더 적은 수의 내장형 귀, 더 많은 음성 제어 장치

XMOS의 영리한 사람들은 우리가 상호 작용하는 거의 모든 장치에 음성 제어를 위한 "귀"를 내장하는 데 한 걸음 더 다가갔습니다.

참고로 XMOS는 실시간 작업, 극한의 DSP(디지털 신호 처리) 및 제어 흐름을 동시에 실행할 수 있는 음성 솔루션, 오디오 제품 및 멀티코어 마이크로컨트롤러를 개발하는 팹리스 반도체 회사입니다. XMOS 마이크로컨트롤러는 결정적(예측 가능한) 동작으로 구별됩니다.

고속 스위치로 연결된 여러 "프로세서 타일"로 구성된 기본 xCORE 멀티코어 마이크로컨트롤러 기술부터 시작하겠습니다. 각 프로세서 타일은 최대 8개의 작업을 동시에 실행할 수 있는 기존 RISC 프로세서입니다. 작업은 채널(로컬 타일의 작업 또는 원격 타일의 작업에 연결할 수 있음)을 통해 또는 메모리를 사용하여(동일한 타일에서 실행되는 작업의 경우에만) 서로 통신할 수 있습니다.

xCORE 아키텍처는 일반적으로 실시간 운영 체제(RTOS)에서 볼 수 있는 많은 요소를 하드웨어에서 제공합니다. 여기에는 작업 스케줄러, 타이머, I/O 작업 및 채널 통신이 포함됩니다. 타이밍 불확실성의 원인(인터럽트, 캐시, 버스 및 기타 공유 리소스)을 제거함으로써 xCORE 장치는 많은 애플리케이션에 결정적이고 예측 가능한 성능을 제공할 수 있습니다. 작업은 일반적으로 외부 I/O 또는 타이머와 같은 이벤트에 나노초 내에 응답할 수 있습니다. 이를 통해 xCORE 장치가 전용 하드웨어가 필요한 어려운 실시간 작업을 수행하도록 프로그래밍할 수 있습니다.

2017년 XMOS는 Setem Technologies를 인수했습니다. "XMOS + Setem은 임베디드 음성을 위한 게임 체인저가 될 수 있습니다"라는 칼럼에서 다음과 같이 썼습니다. 특허 받은 알고리즘을 통해 소비자 기기는 혼잡한 오디오 환경 내에서 특정 음성이나 대화에 집중하여 음성 인식 시스템에 최적화된 입력을 얻을 수 있습니다.”

나는 집에 두 대의 Amazon Echo/Dot 장치가 있고 사무실에 한 대가 있습니다(저는 아내 Gina Gorgeous에게 그녀가 속삭이는 이유를 물었습니다. "Amazon 사람들이 우리의 말을 듣고 있을지도 모른다고 들었습니다."라고 그녀는 말했습니다. 나는 웃었습니다. , 지나가 웃고, 알렉사가 웃고…). 이 장치가 훌륭하다고 생각하지만 7개의 마이크 어레이가 필요하기 때문에 비용과 전체 솔루션의 물리적 공간이 모두 증가합니다.

여러 개의 마이크를 사용하면 시스템에서 노이즈를 더 잘 감지 및 제거하고, 반향 제거와 같은 작업을 수행하고, 말하는 사람과 같은 음원의 위치를 ​​결정할 수 있습니다. 물론, 생각해보면 우리는 이 모든 일을 두 개의 귀로 처리할 수 있습니다. 그 중 하나가 방해가 됩니다).

당연하게도 XMOS의 직원들도 이 점을 발견했습니다. 이것이 바로 새로운 XVF3510 차세대 음성 프로세서를 출시한 이유입니다. 이 프로세서는 단 두 개의 마이크를 사용하여 복잡한 오디오 환경에서 개별 음성을 뽑아낼 수 있습니다.

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PCB에 장착된 XVF3510(출처:XMOS)

XVF3510에서 실행되는 알고리즘에는 간섭 제거(원하지 않는 배경 소음을 제거하기 위해 포인트 노이즈 소스를 무효화함), 스테레오 음향 반향 제거(원하지 않는 스피커 반향을 억제하고 참여 가능) 및 적응형 지연 추정(오디오 참조를 동적으로 조정)이 포함됩니다. 신호 대기 시간을 통해 반향 제거 알고리즘이 부드러운 실시간 경험을 제공하도록 합니다.