發布日期：2022-10-09 點擊率：161
【導讀】之前或許您已經聽說過利用超聲波麥克風進行手勢識別，但很多工程師可能還會認為這是停留在實驗室的項目，事實上，利用超聲波進行手勢識別的方案已經相當成熟，而且有其獨特的優勢。這里小編為大家對比下超聲波麥克風和目前主流傳感器的性能。
微手勢識別技術的走紅離不開一批成功的體感游戲設備，各大半導體廠商推出不同原理的手勢識別方案，其中應用最為廣泛的是多在游戲設備中利用攝像頭實現計算機視覺，但其他方案例如紅外識別、電場識別、以及超聲波識別也在不斷推出新的產品與技術。
之前或許您已經聽說過利用超聲波麥克風進行手勢識別，但很多工程師可能還會認為這是停留在實驗室的項目，事實上，利用超聲波進行手勢識別的方案已經相當成熟，而且有其獨特的優勢。
數字超聲麥克風的出現
麥克風錄音時是不分頻率的，只要有物體振動，它就可以把振動的頻率錄下，包括人耳聽不到的超聲波，所以理論上使用麥克風進行超聲波識別是不需要再增加額外器件的，只要覆蓋到足夠的頻譜即可。
“模擬麥克風也可以收到超聲波信號，而普通PDM數字麥克風的量化噪聲在20～30KHz以后會變得非常高，超聲數字麥克風則通過放大有用信號來提升信噪比，我們在這方面有很多IP。”樓氏電子AAS技術產品營銷高級經理兼移動消費電子產品應用負責人Oddy Khamharn指出，另外數字超聲麥克風也顯著降低了功耗。
另外，超聲波麥克風走向數字化還有一個因素驅動，那就是設備缺少足夠的模擬端口。一般手機或平板只有2個模擬端口，而像是要獲取足夠的精度需要使用8顆麥克風的時候，就只能采用數字超聲麥克風了，Khamharn補充道。
在數字超聲波麥克風出現后，由于對環境光線沒要求(黑暗中也能精準感測)、很容易測得距離/景深等特殊性能，有先見的系統公司紛紛采用該技術實現一些特有的手勢識別、距離感應等應用。Khamharn指出超聲波的方案性能相對更穩定且成本更低，特地為大家對比了超聲波麥克風和目前主流傳感器的性能對比，如表一所示。
“多個超聲波麥克風組合還可以實現更好的精度。”Khamharn表示。例如，我們已經看到有的應用使用了七顆麥克風——5顆實現手勢識別，而另2顆則提供給音頻用。
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麥克風新玩法：更低成本的實現創新應用
事實上，在不同應用環境中，超聲波麥克風可是實現通過上述獨特的特性帶來意想不到的創新應用。樓氏的工作人員演示了一個Demo，筆記本內置的麥克風陣列能在三個維度準確識別到手的位置，小球的位置和大小(手距離屏幕的距離不同則球大小不同)都會變化。就是這個簡單的原理，已被工程師用于多種應用。
手機中：超聲波麥克風可以取代紅外接近傳感器，這是最簡單的一個應用。“設計者不僅可以少用一個器件，而且不需要再專門為紅外傳感器開個孔。”Khamharn表示，“這個孔在制造工藝上精度要求很高，也存在額外的成本。”
平板中：下圖為HP新推出的平板電腦，該平板配備Duet Pen手寫筆，通過筆尖上方的超聲波發射器以及內置在平板中的多個麥克風陣列追蹤手寫軌跡。這種方案比紅外線準確，比觸摸材料方便。
無人機：已有歐洲及本土的無人機公司采用了超聲麥克風來進行無人機定位及躲避樹木等障礙物，據稱在可靠性方面得到了突破。
或許利用超聲波來實現上述部分功能還沒有計算機視覺那么成熟，但是同時超聲波利用其獨特的方式為開發者打開另一扇創新的窗戶， Khamharn指出，已經有處理器芯片廠商已有搭載支持樓氏超聲麥克風算法的主芯片推出，我們相信這一舉措會更加推動該技術的普及。
在深圳舉辦的研討會更好的貼近深圳地區的客戶，“這里創新型的小公司特別多，而超聲麥克風的方案給了他們更大的創意空間。”Khamharn表示。
附錄：數字超聲波麥克風性能參數
樓氏電子的MEMS超聲波數字麥克風SPH0641LU4H-1尺寸僅為3.50 x 2.65 x 0.98 mm，可通過多片組合的方式達到更好的精度。
產品特性：
支持超聲波頻率
高信號頻帶寬靈敏度高
業界最低功耗（僅為競爭對手的1/3)
單位面積內最佳聲學表現
多工作模式（睡眠、低功耗、標準模式以及超聲波模式）
高信噪比
更簡單的系統集成以及更好的抗干擾能力
具體參數：
超聲波頻率：高達80kHz
信噪比：64.3dB
功耗：低功耗模式下為235uA
尺寸：比同類產品低20%
靈敏度：-26+/-1dB @ 1KHz
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