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Voice SDK – Die High-End-Lösung für Sprach- und Audioverarbeitung

Beim Voice Software Development Kit (Voice SDK) von OpenSynergy handelt es sich um eine Audioverarbeitungssoftware, die die Sprach- und Audioqualität in Freisprechanwendungen erheblich verbessert. Mit dieser Lösung können Hersteller Sprach- und Audioverarbeitung für Freisprecheinrichtungen und Spracherkennung in ihren Automobil-Cockpit-Geräten implementieren. Zu den Funktionen gehören 

Rauschunterdrückung, Vollduplex-Echokompensation und ein optionales duales Mikrofon-Array für einen direktionalen Mikrofonieeffekt. Die Voice SDK-Bibliothek verfügt über eine einfache Schnittstelle und lässt sich leicht in jedes beliebige Betriebssystem integrieren. Durch das kombinierte Angebot von Voice SDK und Blue SDK wird ein komplettes Sprachverarbeitungspaket für Infotainment-Geräte bereitgestellt.

Informationen zum Produkt Voice SDK, können Sie unserem Datasheet entnehmen!

  • Ein Freisprechmikrofon erfasst Sprachsignale und außerdem störende Umgebungsgeräusche und Lautsprecherechos
  • Anwendungen benötigen eine digitale Signalverarbeitung zur Entfernung störender Signale
  • Sowohl drahtgebundene als auch drahtlose (Bluetooth-)Telefonverbindungen profitieren von der Signalverbesserung
  • Durch die Integration mit Blue SDK wird ein komplettes Softwarepaket für Infotainment-Systeme o. Ä. bereitgestellt
  • Signalverarbeitung ist einstellbar, z. B. für verschiedene Anwendungen
  • PC-basierte Tuning-Tools werden bereitgestellt.

Anwendungsfälle

  • Freisprechanwendungen
  • Freisprechtelefonie in Automobilen
  • Spracherkennung für Automobilanwendungen und Heimautomatisierung
  • Abtastraten von bis zu 24 KHz
  • Bluetooth-fähige Anwendungen

 

 

 

Wichtige Fakten:

  • Vollduplex-Echokompensation, Echodämpfungsverbesserung > 45 dB, Kategorie 1 von ITU-T P.340, kompatibel mit VDA-Standard 1.6
  • Rauschunterdrückung mit einem Mikrofon von bis zu 20 dB (einstellbar)
  • Optionales duales Mikrofon-Array, um den akustischen Fokus auf den Benutzer zu richten
  • Unterstützung von Abtastraten zwischen 8 KHz und 24 KHz
  • Minimaler Einstellbedarf – sofort einsatzbereit
  • Zugriff auf alle Parameter zur Einstellung des Systems
  • Für ARM Cortex NEON optimierter Code mit geringem Speicherbedarf

Akustische Echokompensation
Die akustische Echokompensation (Acoustic Echo Cancelling, AEC) stellt eine der wichtigsten Komponenten von Voice SDK dar. Es handelt sich hierbei um eine ausgesprochen zuverlässige Lösung zur Realisierung einer Vollduplexkommunikation in einer Vielzahl von Anwendungsfällen. Sie ermöglicht eine VDA-kompatible Freisprecheinrichtung mit einer Echodämpfungsverbesserung (Echo Return Loss Enhancement, ERLE) von mind. 45 dB. Vollständig lineare Echokompensation wird mit einer nicht linearen Verarbeitung (Restecho-Unterdrückung) kombiniert, für einen bestmöglichen Vollduplex-Betrieb.

Rauschunterdrückung mit einem Mikrofon
Die Rauschunterdrückung (Noise Reduction, NR) bildet den zweiten Kernalgorithmus eines SDK für Automobil-Freisprechsysteme. Mit nur einem Mikrofon kann die NR stationäre oder langsam modulierende Geräuschkomponenten von bis zu 20 dB abschwächen. Dies wird durch einen proprietären Algorithmus erreicht, der zwischen Sprachkomponenten und langsam modulierenden Geräuschkomponenten unterscheiden kann, wie sie häufig bei Automobil-Freisprechanwendungen vorkommen. Der Grad der Rauschunterdrückung (in dB) ist einstellbar.

Array-Technologie
Mit zwei Mikrofonen kann eine noch bessere Rauschunterdrückung erzielt werden als mit einem einzelnen Mikrofon. Das zweite Mikrofon liefert raumbezogene Informationen zu Sprachsignalen und störenden Geräuschen, die aus unterschiedlichen Richtungen kommen. Folglich können auch nicht stationäre Störgeräusche wie Stimmen anderer Personen effektiv reduziert werden. OpenSynergy bietet unterschiedliche Array-Technologievarianten für verschiedene Mikrofonabstände und -typen an (herkömmliche Nierenmikrofone oder moderne MEMS-Mikrofone).

Zusätzliche Komponenten für die Signalverarbeitung

  • Equalizer für Empfangen (Rx) und Senden (Tx) können akustische Effekte des Fahrzeuginnenraums kompensieren.
  • Mittels Dynamikkompression wird die Lautstärke der Stimme erhöht und Übermodulation vermieden (Clipping-Schutz).
  • Durch die automatische Verstärkungsregelung (Automatic Gain Control, AGC) wird die Mikrofonverstärkung an die Lautstärke des Sprechers angepasst.
  • Die geräuschabhängige Lautstärkeregelung erhöht den Ausgangspegel des Lautsprechers bei steigender Lautstärke der Umgebungsgeräusche.

Tuning-Schnittstelle
Eine Konfigurations- und Diagnoseverbindung ist eine nützliche Einstellungs- und Überwachungsschnittstelle, um die Qualität von digitalen Signalen zu prüfen und Parameterwerte wie Equalizer-Einstellungen anzupassen. OpenSynergy empfiehlt eine proprietäre Bluetooth-Verbindung mit einem PC, um für einen schnellen, bequemen Datenaustausch mit der Freisprecheinrichtung zu sorgen. Auf dem PC steht eine grafische Benutzeroberfläche zur Verfügung, über die das System eingestellt und in gewissem Umfang auch die Qualität des Betriebs der Freisprechanlage automatisch geprüft werden kann.

Anforderungen

  • Für die Entfernung von Lautsprecherechos (z. B. akustische Echokompensation = AEC) sind Informationen zum Quellsignal des Lautsprechers (= Echoreferenzsignal) erforderlich.
  • Für die Echokompensation wird eine synchrone Audioschleife benötigt, z. B. Mikrofon(e) und Lautsprecher, und A/D- und D/A-Codecs müssen dieselbe Taktquelle verwenden.
  • Die Einzelmikrofon-Rauschunterdrückung beruht auf algorithmischen Geräuschbewertungen. Der Anhaltspunkt ist die Unterscheidung zwischen Geräusch- und Sprachkomponenten, was sich schwierig gestaltet, wenn die Geräusche die Sprache übertönen (Signal-Rausch-Verhältnis, SNR: < 0 dB).
  • Durch ein Array mit zwei Mikrofonen wird eine gerichtete Verarbeitung ermöglicht, sodass z. B. die Stimmen des Fahrers und des Beifahrers voneinander unterschieden werden können, um für eine deutliche Spracherkennung zu sorgen.

 

 

 

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