音声信号処理ソリューション

Interior of car with robust entertainment options

アナログ・デバイセズLISTN—重要な音を聞く

アナログ・デバイセズは、没入感のある車内オーディオ体験が、車を購入する際の主な差別化要因の1つであることを理解しています。インフォテインメントから、人間または機械(「Siri」、「Alexa」、「OK Google」など)とのハンズフリー通信に至るまで、アナログ・デバイセズはその高度なIPを使用して、アナログ・デバイセズのLISTN—最高水準のオートモーティブ業界標準を満たす、高性能のマイクロフォン音声信号処理ソフトウェア・ソリューションのポートフォリオを開発しました。

成熟したIPが数百万台にのぼる車に搭載されているため、この信頼性の高いソフトウェア・ソリューションは統合とチューニングが簡単で、市場投入までの時間を短縮できます。

Ruwisch & Kollegen GmbHのアナログ・デバイセズによる買収により、音声信号処理ソフトウェア・ソリューションのポートフォリオが大幅に強化されました。アナログ・デバイセズのすべてのLISTNマイクロフォン音声信号処理ソフトウェア・ソリューションは、SigmaStudio®の構成要素として、そしてCrossCore® Embedded Studio™(CCES)との統合用のライブラリとして利用できます。また、アナログ・デバイセズのSHARC® DSP上で、またはサード・パーティのCPUやSoC上でのコンパイルに必要とされるツール・チェーン上で動作します。

アナログ・デバイセズのLISTNの高性能に関するメリット

  • 柔軟性があり、カスタマイズ可能で、あらゆるハードウェア・プラットフォームをサポートする業界をリードするソフトウェア。
  • リソース効率が高く最適化されたハードウェア実装を可能にし、高品質の音声信号処理と低遅延で決定論的性能を実現する。
  • Apple CarPlayやGoogle Androidなどの複数の自動車用途向け認証に合格できる、最高水準のオートモーティブ規格(ITU-T p.1100/1110/1120/1140)への準拠を可能にする。
  • その他の既存のソリューションと比較して評価時間を短縮することで、市場投入を迅速化する、使いやすいチューニング・ツール。
  • 20を超える特許が出願されている—アナログ・デバイセズのLISTNは、比類のない性能を実現する独自の位置づけにあり、人間のコミュニケーションだけでなく、認識エンジンが音声を受信する前に音声を処理するときにも、エラー率を最小限に抑え、優れた車内体験を提供できる。

音声認識

音声認識のあらゆる側面で、すべての使用例(高速、音楽再生、同乗者との会話など)で満足のいく性能を発揮する高品質の音声処理が求められます。アナログ・デバイセズの最先端のソリューションは、音声前処理(AEC/NR/BF)アルゴリズムと組み合わせて、あらゆるオートモーティブ関連のお客様に最適な製品を提供します。

アナログ・デバイセズの音声認識用ウェイクアップ・ワード・ソリューションは、アナログ・デバイセズのLISTNの一部であり、オートモーティブ・インフォテインメント・システムの最新の業界標準をサポートしています。

Voice recognition graphic on smart car dashboard

車内通信(ICC)

アナログ・デバイセズの高度なIPの直接的なメリットの1つは、車内通信です。ICCは、処理されたマイクロフォン信号が離れた受信エンティティに送信されず、車内のスピーカーに出力される、音声帯域のオーディオ使用例です。これには非常に低遅延の信号処理が必要です。そうでなければ、スピーカーの出力がスピーカー自体の音声のエコーとして認識されてしまいます。

クローズドループの状況では、ハウリングまたはリンギングと呼ばれるフィードバックのリスクを負います。このようなリスクは、ICCアルゴリズムによって制御する必要があります。ICCは、前後方向(単方向)のコミュニケーションの際に最も重要です。これによって、ドライバーは振り返らずに後部座席の同乗者と簡単に話すことができるのです。ただし、背面から前面へのサポートを追加して、双方向で実装することもできます。

Interior of car with mother driving and children in the back seat
ICCは、ドライバーが振り返らずに後部座席の同乗者と簡単に話すためには不可欠です。ただし、背面から前面へのサポートを追加して、双方向で実装することもできます。

ICCから派生したのが車内カラオケであり、これはフロントツーフロントICCとしてとらえることができます(ドライバーが自分の歌声を聞きたいからです!)。車内カラオケは通常、ICCよりも大きな音が好まれます。一方で理想的なICCは、同乗者にはほとんど注目されることはありませんが、オフになると不自由に感じられるものです。

