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算法
包括VESPER在內的諸多MEMS和IC廠商推出了數字智能麥克風產品。如Vesper的VM3011，其內部封裝了ASIC芯片和壓電(piezoelectric）MEMS傳感器。ZPL(Adaptive ZeroPower Listening)技術能夠自動的拾取，分析和學習環境的實時音頻信號特徵(acoustic characteristics)，從而容許系統能夠忽略掉背景噪音(background noise)，僅對喚醒詞和其餘聲音事件做出反應。編程
MEMS麥克風和ASIC(application specific integerated ciruit)一同經過SMT封裝。ASIC處理器執行簡單的MIC信號預放大(preamp)，或是也能夠增長諸如數字信號解碼的功能(codec)。固然不只如此，ASIC也能夠執行諸如先進的語音和飲品型號處理(advanced voice and audio processors)，語音控制，生物信息監控(bio-monitors)，用戶身份認證等多種功能。
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對於任何創新來講，創新的步伐越大，DESIGN-WIN所面臨的挑戰也就越大，讓咱們看看爲何產品開發者仍對採用智能MEMS MIC猶豫不決？
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首先，智能麥克風剛剛進入市場，而且來自於創業型公司，對於產品開發者來講缺少第二供應商選擇，這自己對於設計和採購決策就是高風險(high-risk design and purchasing decision)。less
另外一個問題是，因爲智能MEMS MIC採用較小的標準封裝尺寸，3.76mmx2.95mmx1.3mm，而同時又封裝進愈來愈多的部件，形成封裝內空氣體積(air volume)的減小，而隨之也會帶來信噪比的下降。electron
Vesper爲壓電MEMS麥克風所開發的高級填料工藝(superio doping process)能夠提高信噪比，這對於提高VM3011的信噪比正是時候(nick of time)。ide
VM3011基於Vesper的VM1101聲音喚醒(wake-on-sound)麥克風開發。VM1101是一款靜態感應設備(quiescent-sensing)，在監聽模式以毫秒級的速度檢測到聲音事件的時候，消耗的電量幾乎爲零(pratically zero power drain)。性能
靜態感應是壓電MEMS的特性，經過壓電效應的聲音能量轉換，觸發喚醒，其本質上也是一種聲音能量的一種收割(sound transduced to electrical energy, essentially energy harvesting from sound)。學習
Vesper VM3011的目標應用於Knowless IA61X系列語音喚醒智能麥克風(wake-on-voice SmartMic)有些是相同的。Knowles在其SiSonic系列MEMS 麥克風產品中，採用43MHz 語音優化的(audio-optimized) DSP核心，封裝於微型的麥克風封裝中，成爲AISonic SmartMics產品族。集成的可編程DSP可支持第三方的算法並支持客戶定製。
優化
VM3011爲低功耗always-listening設備設計。Vesper的ZPL技術自動的「學習」環境實時音頻特徵，忽視掉背景噪音，盡在檢測到喚醒詞和其餘預期音頻時間纔會喚醒。經過自動的根據背景噪音水平調整其背景閾值(automatically adjusting the background threshold based on acoustic level of the environment)，使系統能夠在超過90%的時間處於休眠狀態(hibernate)，從而擴展了電池使用壽命達10倍以上。
VM3011同時還支持IP57防塵防水，而且能夠忍受較高的音量而不會發生閉鎖效應(latch-up)或麥克風組件的過載，與高速壓電麥克風相配合，能夠極大的減小語音喚醒設備的耗電，而且沒有下降音頻性能。
麥克風能夠持續的以約10uA的電流消耗監聽環境聲(constantly listening)，在WoS模式下(wake on sound)，當聲音輸入信號超過預設閾值的時候，DOUP管腳會輸出單比特的"Threshold Exceeded"信號標記，並向外部的解碼芯片或語音處理芯片發出中斷信號將其喚醒。
自適應模式持續的測量環境音的平均水平並調整內部的比較器，直到匯聚收斂到閾值範圍(converge to the threshold margin)。
Vesper的智能麥克風產品很是適合於諸如always-listening的遠場語音控制電視，智能手錶，家庭安防攝像頭，門鈴和其餘語音智能產品。產品能夠於2020第四季度啓動交付。
延伸閱讀，關於Nanusense(https://nanusens.com/)
Nanusense的CMOS內納米傳感器(nano-sensors built inside CMOS devices)，能夠將好比TWS的可以使用壽命提高20%以上。
不一樣於傳統的2芯片MEMS傳感器封裝 (one with the MEMS structure built on it and the second with the control electronic)，Nanusens是單芯片方案，將全部的不一樣傳感器置於同一芯片以內，能夠大幅度釋放如TWS耳機的空間。
Nanusens的傳感器位於CMOS芯片的控制芯片層(Nanusens creates its sensors within the control chip layer of its CMOS chip)。
第一款Nanusens面向TWS的產品是2D運動偵測器(2D motion detector)，支持輕觸和兩次輕觸控制(tap and double tap for control)，移動喚醒和休眠功能，同時也能夠選擇支持3D加速的傳感。將來其單芯片也將支持骨傳導，用於噪音消除。
本文分享自微信公衆號 - VoiceVista語音智能（AIndustrialRock）。
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