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语音控制会成为未来电子产品主流用户界面技术吗?

2015年08月07日 ?? 收藏0
触控技术取代按键,促成了当今电子产品设计的最近一次变革。但触控技术毕竟还是需要手的参与,是否有更加便捷的技术来实现电子产品的功能控制呢?从目前的发展态势看,人们把目标指向了语音控制。声学传感技术领导厂商Vesper公司首席执行官 Matt Crowley介绍说:“从触控转向语音控制是未来五年将要发生的产业大趋势。我们观察到主要的技术市场领导厂商均在大举投资开发通过语音与用户交互的软件和算法,比如苹果(Siri)、谷歌(Google Now)、微软(Cortana)、亚马逊(Echo/Alexa)和三星(S Voice),都是支持这一发展趋势的有力证明。”

Vesper公司首席执行官 Matt Crowley
Vesper公司首席执行官 Matt Crowley

用户界面的历史转变已经进行了许多年,经历了各个不同的时代。在PC/笔记本电脑时代,鼠标定义了用户界面;触摸屏则主导了智能手机/平板电脑时代;Matt Crowley预计,在物联网(IoT)时代,语音将是最常用的界面,语音用户者接口(VUI)将是其中重要的一环。物联网设备涵盖可穿戴产品、智能家居、智能汽车和机器人/无人机等各类不同产品,非常适合VUI应用,这是因为语音是最自然的人类沟通形式。例如,智能电视目前由复杂且不易使用的遥控装置来控制,但是,以说话来控制电视才是更为自然的方式。亚马逊Echo是另一个很好的示例,它获得了巨大的成功,原因就是Alexa VUI系统自然且有趣的工作方式。

MEMS麦克风具有生产成本低、产品性能好、稳定性高、节省空间等优势,无疑将成为实现VUI的唯一候选技术。在具体性能方面,Matt Crowley认为,远场音频、定向音频和高可靠性是支持MEMS麦克风实现VUI的必要条件。在远场音频方面,信噪比(SNR)是测量声学性能的单一最重要指标,SNR越高,声学性能便越好,麦克风可以交互使用的距离也越远。定向音频可让单一用户与其VUI设备交互,可以避免用户方向以外的嘈杂环境影响,这对于智能手机等需要在户外使用的产品尤为重要。在可靠性方面,如果麦克风不能防水、防尘、耐颗粒或防振动,采用麦克风的智能手机和其它消费电子产品必需付出高昂的维修成本,不可能实现VUI的普及。

Matt Crowley介绍,Vesper的首款产品VM101具有业界领先的68 dB SNR,由于具备超高性能,因此可提供以下优势:

·出色的远场音频,极大地增加声音捕获的距离;

·环境噪声消除,极大地提升手机交谈的清晰度以及语音功能应用的用户体验;

·出色的“音频放大”录音功能,可让用户专注于单一声源;

·为具备语音功能的智能家居设备和汽车信息娱乐系统实现更好的性能。

当然,MEMS麦克风也有差别。目前市场上有两类产品,即起初的“电容式”MEMS麦克风和最新一代“压电式”MEMS麦克风。压电式MEMS麦克风采用简单的单层隔膜设计,具有远超电容式MEMS麦克风的可靠性和坚固性,没有水或灰尘可以侵入的地方。在信噪比方面,Matt Crowley介绍,Vesper的目标是在可预见的未来,每年将麦克风产品的SNR提高2dB。电容式MEMS麦克风为了提高SNR必需增大封装尺寸,因此难以实现这样的提高。而Vesper的压电式MEMS麦克风,在提高SNR时无需增加封装尺寸,对于空间非常宝贵的智能手机和可穿戴产品非常重要。

为了增强MEMS麦克风使用过程中的方向性和环境噪声抑制能力,通常采用MEMS麦克风阵列设计。在麦克风阵列应用中,麦克风必需在相位和灵敏度方面仔细匹配。对于“压电式”MEMS麦克风,其制造过程简单得多具有更好的一致性,因而相位和敏感度的匹配更好。这一匹配可以通过AISC校准来改进。而且,压电式MEMS器件一旦匹配,便不会再发生性能的漂移等问题。而电容式MEMS麦克风制造过程一致性较差,总是需要一个成本昂贵的校准过程,因此难以获得匹配的电容式麦克风阵列。而且,电容式MEMS麦克风性能会随着时间而漂移,造成麦克风阵列失效。

目前触控技术可以说风头正旺,在短时间内被语音控制完全取代貌似还不现实,但不可否认的是语音控制会在智能汽车、消费电子的某些功能上崭露头角。语音控制被产业采纳的速度将取决于MEMS麦克风技术的不断改进和产业在这方面的投入。既然苹果、谷歌、微软、亚马逊和三星等巨头已经在开发相关的功能,我们完全有理由期待语音控制的未来。

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触控技术? 语音控制?

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