AI 神經(jīng)網(wǎng)絡降噪算法語音處理模塊 A-59U 說明書
一，產(chǎn)品概述：
A-59U 是一款高性能的數(shù)字語音處理模塊，針對所有免提全雙工通話設備中的回音問題進行消除（AEC），并具環(huán)境噪音壓制(ENC)功能，及定向拾音(BF)功能,讓通話設備獲得更好的語音品質(zhì)。
A-59U 的優(yōu)異處理性能，可以在消除大音量喇叭聲音的同時，并最大保持全雙工的流暢度，可以讓語音識別及交互設備更準確的提高語音識別率。
A-59U 可以在監(jiān)聽喇叭音量 95DB 左右時，麥克風靠近喇叭 1CM 處，也能完全屏蔽喇叭回音。只要保證結構本身的穩(wěn)定合理，即使喇叭及咪頭的距離小于 6CM，喇叭的音量大于100DB，選用 A-59U 模組同樣可以達到消除回音的效果，并最大保證通話的流暢。
A-59U在具有強力消回音功能的同時，還具有遠場拾音功能（AGC），在開啟遠場程序時，麥克風的拾音范圍可以達到 50-500CM(常規(guī)靈敏度-42DB 麥克風),滿足大空間的拾取要求。A-59U 采用 AI 神經(jīng)網(wǎng)絡降噪技術是一款革命性的語音處理技術，他突破了傳統(tǒng)單麥克風和 雙麥克風降噪的局限性,利用采集的各種日常環(huán)境中的噪音樣本進行訓練學習.讓降噪算法具 有自適應噪音抑制功能， 可以根據(jù)實際情況自動調(diào)整噪音抑制等級A-59U 的接口豐富，除了具有數(shù)字音頻和模擬音頻輸入輸出端口，還集成了 USB 聲卡功能，可以直接與 PC 系統(tǒng)，安卓系統(tǒng)，大部分 LINUX 系統(tǒng)免驅(qū)連接使用，可以方便的滿足各類系統(tǒng)應用，以及設備的不同接口適配，快速完成項目設計。
模塊端口采用半孔焊盤設計，體積小巧（長 37mm,寬 25mm）。在已成型的產(chǎn)品中，可以通過轉(zhuǎn)接板快速接入；而在新產(chǎn)品設計時，則可以按模塊尺寸圖，直接做焊盤形式焊接在系統(tǒng)板上，方便各類產(chǎn)品的設計生產(chǎn)使用。
二，應用領域：
主要應用各類音頻通話產(chǎn)品，安防監(jiān)控，樓宇通話，會議設備，遠程報警等等。能方便快捷的與各類音頻拾取系統(tǒng)連接。
※ 智能小區(qū)，別墅門禁，智能家居通話對講系統(tǒng)。
※ 車載藍牙通話系統(tǒng)，車載語音識別智能設備。
※ 虛擬人偶對話互動及各類語音識別交互產(chǎn)品。
※ 面對面雙人短距離獨立拾音記錄系統(tǒng)。
※ 定向通話拾音記錄降噪設備。
※ 智能遠程多媒體教育通話系統(tǒng)，企業(yè)遠程會議設備。
※ 礦山礦井呼叫報警系統(tǒng)，銀行客服通話系統(tǒng)，安防通話設備。
※ 停車場/公共場所的門卡，自助服務系統(tǒng)的通話對講。
※ 監(jiān)獄/醫(yī)院呼叫服務通話系統(tǒng)。
※ 電梯、企業(yè)寫字樓、生產(chǎn)車間等廣播對講/監(jiān)聽系統(tǒng)。
三，外形框圖
模塊外形及接口示意圖
四，模塊腳位定義說明：
腳位 功能定義 說明
1 USB_V+ USB 聲卡音量+觸發(fā)端口（僅在 USB 啟動后有效，對地觸發(fā)）
2 USB_V- USB 聲卡音量-觸發(fā)端口（僅在 USB 啟動后有效，對地觸發(fā)）
3 SPK_L DSP 音頻下行左聲道輸出端口（該信號為 19 腳輸入信號）
4 SPK_R DSP 音頻下行右聲道輸出端口（該信號為 20 腳輸入信號）
5 LINEOUT_R DSP音頻上行右聲道輸出端口(該信號為數(shù)字麥克風輸入信號）
