智能音箱与麦克风阵列技术（下）

带屏智能音箱相对无屏智能音箱，为用户带来了更丰富的体验。但在技术上看，不管是无屏智能音箱还是带屏智能音箱，最重要的技术之一是麦克风阵列，它是一种多麦克风排列组合应用技术。

麦克风阵列一般来说有线形、环形和球形之分，严谨的应该说有一字、十字、双L、平面、螺旋、球形等。

麦克风阵列可以根据需要或希望记录声音输出而设计成包含任意数量的麦克风，具体来说，可以有2个到上千个不等。

然而，由于成本限制，消费级麦克风阵列的数量一般不超过8个，所以市面上产品中最常见的是6麦和4麦的阵型。

麦克风阵列对智能音箱至关重要，它的作用主要是语音增强、声源定位、去混响、单或多声源定位等。

亚马逊最早推出的智能音箱Echo就是环形6+1麦克风阵列，而它推出的第二代Echo依旧延续了第一代麦克风的设计，2017年推出的Echo show 则多加了两个麦克，为8麦阵列。从上述图表可以看出，智能音箱大多都采用6麦阵列，采用双麦阵列的较少。

使用双麦阵列最典型的智能音箱是Google Home，2016年，谷歌推出Google Home，与Amazon Echo相比，最大的区别就是麦克风阵列，Amazon Echo采用的是环形6+1麦克风阵列，而Google Home只采用了双麦克阵列。

与多麦克风相比，双麦克风有它的缺点，主要是声源定位只能定位 180°内的范围，而环形麦克风阵列（不管是 4Mic、6Mic 还是 8Mic）都可以做到 360°全角度范围内的定位。

但是，智能音箱的使用场景大多在家里，环境嘈杂，距离又远，在定向声源信息，抑制无关噪声，保证真实环境的语音识别率方面，双麦克与多麦克相比，效果肯定会大打折扣。

在国内，多麦克风阵列也已是智能音箱行业的“标配”，例如，阿里天猫精灵X1、华为小艺小艺、小米小爱同学采用的都是环形6麦克阵列，这样的麦克风阵列可以更好地实现语音唤醒、声源定位等功能。

要想更好的接收声音，抑制噪声，麦克风阵列中的麦克风匹配至关重要，需要考虑三个方面：方向性、灵敏度和相位。

方向性——麦克风的方向性是指它可以从哪个方向接收声音。麦克风是用来接收来自特定方向的声音的。有些麦克风只能接收单向的声音。还有一些麦克风是用来接收来自四面八方的声音，全方位的麦克风。声学行业即分为单指向、双指向和全指向。捷力泰科技为充分满足客户各类产品需求，研发生产了多款不同指向性麦克风，产品型号齐全，性能稳定，为客户提供了许多优质的麦克风解决方案。

在构建麦克风阵列时，所有麦克风必须具有相同的方向性。如果一个麦克风只能接收来自某个方向的声音（即单指向麦克风），而另一个麦克风能接收来自各个方向的声音（即全指向麦克风），这将导致灾难性的、不平衡的录音。

除非有某种独特的情况会出现这种情况，否则这在很大程度上是不可取的。因此，麦克风阵列总是使用相同方向的麦克风（即相同指向性）。

灵敏度——灵敏度是麦克风阵列必须匹配的另一个方面。灵敏度是麦克风在记录信号时获得的增益。在麦克风阵列设备中，灵敏度必须非常匹配，否则一个麦克风的声音会比另一个大，从而产生不平衡的录音。

相位——相位是麦克风阵列必须匹配的最后一个重要方面。相位是麦克风开始录音的时间参考线，也就是说，它决定了阵列中所有麦克风开始和停止录音的时间。

如果麦克风有完全不同的相位，它们将在不同的时间记录信号。这将导致不同步的记录，同样，这在很大程度上是不可取的。麦克风最好能同时记录信号，这样信号之间就不会有延迟。就像灵敏度一样，麦克风之间的相位差必须有一个最大的允许公差。这种差异通常是±1.5度，确保信号记录同时，可以统一记录。

在万物互联的今天，麦克风阵列技术已经越来越多地被应用到消费领域，随着智能车载、智能家居、机器人、可穿戴设备等热潮的兴起，语音交互越来越被用户所习惯，麦克风阵列自然也成为其中非常重要的前端技术。

总体来说，机器人、智能家居行业尤其是智能音箱，采用多麦克方案居多，这是因为，虽然多麦克相较于双麦克成本高，但是，在降噪和语音增强方面，仍然是麦克数量越多效果越好。

捷力泰科技紧跟市场的发展，加大对麦克风和扬声器的研发生产投入，快速响应客户需求，产品应用范围越来越广。