Technologie de réduction du bruit des appels du casque TWS

Signal numérique du casque TWS ADM
Avec la croissance continue du marché des casques TWS (True Wireless Stereo). Les besoins des utilisateurs en matière d'expérience produit ont également été améliorés, passant de simples liens rapides à des normes plus élevées. Par exemple, depuis cette année, un grand nombre de casques TWS offrant des appels clairs sont apparus sur le marché.
Pour permettre une communication vocale claire dans des environnements très bruyants, il est possible de générer des schémas combinant les signaux de l'oreille interne et des microphones externes pour mettre en œuvre une technologie de mixage de sous-bandes intelligente et adaptée à l'environnement. En fait, certaines sociétés d'algorithmes nationales et étrangères s'y sont engagées et ont obtenu certains résultats.
Bien sûr, de nombreuses sociétés de solutions mettent désormais un accent particulier sur les solutions de réduction du bruit d'appel telles que Edge AI (en voici une), mais en fait, elle est plus optimisée pour les solutions de réduction du bruit d'appel existantes, cette partie est donc supprimée, regardons quelques parties de base d'abord L'introduction, c'est-à-dire ce que la réduction du bruit d'appel peut faire.
Dans l’ensemble, la réduction du bruit des appels repose sur la synchronisation Uplink (liaison montante) et Downlink (liaison descendante). En gros, Microphone Array/AEC/NS/EQ/AGC/DRC, la relation logique est la suivante :
ADM (Adaptive Directional Microphone Array) est une technologie de traitement du signal numérique qui crée un microphone directionnel ou antibruit en utilisant seulement deux microphones omnidirectionnels. L'ADM modifie automatiquement ses caractéristiques directionnelles pour fournir une atténuation optimale du bruit dans une variété d'environnements tout en conservant une qualité de signal adéquate. Le processus adaptatif est rapide, présente une forte sélectivité en fréquence et peut éliminer plusieurs interférences simultanément.
En plus de leurs bonnes caractéristiques directionnelles, les ADM sont plus sensibles au bruit du vent que les microphones acoustiques directionnels traditionnels. La technologie ADM permet deux types de configurations de microphone : « endfire » et « broadfire ».
Dans une configuration endfire, la source du signal (la bouche de l'utilisateur) se trouve sur l'axe (la ligne reliant les deux microphones). Dans une configuration bordée, il cible une ligne droite sur l’axe horizontal.
Dans une configuration Endfire, l'ADM dispose de deux modes de fonctionnement : « discours lointain » et « parler de près ». En mode passe-loin, l'ADM agit comme un microphone directionnel optimal, atténuant le signal venant de l'arrière et des côtés tout en préservant le signal venant de l'avant. En mode conversation rapprochée, l'ADM agit comme le meilleur microphone antibruit, éliminant efficacement les sons distants. La relative liberté de conception acoustique rend les ADM idéaux pour les téléphones portables, qui permettent une commutation « douce » entre les haut-parleurs distants et les haut-parleurs proches. Cependant, lorsque ce type de conception est utilisé sur des écouteurs, en particulier des écouteurs TWS, il est plus limité par le fait que l'utilisateur les porte correctement. Semblable aux airpods, l'auteur a observé que de nombreuses personnes ont « toutes sortes de méthodes de port étranges » dans le métro, dont certaines sont les oreilles de l'utilisateur. La forme et certaines habitudes de port font que l'algorithme ne fonctionne pas nécessairement dans une situation idéale.
Annuleur d'écho acoustique (AEC)
Lorsqu’une partie du signal dans une communication duplex (bidirectionnelle simultanée) revient au signal source, cela est appelé « écho ». Dans les systèmes de communication analogiques longue distance et dans presque tous les systèmes de communication numériques, même de petits signaux d'écho peuvent provoquer des interférences en raison de retards aller-retour importants.
Dans un terminal de communication vocale, des échos acoustiques sont générés du fait du couplage acoustique entre le haut-parleur et le microphone. En raison du traitement non linéaire appliqué dans le canal de communication, tel que les vocodeurs avec perte et le transcodage, les échos acoustiques doivent être traités (annulés) localement à l'intérieur de l'appareil.
Suppresseur de bruit (NS)
La technologie de suppression du bruit réduit le bruit stationnaire et transitoire dans les signaux vocaux monocanaux, améliore le rapport signal/bruit, améliore l'intelligibilité de la parole et réduit la fatigue auditive.
Bien entendu, il existe de nombreuses méthodes spécifiques dans cette partie, comme le BF (Beamforming), ou le PF (Post filter) et d'autres méthodes de réglage. En général, AEC, NS, BF et PF sont les éléments essentiels de la réduction du bruit des appels. Il est vrai que chaque fournisseur de solutions algorithmiques présente des avantages et des inconvénients différents.
Dans un système de communication vocale typique, le niveau du signal vocal peut varier considérablement en raison de la distance entre l'utilisateur et le microphone et des caractéristiques du canal de communication.
La compression de plage dynamique (DRC) est le moyen le plus simple d'égaliser les niveaux de signal. La compression réduit la plage dynamique d'un signal en réduisant (compressant) les segments vocaux forts tout en préservant suffisamment les segments vocaux faibles. Par conséquent, l'ensemble du signal peut être amplifié davantage afin que les signaux faibles soient mieux entendus.
La technologie AGC augmente numériquement le gain du signal (amplification) lorsque le signal vocal est faible et le compresse lorsque le signal vocal est fort. Dans les endroits bruyants, les gens ont tendance à parler plus fort, ce qui règle automatiquement le gain du canal du microphone sur une faible valeur, réduisant ainsi le bruit ambiant tout en gardant la voix qui les intéresse à un niveau optimal. De plus, dans un environnement calme, les gens parlent relativement doucement afin que leur voix soit amplifiée par l’algorithme sans trop de bruit.