6 LINEOUT_L DSP音頻上行左聲道輸出端口(該信號為數(shù)字麥克風輸入信號）
7 GND 電源地線
8 DMIC_CLK 數(shù)字麥克風時鐘輸出端口(PDM 格式 此端口與 15 腳直通)
9 DMIC_DAT 數(shù)字麥克風數(shù)據(jù)輸入端口(PDM 格式 此端口與 14 腳直通)
10 +5V 模塊電源供電輸入 （+4V～+6.5V，可用 USB 供電）
11 LRCLK(I2S) I2S 音頻輸出 LRCLK 時鐘輸出(頻率為 16Khz 始終保持輸出)
12 BCLK(I2S) I2S 音頻輸出 BCLK 時鐘輸出(頻率為 512Khz 始終保持輸出)
13 DAT(I2S) I2S 音頻數(shù)據(jù)輸出 DAT
14 DAT(D_MIC) 數(shù)字麥克風數(shù)據(jù)輸入端口(PDM 格式 此端口與 9 腳直通)
15 CLK(D_MIC) 數(shù)字麥克風時鐘輸出端口(PDM 格式 此端口與 8 腳直通)
16 GND(D_MIC) 數(shù)字麥克風地線端
17 3V3(D_MIC) 數(shù)字麥克風工作電壓 3.3V 輸出端(輸出電流上限 50mA）
18 GND 電源地線
19 LINE_IN_L 左聲道消回音參考信號輸入（經(jīng)過 DSP 后從 3 腳輸出）
20 LINE_IN_R 右聲道消回音參考信號輸入（經(jīng)過 DSP 后從 4 腳輸出）
21 USB_SPK_L USB 左聲道監(jiān)聽輸出（僅在 USB 啟動后有效，接后級功放）
22 AGND 音頻地
23 AGND 音頻地
24 USB_SPK_R USB 右聲道監(jiān)聽輸出（僅在 USB 啟動后有效，接后級功放）
25 3V3 3.3V 端口。當 5V 端口懸空，此端口可以作為 3.3V 電源輸入
26 USB_DN USB 聲卡數(shù)據(jù) DN（D-）端,連接后級系統(tǒng)主板 USB
27 USB_DP USB 聲卡數(shù)據(jù) DP（D+）端,連接后級系統(tǒng)主板 USB
2，I2S 數(shù)字音頻與 LINE OUT 模擬音頻為同時輸出，可按需選用數(shù)字或模擬音頻信號。
3，在 USB 功能模式下，端口 1,2,21,24 才會啟動有效，其他模式下，該四個端口無效。 五，模塊電氣性能指標：
※ 輸入電壓：默認電源端口 10 腳，輸入直流電壓 +4V～+6.5V
※ 工作電流：35-60mA （啟動 USB 聲卡功能后，功耗會隨監(jiān)聽輸出而變化）
※ LINE OUT 模擬音頻輸出端口阻抗 10KΩ，信噪比(SNR)91dB,最大輸出幅度 1.5Vrms. ※ LINE IN 模擬參考音頻輸入端口阻抗 47KΩ，輸入信號最大幅度 1Vrms. ※ 麥克風錄音拾取范圍:10cm-500cm（不同固件距離不同）. ※ 回音消除指標:100db
※ 可消除回音空間延遲時間:100mS
※ 最佳狀態(tài),有效降噪指標：45dB
※ 工作溫度：-40 度～85 度（工業(yè)級溫度）
※ 工作濕度:相對濕度小于 90%
六，模塊尺寸規(guī)格
半圓焊盤長為 1.5mm 寬為 1mm
帶 USB 的工業(yè)級雙通道多模語音處理模塊：A-59U
七，A-59U 功能特性講解:
模塊的 AI 降噪引擎內(nèi)置數(shù)十萬種日常場景中的噪音模型,可以針對日常場景中的一些突
發(fā)性和非穩(wěn)態(tài)噪音進行有效降噪
AI 語音降噪技術的獨特性能
因為神經(jīng)網(wǎng)絡的深度學習能力.可以精準識別人聲.判斷各種噪音類型.很多傳統(tǒng)降噪技
術無法實現(xiàn)的噪音類型也可以做到.
