创建一个回声或混响效果。时间延迟(例如,3 ms)创造了更多的等级以低得多的频率比短的延迟(例如,0.4 ms)。增加收益,这样梳效应大大缓解形成2 - 3 dB的涟漪15分贝增益或几乎在30分贝增益平坦响应,两个延迟不表现出明显的差异。
现在让我们研究传统的梳效果PSAP解决方案在典型中听的用例。如图5所示,声音S1通常是被动的衰减,衰减的结果(例如,15分贝)只有在高频率。声音S2 PSAP输出,例如,我们考虑两种情况的PSAP增益在0 dB和15分贝,分别。梳理效果的仿真结果如图6所示,这表明长延迟会导致(如3 ms)梳效果时获得较低(例如0分贝),导致音频失真伪劣聆听体验。
图4。频率响应的两个声音的和基于简化的信号模型。
图5。传统PSAP解决方案。
图6。结果常规PSAP解决方案。
马克西姆的解决方案来缓解梳子使用抗噪声的影响
缓解PSAP梳理效果的可以以两种方式实现;通过减少延迟和/或通过增加获得区别这两个加法的声音,是隐含在上面的研究。减少延迟在音频系统(参见图1作为参考)通常需要使用非常高的采样率和小缓冲区音频转换(模拟-数字和数模转换),音频编解码器和SoC / DSP核心之间的数据传输和DSP块。这种需求导致更高的计算负荷,可怜的功率效率,和退化的音频性能,或者有限的系统设计和优化的灵活性。
为了克服这些问题,马克西姆提出解决方案基于一个吸声,允许PSAP系统来管理两者之间的收益水平减少声音的S1水平低频率。介绍MAX98050,第一个低功耗,高性能的音频编解码器设计总是活动中听的,使微分特性,比如降噪和语音/环境增强。格言的专利申请中抗噪声解决方案启用PSAP利用集成的低功耗,低延迟数字过滤器链配置为产生抗噪声,将麦克风记录和回放音频数据发送到主机处理器(如蓝牙SoC)在典型的音频采样率和缓冲方案灵活和最佳PSAP算法设计和调优。
如图7所示,MAX98050生成抗噪声C1与原来的被动的环境声相互作用形成一个新的声音S1,减少水平在低频率。这个解决方案的简化框图如图8所示,在此基础上梳理效果结果模拟的结果抗噪声模拟15分贝降低低频。如图9所示,马克西姆的抗噪声解决方案创造了更多获得S1和S2的区别,从而导致类似的性能之间PSAP增益情况下长时间运行和短时间延迟。除了仿真,基于真正的外形和实时测量评价体系也进行了验证拟议中的抗噪声的解决方案。
图7。两个声音到达耳膜PSAP吸声。
图8。马克西姆的PSAP与抗噪声的解决方案。
图9。马克西姆PSAP溶液的抗噪声的结果。
总结
在本白皮书中,我们解释了梳子效应问题,瘟疫PSAP中听的系统。长期拖延的后果PSAP处理研究在不同增益水平。减少延迟PSAP系统会导致糟糕的性能和高功率。建立在第一个低功耗总是活跃的编解码器MAX98050,马克西姆介绍了解决方案基于一个抗噪音减轻在PSAP梳理效果,从而提高音频和动力性能以及灵活的系统设计为下一代中听的。