[原创] 杰理科技发布：两款芯片，一个降噪算法
2021-09-27
14:00:10
来源: 半导体行业观察
9月26日上午，国内领先的芯片供应商杰理科技举办了一场发布会。这一次，他们不但带来了两款全新的芯片，同时还带来了新算法和新方案，携手下游合作伙伴一起迈入“无噪音”通话时代。
首先亮相的第一款芯片，就是公司面对无线麦克风市场推出的新产品。
近年来，得益于移动互联网的飞速发展，催生了直播这个新行业，也迸发出了直播麦克风的需求，而杰理这次带来的新芯片JL6976M就是针对这个市场而研发的。
据杰理品牌客户中心销售总监俞锴凯介绍，JL6976M采用先进的编解码，拥有两路信噪比大于92db的ADC，同时拥有两路信噪比大于101db的DAC，最高支持44.1K采样率，传输码率更是做到128kbps，这样就使得其可以保证方案够获得高音质高采样的效果。与此同时，该方案还具备低时延和距离远的特点。在实际应用中，基于JL6976M的设计能够让产品具备语音降噪和让直播不断电、不掉线、更清晰、使用时间更持久等优势。
俞锴凯进一步指出，JL6976M还是一个收发一体芯片，可以根据开发者不同的应用需求，让其进入不同的工作模式。而在数据传输部分，JL6976M则使用了杰理自研的高效私有协议，通过私有协议可以做到双发一收，也就是说接收端会将两路的音频并成一路。除了双发一收外，得益于强大灵活的私有协议，该方案还能支持一发多收，满足更多的场景需求。
为了进一步升级用户体验，杰理科技还为JL6976M带来了Noise Gate 技术，为方案带来降噪的功能支持。据俞锴凯介绍，加入的这个Noise Gate 降噪和TWS耳机的降噪目的是很不一样的。
俞锴凯说：“TWS降噪方案是在保证最大限度地降低背景噪声的前提下，可以允许损失一部分人声的失真度。因为这些信号通过压缩以后，再传输到远端，最后听到的效果几乎没有差别。然而在类似直播麦克风这样的无线麦克风应用场景中，我们不但需要以最高的还原度把声音传播，而且需要很严格地控制声音的波动，保持平稳。此外，这些应用还需要保留一些环境声音，让最后获得的效果更自然。”
这正是上图中表达的噪声能消，但不能消太多的原因。为获得最佳的客户体验，杰理在JL6976M上采用了跟以往产品不一样的噪声压制方式。
借助上文谈到的各项技术，杰理帮助无线麦克风应用解决了能否录好的问题，而为了传输得更好，公司在整个方案上也做了一些加强和提升。这背后都是杰理科技自研的私有传输协议和算法的功劳。
得益于以上设计，JL6976M在启用降噪功能时，时延可以低至32ms，无降噪功能时时延更是进一步降低至18ms；在距离方面，直线通讯距离可以做到30米，背对通讯距离也能做到12米；为了保证良好的音频品质，JL6976M在有降噪时最高采样率为32K，无降噪时的最高采样率则做到44.1K。
除此之外，JL6976M支持的方案还有多个对直播麦市场来说非常有用的亮点，当中包括支持自定义降噪等级个数设定和支持降噪开关、支持USB type-c输出、支持DAC输出、同时支持USB和DAC输出；在音频处理方面，则支持EQ在线调试、噪声门限和数字增益调节。
杰理表示，现有的解决方案可以支持两种模式，分别是：一拖二，双发一收加降噪和一拖多,一发多收加降噪。未来后续的迭代方案中，则能支持一拖二（两发一收）无线直播麦解决方案和双工音频传输解决方案，进一步提升直播麦的用户体验。
当然，在功耗方面，杰理JL6976M的表现也不遑多让。为了更好地提升设备的使用时间，杰理还给这个产品加入了边充边用的的支持。
在介绍完JL6976M之后，杰理又带了梧桐二代芯片——AC791N，一款面向物联网市场的的Wi-Fi、蓝牙三模智能SoC。资料显示，“梧桐”是杰理在去年推出的一系列Wi-Fi/BT 双模音视频AIoT 芯片。在发布当时，“梧桐一代”是业界市场上首个支持 Wi-Fi 和蓝牙 5.1 BLE 的双模芯片，这就让其从发布以来在客户端市场大受欢迎。
“今年新推出的梧桐二代则在工艺、功能和性能等多个方面进行了升级。”杰理IC设计中心产品经理林静玲在芯片发布会上表示。
据林静玲介绍，梧桐二代的亮点可以归纳为五个方面，分别是：强劲的双核系统、支持Wi-Fi/蓝牙/BLE 5.3三模共存、强大的图像视频处理、超大的数据空间和语音唤醒功能。此外，杰理还为这系列芯片配备了4路ADC、2路DAC以及2路的USB，同时还能支持高速的USB2.0。
首先看Wi-Fi/蓝牙/BLE 5.3三模共存，这是业界少有的设计，适用于Wi-Fi蓝牙音视频多媒体解决方案。通过内部集成的一个PPA模块，可以使该芯片的蓝牙和Wi-Fi能够在双模式下同时工作，并在收发的时候，都具备很不错的性能。这样的设计不但能够让开发者实现灵活的传输，还能让组网更方便快捷。
“得益于梧桐二代的高集成，一颗AC791N往往可以替代原来方案中需要的3、4颗芯片，将系统的BOM成本大大降低”，林静玲说。
虽然是一个三模的设计，但杰理的梧桐二代在接收灵敏度和发射功率方面的表现也丝毫不逊色。
其次看强劲的双核系统方面，如下图所示，新的芯片无论是在CPU、DSP、运算函数，还是算法加速器方面，都有不错的表现。这样的强大功能为开发者设计复杂的无线应用方案打下了坚实的基础。