一:降風噪處理
戶外極端天氣下通話或者摩托車高速騎行的時候通話麥克風里的風噪,這個風噪不光是風的聲音.還有風吹到麥克風振膜上的震動.以往降噪技術是沒辦法處理的.用AI降噪技術得以實現(xiàn)
二:瞬態(tài)噪音處理
瞬態(tài)噪音指的是那種突然發(fā)生的聲音.比如開會議的時候.各種椅子移動的聲音.茶杯打碎碰撞的聲音..還有有通話過程中隔壁裝修砸墻聲音.由于時間太短.傳統(tǒng)的降噪技術還沒來得及進行采樣處理.就已經(jīng)輸出了.AI 降噪利用自適應算法.不需要反應時間.直接排除這種瞬間產(chǎn)生的噪音.
瞬態(tài)噪音抑制:
1，USB 供電及信號連接（包括模擬音頻和數(shù)字音頻的獨立輸出）
A-59U 可以通過 USB 數(shù)據(jù)線的方式與具有 USB 接口的設備主板連接通訊，并同時具有之
前 2 種方式的音頻輸入和輸出。
A-59U 模塊 USB 數(shù)據(jù)線連接方式
A-59U 的 26,27 端口分別是 USB 數(shù)據(jù)線的 D-和 D+，加上 10 腳的 5V 電源端口和 18 腳的地線端口，就可以通過 USB 數(shù)據(jù)線與后端的主機設備進行通訊連接，這種方式簡單快捷，可以解決供電和 USB 數(shù)字音頻的輸入和輸出。此種連接模式下，端口 6 繼續(xù)保持模擬音頻的輸出，以及 11,12,13 端口也同時保持數(shù)字 I2S 音頻的輸出。
此模式可以在電腦或其他系統(tǒng)設備上，直接測試或者查看雙通道的錄音波形，并具有良好的抗干擾效果。
2，A-59U 模塊上下行音頻通道說明
A-59U 模組內(nèi)部音頻通道圖示
A-59U 模組內(nèi)部音頻通道分為上行音頻通道（藍色線條）和下行音頻通道（綠色線條），
加上 USB 音頻通道（橙色線條），所有音頻通道都支持左右聲道獨立輸出。
上行音頻通道即麥克風的輸入和輸出通道。通過外部數(shù)字麥克風或 ADC 模組拾取到的數(shù)字音頻信號，從模組的端口 14 輸入，經(jīng)過模組內(nèi)的 DSP 的降噪和消回音處理之后，從模組的端口 13 數(shù)字音頻輸出，此音頻信號同時在模組內(nèi)的 DAC 處理后，從模組的口 5 和端口 6 分
別輸出模擬音頻。（如上圖的藍色信號通道）
下行音頻通道即從外部 CODEC 輸出的消回音參考取樣信號輸入輸出通道，此音頻信號為本端設備的喇叭播放監(jiān)聽音頻。下行音頻的左右聲道為獨立輸入和輸出，即模組的端口 19 和端口 20 為左右聲道輸入，而在模組內(nèi)部直通或處理之后從模組的端口 3 和端口 4 輸出。（如上圖綠色信號通道）。
USB 音頻數(shù)據(jù)端口為 26 和 27，此數(shù)據(jù)端口可以讓麥克風拾取處理后的音頻信號傳輸給后端的 WIN 系統(tǒng)或安卓等系統(tǒng)設備，后級主板設備的下行音頻信號通過數(shù)據(jù)端口傳輸給端口 21和 24。（橙色信號通道，此信號通道只在 USB 模式下有效，26 和 27 端口輸出信號可驅(qū)動耳塞監(jiān)聽，如需更大音量，則需增加功放電路驅(qū)動大功率喇叭。）帶 USB 的工業(yè)級雙通道多模語音處理模塊：A-59U
下行音頻信號在模組內(nèi)部僅作為回音消除的參考取樣作用，不會與 MIC 的上行音頻信號混合輸出。即輸入端口 19 只對應輸出端口 3，輸入端口 20 只對應輸出端口 4。
如果是在成品主板上增加 A-59U 模組，則回音消除的參考信號取值可以連接到系統(tǒng)的CODEC 輸出部位即系統(tǒng)主板的功放輸入端，或者系統(tǒng)主板的功放輸出端。但如果是選用 USB聲卡模式，則這個回音參考無需再設置，在模塊內(nèi)部已經(jīng)把參考信號連接至 DSP 采樣端口。
而如果系統(tǒng)主板是全新設計，則可以吧系統(tǒng)主芯片下行信號從模組的 19,20 端口輸入，再經(jīng)過模組的 3,4 端口輸出到后部的功放電路，這樣下行音頻也可以得到 A-59U 模組的控制，從而得到更完善的回音消除效果。