音声信号処理ソフトウェア・アルゴリズム

アコースティック・エコー・キャンセリング(AEC)、ノイズ・リダクション、およびビームフォーミングは、アナログ・デバイセズのLISTN音声信号処理ソフトウェア・スイートの主要なアルゴリズムの要素です。これらの技術は、アナログ・デバイセズの音声処理ソリューションの基礎であり、真に没入感のある車内体験を実現する上でメーカーが必要としているものです。

アコースティック・エコー・キャンセリング(AEC)/ノイズ・リダクション技術

様々な外乱がスピーカーの音声信号に干渉するため、精巧な信号処理がなければ、人間間のコミュニケーションも機械との通信も行うことができなくなります。

AECとNRは、車内のスピーカー出力および走行ノイズの2つの外乱信号成分を制御します。スピーカー出力のソース信号は既知であるため、これらの外乱は2段階のプロセスでマイクロフォン信号から完全に取り除くことができます。

線形エコー・キャンセリングは、スピーカーとマイクロフォンの間のインパルス応答を計算する適応型アルゴリズムです。エコーの推定値が計算され、マイクロフォン信号から差し引かれます。非線形残留エコー抑制は、線形キャンセリング後に残っているエコーを除去します。これは、人間の耳が自分の声のエコーに非常に敏感であるためです。

その他の遍在する外乱(走行ノイズ)については、走行中の車では時間の経過と共にゆっくりと変化すると想定されます。そのため、適応的に計算されたノイズの推定値は実際の現在のノイズの内部表現となり、NRアルゴリズムによって最大で20dB削減されます。

ビームフォーミング技術

ビームフォーミングは、アレイとして配置された2つ以上のマイクロフォンから開始されます。車内の音の空間情報が考慮されるため、様々な方向の音の影響を区別することができます。

ビームフォーミングを使用すると、特定の座席位置に焦点を合わせ、車内のその他の音声を減らすことができます。干渉するその他の音声は音声認識性能を大幅に低下させる可能性があるため、これは音声認識に役立ちます。人間のコミュニケーションについては、ビームフォーミングは、非定常ノイズ成分がオフビーム方向から来る場合にそれらを低減できるため、ノイズ・リダクションのアドオンとして役立ちます。


当社の音声処理技術のデモンストレーションをお聞きください。


アナログ・デバイセズのLISTNは、アナログ・デバイセズのSHARCおよびSigmaDSPプロセッサだけでなく、サード・パーティのSoCでも動作するため、お客様は好みのシステム・アーキテクチャを自由に選択することができます。

アナログ・デバイセズのLISTNをアナログ・デバイセズのA2B®(オートモーティブ・オーディオ・バス)技術と組み合わせて使用すると、デイジー・チェーンを介した信号クロックの再生成を排除することにより、時間同期を活用できます。そして最終的には、全体的な部品表コストを削減し、マイクロフォンの配線スキームを簡素化することで、完全なターンキー・ソリューションを実現します。

音声信号処理ソフトウェア・ツール


アナログ・デバイセズのLISTNチューニング・ツール

アナログ・デバイセズのLISTNチューニング・ツールは、イーサネット、UART、またはSPIを介してターゲットに接続するグラフィカル・ユーザ・インターフェース(GUI)です。アナログ・デバイセズのLISTNオートモーティブ音声信号処理スイートとそのチューニング機能を使用すると、ITU-T p.1100/1110/1120/1140やApple CarPlayなどの関連するオートモーティブ仕様に合格するシステムを簡単に作成できます。

アナログ・デバイセズのLISTNチューニング・ツールをダウンロード

ADI LISTN Tuning Tool graphical user interface

SigmaStudio graphical user interface

SigmaStudio

SigmaStudio®グラフィック開発ツールは、SigmaDSP®とSHARCオーディオ・プロセッサ、A2B(オートモーティブ・オーディオ・バス)トランシーバー用のプログラミング、開発、チューニングを行うためのソフトウェアです。使い慣れた音声処理ブロックを回路図のように接続することができます。また、コンパイラがDSP対応のコードとコントロール・サーフェスを生成するため、パラメータを設定してチューニングできます。

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CrossCore Embedded Studio graphical user interface

CrossCore® Embedded Studio(CCES)

CrossCore Embedded Studioは、アナログ・デバイセズのBlackfin®、SHARC、ARM®プロセッサ・ファミリに対して世界レベルの統合開発環境(IDE)を提供します。CCESは、BlackfinおよびSHARC開発者に、ドライバ、サービス、およびアルゴリズム・ソフトウェア・モジュール用の高度に統合されたアドイン・サポートも提供します。

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