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面向存算一体芯片的模拟计算阵列中存算一体芯片的存算一体芯片在智能音箱中的多通道麦克风阵列处理.doc
资料介绍
面向存算一体芯片的模拟计算阵列中存算一体芯片的存算一体芯片在智能音箱中的多通道麦克风阵列处理
摘要
智能音箱通常配备4-8麦克风阵列，用于声源定位、波束成形和语音增强。传统方案使用DSP处理多通道麦克风信号，功耗高、延迟大。本文针对智能音箱的多通道麦克风阵列处理需求，设计了一种面向存算一体芯片的麦克风阵列处理方案，通过存算一体阵列并行处理8通道麦克风信号，实现声源定位、波束成形和语音增强的端到端处理，处理延迟仅为0.2ms，功耗为0.2W，为智能音箱提供了高质量、低延迟的语音前端处理方案。
一、多通道麦克风阵列处理的需求
1.1 声源定位
多通道麦克风阵列通过计算各通道之间的时延差（TDOA），定位声源的方向。声源定位的精度要求为±5°，定位延迟要求小于10ms，才能实现实时的语音交互。
1.2 波束成形
波束成形通过加权求和各通道的信号，增强目标方向的声音，抑制其他方向的干扰。波束成形需要实时计算各通道的加权系数，计算量随通道数线性增长。
二、存算一体麦克风阵列处理方案
2.1 并行多通道处理
在存算一体芯片中，8通道麦克风信号通过模拟前端直接输入存算阵列，在存算阵列中并行处理。各通道的时延估计和加权系数计算在存算阵列中同时完成，处理延迟仅为0.2ms。
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