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从智能音箱看语音芯片发展的“三步曲”

2018-08-23 11:44:41 广州佩特电子科技有限公司 阅读

语音芯片的发展经历了三个阶段,通用芯片、专用芯片和AI芯片。在智能语音设备早期阶段(2014-2015年),由于芯片研发周期漫长(18-24个月),研发投入高昂,在终端销量难以支撑芯片规模爆发的情况下,市场均采用通用芯片。


通用芯片,指AP芯片/平板芯片等+Codec芯片/DSP芯片等组合的方式,由Codec芯片进行数模信号的转换,DSP对数字信号进行处理,包括回声消除、噪声抑制、语音降噪/增强等,最后加入云端的计算支持。代表芯片是联发科MT8563和全志R16芯片。

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专用芯片,是语音芯片发展的第二个阶段,其采用适合做语音处理的CPU,加上多通道麦克风阵列接口,在语音算法上支持回声消除、噪声抑制、声源定位、语音增强等技术,并兼具运算能力和低功耗的考量。代表芯片有联发科MT8516、科胜讯CX20924、晶晨半导体A113、瑞芯微RK3036和北京君正X1000。这类芯片未内置神经网络加速器,AI多借助云端实现。


有分析人士指出,专用芯片的特点是,语音识别、语义理解、语音合成、任务执行等都是在云端进行,但云端存在着语音交互“时延”的问题,对网络的需求限制了设备的使用空间,并带来了数据与隐私危机。


而作为第三代语音技术的AI语音芯片正好解决了这些问题:(1)集成了专用AI处理器模块(NPU),用以对本地的机器学习算法进行加速;(2)语音AI芯片不但集成CPU、NPU,还集成DSP信号处理、Wi-Fi/蓝牙等模块;(3)能够实现“端侧”智能,将常用功能由云端转换到本地,可离线操作并解决用户数据隐私问题。成都启英泰伦在2016年推出的CI1006,杭州国芯在2017年10月底推出的GX8010,是典型的AI语音芯片代表。


以上是语音芯片发展的“三步曲”,从目前终端市场对上述三类芯片的采用比例来看,专用语音芯片独占鳌头,有数据显示,在2017年3000万台智能音箱的销量中70%被MTK囊括。分析人士认为,专用芯片占据主导的原因有二,一是通用芯片已经过时,多是借用平板/OTT的AP芯片,只是简单的将多媒体数字编码器与DSP相结合,其在语音上发挥的功效并不大;二是初出茅庐的AI芯片才刚起步,生态尚在建立当中。


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