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音声起動型のゲートキーパー

Voice Activated Gatekeepers
Posted 10/12/2016 by Weston Xu, Marketing Manager at MEMSensing Microsystems Co. Ltd

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多くの消費者にとって、スマートスピーカーはスマートホーム管理への入り口となるデバイスです。これらのデバイスを使って、ユーザーは音楽を流したり、基本食料品をオンラインで購入したり、インターネットの力を駆使してどうしても知りたい質問に答えてくれたりします。主要なプレイヤーは既にAmazon、Google、Logitech、Jingdongの間で市場に参入しています。

今日、ほとんどのスマートスピーカーは3つの主要タスクに注目しています。それはスマートホームセンターとして、ショッピングのゲートウェイとして、そして、ビックデータの取得です。これらのタスクを可能にするため、それぞれのスマートスピーカーのコア機能はマイクロフォンアレイだけでなく、音声を受信し処理するためのハードウェアとソフトウェアの統合アルゴリズムを必要とする優れた音声認識です。音声コマンドが失われることがないように、マイクロフォンのアレイ(典型的には7〜8)が装置の周りに採用される。例えば、Amazon Echoは7つのマイクロフォンアレイを使用しています。

ほとんどのソリューションは、PDM MEMSマイクロホンアレイ+マイクロプロセッサまたはアナログMEMSマイクロホンアレイ+オーディオADC +マイクロプロセッサを利用しています。受信した信号を処理するために、各ペアのマイクロフォン信号は、4つのデュアルチャンネルオーディオアナログデジタルコンバータ(ADC)の1つを通過します。各ADCの内部では、オーディオ信号はI2S / PCM形式に変換され、限られた数のI2S / PCMインターフェイスしかないアプリケーションマイクロプロセッサに供給されます。このシステムは十分ですが、フルアレイの変換を行うには4つのADCが必要となるため、煩雑になります。

MEMsensingはオーディオADCをマイクロフォンに直接搭載することでこの問題を解決しています。このデジタルマイクロフォンは内部でアナログ信号からデジタルI2Sストリームに変換され、外部ADCチップの必要性が排除されます。マイクロフォンのアレイはマイクロプロセッサに直接繋ぐことができ、必要ならばラティスiCE40シリーズFPGAと集約でき、外部の複数なADCを使用することで材料(BOM)とコストの大幅な削減ができます。

MEMsensingは唯一のデジタルマイクロフォンで、音を検出するために起動したままでいる必要のあるアプリケーションプロセッサに付属するため、消費電力を削減します。これはモバイルマーケットにおいて重要な機能で、音声認識はすでに一般的(Siri、Cortana、Google)になっていますが、聞く機能を起動するために通常はボタンを押したり、ハンドジェスチャや動きをしたり、その他の指示が必要となります。消費電力を下げることで、より堅牢な音声認識が、バッテリ駆動のモバイルデバイス向けに常時オンで可能になります。

未来の音声認識は、人工知能(AI)システムにとってさらに重要になり、消費者はより自然な言語でデバイスに話しかけることができるようになります。これにより、スマートスピーカーとスマートフォンは、デジタルワールドへのゲートウェイになるため、さらに強力で実用的なデバイスになるでしょう。

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