再看超大容量的数据空间，如下图所示，杰理为梧桐二代集成了一个512KB高速SRAM，能够满足大部分低成本方案需求，无需外接SDRAM/PSRAM。如果客户有其他更高的需求，则可以选择内置SDRAM 8MB@200Mhz 16 bit的版本，以此满足复杂算法以及大数据处理需求。
“从目前看来，市面上还没有同类的设计出现”，林静玲说。
至于图像视频处理。林静玲表示，在同类型的无线芯片中，这样的设计中带有图像视频功能的方案也是非常稀有。她指出，杰理的这个芯片在sensor方面支持同时接两个摄像头，集成了一个解码器，支持最大分辨率为1290×720。在屏幕支持方面，也支持8bit的LCD屏和LED点阵屏。
最后，强大的离线语音唤醒功能则让开发者可以基于此芯片打造智能音箱解决方案。如下图所示，得益于其强劲的性能，这个芯片能够支持更为复杂的离线打断算法，通过四路的麦克风输入，则可以实现近场或者远场的语音唤醒。而通过和内容平台和语义识别平台的打通，开发者就可以基于此做更多更好、更有创新性的设计。
总结而言，梧桐二代芯片拥有很多被开发者称道的特性：
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搭载32位双核浮点处理器,主频高达 320 MHz，内置 512KB SRAM；
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集成 2.4 GHz Wi-Fi(802.11 b/g/n) 功能，支持40MHz带宽；
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集成双模蓝牙(EDR+BLE)，低功耗蓝牙子系统支持 BLE 5.3；
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支持接入DVP/BT656/SPI接口的YUV sensor，最大支持720P@30fps的JPEG编码能力；
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音频处理支持32位浮点DSP音效，DRC，EQ在线调试；
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支持接入多个AIoT云平台：图灵，百度，腾讯云，天猫精灵，华为HILINK等；
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支持AI加速，可用于加速神经网络计算和信号处理等工作的向量指令，可实现高性能的图像识别、语音唤醒和图像拼接等应用；
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支持 USB2.0 HIGH SPEED，可用于UAC/UVC主从机功能；
性能强劲的梧桐二代芯片能够更好的为Wi-Fi蓝牙音箱、儿童绘本故事机、儿童扫描翻译笔、Wi-Fi摄像头和USB/蓝牙扫码枪赋能。
在发布了两款芯片后，杰理还发布了二代智慧通话降噪算法，开启“无噪音”通话时代。
据杰理市场工程部总监余伟鹏介绍，自2013年进入蓝牙市场开始，杰理就一直在用的算法就是“杰理一代通话降噪技术”，虽然这套算法在后续的发展中一直有升级更新，但从本源上看，它一直走的是传统的ANS技术路线。
来到杰理的第二代算法方面。余伟鹏表示，杰理全新的降噪算法搭载了自研DNS深度神经网络降噪技术，支持深度学习中的两大经典算法卷积神经网络和循环神经网络。跟一代算法不一样，这个算法需要先经过训练学习，才能进行后续的相关操作。不过杰理这个方案的不同之处在于即使是处于之前没有经过训练模型的场景中，也能模糊去匹配，选择权重较高的模型。
作为一套神经网络算法，杰理这套算法的一大亮点还在于它能够像人一样能够识别各种不同的噪声，不断去学习，然后针对不同的噪声环境，提供更好的解决方案。
在实际应用中，该算法具有噪声抑制强，语音失真小。对非平稳噪声以及音乐相关噪声适应性好。得益于其领先的技术，该算法还具备兼容宽带（16k）和窄带（8k）语音处理、支持单MIC和双MIC等特性。具体如下图所示：
从下图的对比数据中我们看到杰理二代算法的提升。“从我个人的体验看来，相较于一代算法，杰理二代算法提升了15%以上。”余伟鹏说。
据余伟鹏介绍，公司目前这套全新的降噪算法适用于AC897N、AD697N、AC698N、AC700N和AC790N、AC791N系列芯片，在赋能新一代芯片，同时也为成熟芯片带来新的亮点。有了这套全新的基于神经网络技术的降噪算法就可以为蓝牙耳机、智能音箱和智能IoT等相关平台带来更好的语言技术支持。
他最后还强调，这个算法的开发工作主要集中在算法和软件端。那就意味着对于二次开发的开发者来说，他们的硬件、架构和产线上的设备都不需要做任何的转变，只需要升级最新的SDK就可以了。
值得一提的是，除了让开发者在杰理芯片上拥有更多的选择，杰理科技继续保持开放兼容的态度，允许第三方算法的接入。
在过去十多年的发展中，杰理科技为全球的消费者提供了很多音乐电子产品，把音乐带到了全球的各个角落。杰理科技所提供的高质量软硬件平台为方案商开拓多样化产品奠定了夯实基础。
这次，伴随着无线麦克风方案和新算法的出现，杰理科技必将相应市场的产品体验提升至新的高度。
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