智能音箱自2017年以來的井噴式爆發,讓語音交互成為市場的焦點,越來越多的行業硬件設備開始智能語音化。語音應用場景的爆發,也帶動了AI專用語音芯片的加速崛起。2018年年中,國內一眾語音公司幾乎在同一時間向市場公布了其AI語音芯片的動作,正式開啟了AI語音芯片元年。
其中,出門問問于2018年5月發布的AI語音芯片模組“問芯”是中國首個已量產的AI語音芯片模組,由出門問問和杭州國芯合作打造,可為核心應用場景提供一站式、集成難度小、調試周期短、溝通成本低的AI語音交互解決方案,并且實現成本降低50%以上。由于芯片的長周期特性,相較于其他還處于規劃或流片階段的芯片,出門問問的問芯無疑占據了領跑優勢,成為AI語音芯片爆發年的領航者。
問芯集成了出門問問的麥克風陣列信號處理技術,語音交互SDK與可定制語義技能,其中包括了公司長期積累的回聲消除、聲源定向、波束成形、語音降噪、語音喚醒、語音識別、語義理解與語音合成等自有AI語音交互核心技術。作為中國AI語音賽道獨角獸公司,目前出門問問可實現語音喚醒準確率95%以上,誤喚醒率低于1次/24小時,端到端響應速度在業界領先,提供超過60個垂直領域,基本可以覆蓋用戶衣食住行相關的語音交互,并且支持用戶在出門問問AI開放平臺進行靈活的語義技能自定義。
問芯主要包括兩款產品——問芯Mobvoi A1和問芯Mobvoi B1。其中,Mobvoi A1是一款專門為語音交互設計的前端音頻信號處理和神經網絡處理芯片,集成了出門問問的麥克風陣列算法、語音喚醒等,配合后端語音交互SDK,能夠保證遠場語音交互在噪音環境下的體驗,適用于智能電視、智能機頂盒、智能冰箱、智能鏡子、智能零售終端等產品場景。Mobvoi B1是一款支持完整語音交互應用的SoC芯片,除了擁有Mobvoi A1強勁的麥克風陣列信號處理功能外,還集成了語音喚醒、在線/離線語音識別、在線/離線語義理解、在線內容搜索、在線/離線語音合成等出門問問提供的全棧式語音交互功能,可廣泛應用于智能白電、智能小家電、智能晾衣架、智能沙發等產品場景中。
具體來說,Mobvoi A1集成了麥克風陣列、DSP內核和NPU內核,通過出門問問自主研發的麥克風陣列算法,包括回聲消除、聲源定向、波束成型、降噪等,實現3-5米內強勁的降噪功能。例如在電視、機頂盒、零售終端等大噪音的使用環境下,即使是設備播放聲音時,麥克風處音量達到90dB,回聲抑制也可達到40dB以上,能在3米距離實現正常人聲喚醒率85%以上。Mobvoi A1支持線性陣列和環形陣列的高精度聲源定向,定向精度在±10°以內,通過波束成型算法增強目標方向語音,抑制±15°波束外噪音超過14dB以上。而對于空氣凈化器、空調等平穩噪音的使用環境下,Mobvoi A1的降噪算法也可以實現8dB以上的抑制。
此外,Mobvoi A1還可提供友好的用戶接口。相對于市面上絕大多數只提供IIS音頻接口的產品,Mobvoi A1提供了更標準、更常見的USB接口。尤其是對于本身自帶USB接口的電視、機頂盒、冰箱、鏡子、新零售終端等產品,Mobvoi A1能做到USB即插即用,并實現在線的OTA固件升級,極大的減少了溝通調試成本,降低了客戶在產品中集成AI語音能力的難度。
Mobvoi A1的使用方式極為靈活,可為不同產品場景的客戶實現高度定制化。首先,在麥克風陣列形式上,客戶可通過配置參數的方式選擇2麥克風、4麥克風、6麥克風,以及線性布局或者環形布局。其次,針對零售嘈雜的環境,客戶可自由選擇語音或人臉識別喚醒,并實現指定方向波束成形降噪。同時,客戶也可按照需求,設置指令,針對某些功能場景暫時關閉麥克風陣列算法,例如語音通話場景。最后,客戶可根據產品場景靈活的選擇USB輸入方式、模擬輸入方式(包括喇叭前端或者后端電路分壓兩種)等回聲消除方案。
而Mobvoi B1和Mobvoi A1一脈相承,在Mobvoi A1強勁的麥克風陣列降噪基礎之上,還集成了出門問問的語音喚醒、在線/離線語音識別、在線/離線語義理解、在線內容搜索、在線/離線語音合成等全棧式語音交互技術,支持簡單易用的標準UART接口和藍牙通信配網方案,在一顆芯片模組中實現了離在線融合的語音交互功能。這是一顆完整功能的SoC芯片,加上WiFi模塊就可以很容易的實現一個高性能低成本的音箱方案,或有類似需求的智能家居方案。
離線語音交互功能的實現,對于智能家居產品來說,可讓用戶不配網就能直接實現簡單的離線語音控制,大大降低了使用門檻,十分便捷。目前,Mobvoi B1允許客戶自己編輯離線命令詞識別的語法文件,在家居環境下識別準確率可達到95%以上。同時,Mobvoi集成的離線語音識別和語義理解,能夠針對性實現識別和理解優化,讓用戶可不局限于固定命令詞,用最自然的語言進行交互,極大地提升用戶使用體驗。
目前,出門問問可提供問芯對應的芯片模組和評估板參考設計,完善的產品手冊、文檔等。感興趣的客戶可聯系出門問問(ai-chips@mobvoi.com)進行了解。
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