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指向性麦克风mic是如何实现降噪的?

文章出处:青兴伟业网络编辑部 发表时间:2021-01-23 21:57

指向性麦克风是助听器的一项重要性能,也是信号处理过程中唯一能提高信噪比的一种方式。

在相同噪声水平下,指向性麦克风9750能比全向性麦克风提高约2-5dB的增益,对噪声下的言语识别更有效。那么,方向性麦克风如何实现这一降噪目的?

方向性麦克风的内部构造不同于全向性麦克风,“四大极性,两个延迟”才是实现降噪的核心。

四大极性—定向性麦克风的分类

极性,是描述方向性麦克风灵敏度的一种方式,通常以极坐标的形式呈现。

通过改变方向性麦克风内部延迟与外部延迟之间的时间比值,可将方向性麦克风分为心形(a)、超心形(b)、强心形(c)和8字形(d)(也叫做双指向性)麦克风。

当极性分别由心形切换至超心形和超级心形时,麦克风对后向声音的敏感度会逐渐增加,而对侧方声音的敏感度会逐渐减小。

当麦克风对侧方声音的敏感度完全消失,而前向和后向的敏感度达到相同时,则将这种方向性麦克风称为双指向性麦克风(8字形)。

两大延迟—方向性麦克风的原理

外部延迟:方向性麦克风的前后方都各有一个声口,当声音到达两个声口的时间不同时,就会产生外部延迟。

内部延迟:后向声口与振膜连接处有一个声学阻尼器,当声音从后向声口进入麦克风时,会受到声学阻尼器的滤波作用而产生内部延迟。

在大多数情况下,言语主要来自前方,因此一个理想化的方向性麦克风应该要最大限度的放大来自前方的声音,而对其它方向的声音都尽量减小放大。

然而,当助听器佩戴在耳朵上时,耳廓和头颅会对声音产生衰减,从而影响麦克风的极性,此时麦克风所呈现出的敏感性就会发生改变。

如图中红色曲线和蓝色曲线所见,由于受到头颅的影响,心形方向性麦克风的最大敏感度方向在原位置基础上偏离了30度。

方向性麦克风是在全向性麦克风基础上逐渐发展而成的一种新型麦克风模式,也是目前广泛应用于耳背式助听器中的麦克风类型。

方向性麦克风的降噪技术并不是单纯地降低噪声强度,而是通过极性和延迟设计,使麦克风选择性的识别言语、放大言语,从而提高用户在噪声环境下的言语识别率。

随着数字技术的不断完善,现今的方向性麦克风可以在多种极性之间自动切换,从而做到“智能降噪”,帮助用户适应更多的环境需求。