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基于泰凌 TL721x 的边缘 AI 降噪使用指南

概述

传统语音降噪方法的局限性

方法与局限性：传统语音降噪（亦称噪声抑制）方法主要包括基于统计建模的方法与基于信号处理的方法，如维纳滤波法、谱减法等。这类方法通常基于若干简单的假设与固定的算法，针对特定类型的噪声在一定程度上有较好的效果，但在复杂多变的噪声环境中，其降噪性能往往受限。此类方法难以对语音与噪声的复杂特性进行精准建模，尤其面对非平稳噪声及具备时变特征的噪声时，易出现降噪过度或降噪不彻底的问题，同时还可能会引入音乐噪声等副作用，进而影响语音的自然度与可懂度。

深度学习技术的优势

深度学习优势：深度学习具备强大的非线性建模能力、特征学习能力和数据拟合能力。它能够从海量数据中自动学习语音与噪声的复杂特征与模式，无需人工设计复杂的特征提取器和降噪算法。通过构建深度神经网络模型，它能更全面、更精确地表征和处理语音信号中的各类信息，因此在语音降噪任务中展现出巨大潜力。

硬软件介绍

硬件：TL721X平台主板AIOT-DK1、基于TL7218D的模组ML7218D-MERCURY-M0-PE11-V01、编解码器子板AIOT-CODEC1、双声道3.5mm有线耳机，USB Type-C数据线

软件：nn_ns_demo.bin （此bin文件用于神经网络噪声抑制演示）

硬件连接如下图所示：

硬件连接

下载程序

根据下图所示，安装ML7218D-MERCURY-M0-PE11-V01模组与编解码器子板AIOT-CODEC1，并使用杜邦线将主板AIOT-DK1连接到编程器。在主板AIOT-DK1烧录上述bin文件。

下载程序到主板AIOT-DK1

操作说明

主板AIOT-DK1配备多个按键以及两个LED指示灯，用于控制算法运行状态并显示不同工作模式。开关SW2用于重置开发板，开关SW4用于选择降噪通道模式，开关SW6用于选择算法降噪深度。按键与LED指示灯位置如下图所示：

板载按键与LED指示灯

  • LED D2：默认状态下，黄绿色指示灯在上电后常亮，表示程序正在运行。

  • LED D1：默认状态下，白色指示灯在上电后熄灭，表示AI降噪功能未启用。

  • SW2：开发板复位开关。

  • SW4：降噪通道模式选择开关。

    • 双通道降噪模式：该模式下，黄绿色指示灯在上电后常亮。

    • 单通道降噪模式：该模式下，黄绿色指示灯在上电后常灭。

  • SW6：控制AI降噪开关，并控制以下降噪深度的循环切换，循环顺序为 0dB -> 20dB -> 25dB -> 30dB -> unlimited -> 0dB：

    • 阈值1：0dB（算法不生效），白灯常灭，上电默认处于此状态；

    • 阈值2：20dB，白灯每1秒闪烁一次；

    • 阈值3：25dB，白灯每600毫秒闪烁一次；

    • 阈值4：30dB，白灯每300毫秒闪烁一次；

    • 阈值5：无限，白灯常亮。

降噪效果

未开启 AI 降噪时，佩戴耳机可明显听到环境噪音；开启 AI 降噪后，环境噪音会被显著消除。