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指向性麥克風mic是如何實現降噪的?

文章出處:青興偉業網絡編輯部 發表時間:2021-01-23 21:57

指向性麥克風是助聽器的一項重要性能,也是信號處理過程中唯一能提高信噪比的一種方式。

在相同噪聲水平下,指向性麥克風9750能比全向性麥克風提高約2-5dB的增益,對噪聲下的言語識別更有效。那么,方向性麥克風如何實現這一降噪目的?

方向性麥克風的內部構造不同于全向性麥克風,“四大極性,兩個延遲”才是實現降噪的核心。

四大極性—定向性麥克風的分類

極性,是描述方向性麥克風靈敏度的一種方式,通常以極坐標的形式呈現。

通過改變方向性麥克風內部延遲與外部延遲之間的時間比值,可將方向性麥克風分為心形(a)、超心形(b)、強心形(c)和8字形(d)(也叫做雙指向性)麥克風。

當極性分別由心形切換至超心形和超級心形時,麥克風對后向聲音的敏感度會逐漸增加,而對側方聲音的敏感度會逐漸減小。

當麥克風對側方聲音的敏感度完全消失,而前向和后向的敏感度達到相同時,則將這種方向性麥克風稱為雙指向性麥克風(8字形)。

兩大延遲—方向性麥克風的原理

外部延遲:方向性麥克風的前后方都各有一個聲口,當聲音到達兩個聲口的時間不同時,就會產生外部延遲。

內部延遲:后向聲口與振膜連接處有一個聲學阻尼器,當聲音從后向聲口進入麥克風時,會受到聲學阻尼器的濾波作用而產生內部延遲。

在大多數情況下,言語主要來自前方,因此一個理想化的方向性麥克風應該要最大限度的放大來自前方的聲音,而對其它方向的聲音都盡量減小放大。

然而,當助聽器佩戴在耳朵上時,耳廓和頭顱會對聲音產生衰減,從而影響麥克風的極性,此時麥克風所呈現出的敏感性就會發生改變。

如圖中紅色曲線和藍色曲線所見,由于受到頭顱的影響,心形方向性麥克風的最大敏感度方向在原位置基礎上偏離了30度。

方向性麥克風是在全向性麥克風基礎上逐漸發展而成的一種新型麥克風模式,也是目前廣泛應用于耳背式助聽器中的麥克風類型。

方向性麥克風的降噪技術并不是單純地降低噪聲強度,而是通過極性和延遲設計,使麥克風選擇性的識別言語、放大言語,從而提高用戶在噪聲環境下的言語識別率。

隨著數字技術的不斷完善,現今的方向性麥克風可以在多種極性之間自動切換,從而做到“智能降噪”,幫助用戶適應更多的環境需求。

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