技術文章
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汽電高級麥克風應用
隨著汽車先進電子越來越發達,可應在車上的產品越來越多,其中又以Mic收音應用最為廣泛,列舉以下幾種應用說明: (Fig.A)
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駕駛免持通訊
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多區域免持通訊
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E-call
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行車紀錄器
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ANC
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語音辨識操控
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車外監聽Mic
Fig.A 汽車Mic 應用
- 駕駛免持通訊
駕駛免持通訊是最早進入車上的Mic應用之一,Mic大致使用兩大類指向性架構,一類是單指向性Mic,其具有體積小&價格便宜的優勢,但相較陣列架構,其指向性夾角較寬,會拾取較多不必要的雜訊,另一類是Mic陣列方式,此類通常會使用2顆全指向性Mic,透過陣列Mic演算法,使Mic形成一個約60度夾角的收音區,可有效減少周圍的噪音,更先進的還具有 Voice Tracking功能 (語音追蹤),可區分是駕駛 or 副駕駛的說話方向,並強化該方向的聲音訊號,使通訊品質更佳提升。如Fig.1
Fig.1 駕駛免持通訊
2. 多區域免持通訊
免持通訊早期主要是為了駕駛區使用,現在為了全體乘客的通訊,已有多區域免持通訊架構,除了駕駛區Mic之外,在乘客座位區也有佈建Mic收音裝置,甚至在較大的車款,第三排也可設置Mic收音裝置,
如此一來,全車乘座人員,皆可享有最佳的免持通訊品質,並且系統可自動偵測發話者在何處,系統會自動增益該組Mic並衰減非發話區的噪音來源,除可降地通訊噪音,更可大幅降低車內Mic與喇叭引起的迴音,進一步提供各區域乘客的通訊品質,如 Fig 2a & 2b.
Fig.2a 多區域免持通訊
Fig.2b 單指向與陣列麥克風指向性圖差異
3. E-call 車用警急呼叫系統:
>許多國家已將車用E-call 系統列入強制法規,因此汽車出廠時必須要安裝E-call系統,以確保當汽車發生緊急意外時,乘客第一時間可向行車服務中心求助,以減少人員傷害。
E-call 通常是由Mic & Speaker & DSP所組成的小型通訊系統,通常會在車子發生意外時會自動啟動E-call,駕駛 or 乘客只要直接與其對話,即使是在偏遠的郊區,都可立即與行車服務中心的人員聯繫,告知求助內容,以利出動緊急救護人員趕到現場。這類Mic感度 & 訊噪比規格,通常需要比較高一些,感度一般是在 -25~-32dBV,訊噪比 >65dBA,以確保遠距收音品質。 如Fig.3
Fig.3 E-call 車用警急呼叫系統
4 行車紀錄器:
車用行車紀錄器,目前已經是成熟普及產品,其內部會有Mic,以作為聲音紀錄的裝置,由於收音是不特定方向,因此大都使用全指向性Mic,部分車款有裝後車行車紀錄器,如Mic是安裝在車外,則Mic 需要IPX6 or IP6K9K防水功能,如Fig.4
Fig.4 行車紀錄器
5. 車內主動制噪 (ANC):
汽車行進中,除了引擎運轉噪音之外,還有輪胎與地面的摩擦噪音/車外的風切噪音/車體的共振噪音,這些噪音都會降地駕駛與乘客的舒適感。傳統汽車是透過厚重的隔音減振材料,來達到降低噪音功能,但無形增加車重與減少乘坐空間,目前較新的技術是採用ANC,透過Mic拾取噪音源,再透過DPS運算,利用車內喇叭做反向信號抵減,以達到噪音消除功能,這類應用的Mic相位需要一致性 (<±5∘),SNR也要> 65dBA,Fr也需要平坦到 10HZ,才能有效降低噪音。使乘坐人員享受更佳的音樂與通話品質。如Fig.5
Fig.5 車內主動制噪 (ANC)
6. 車用語音辨識:
因考量行車的安全,傳統用手操控的介面,已漸漸被語音辨識操控取代,主要是透過Mic拾取駕駛的語音指令,並解讀成介面指令,達到操控目的。常見的裝置有GPS導航機/音響系統…
為了提高辨識率,Mic通常會導入陣列Mic架構,以有效消除環境噪音,進而提高介面操控正確率。Mic 需要有相位一致,Hi SNR特性。如Fig.6
Fig.6. 車用語音辨識
7. 車外監聽Mic (for 警急事件):
隨者汽車制振技術提升,車內噪音已大幅降低,因此對於車外環境的警急聲音反而容易忽略,有鑑於安全考量,車外會放置Mic拾取環境聲音,再透過DSP運算分析,抽離出有意義的聲音加以放大,以提醒駕駛車外有突發事件,可適時做出對應的處置,避免意外發生。
此應用Mic 是安裝在外,需要 IP6K9K 規格,以確保蒸氣洗車也不會損壞Mic特性。如Fig.7
Fig.7 車外監聽Mic (for 警急事件)
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