C7.12.2Microphone-array beamforming设计研究
麦克风阵列波束成形可以定向增强用户声音方向，抑制其他方向噪声
别名: 波束成形 · beamforming · 麦克风阵列 · DOA
概念解释
多个麦克风组成阵列后，可以用波束成形（beamforming）在空间上对准说话人方向，增强该方向的声音，衰减其他方向的噪声和干扰源。它利用到达时间差和相位，不是把所有通道的音量一起放大。远场音箱和会议设备靠这层把“房间里到处都是声音”收成一路相对干净的语音。
机制
声波到达各麦的延迟取决于方位。延迟求和、MVDR 或学习型波束器把期望方向同相相加，其他方向相消。这样在不改变说话人音量的前提下提高有效 SNR。波束有宽度和旁瓣：对准不准、说话人走动、两个声源方位接近，都会漏进干扰。回声消除通常与波束一起工作，处理设备自己的扬声器。波束成形解决的是空间上可分的噪声；与说话人同方向的电视仍会进主瓣。它也不替代语言识别：送进 ASR 的仍是一条波形，只是基底更低。
怎么研究
在已知方位上放目标与干扰，比较单麦、固定波束、自适应波束的 SNR 增益、WER 和目标说话人保持率。让说话人在阵列前走动，测波束是否跟上。报告旁瓣方向上的泄漏。不要只用正前方安静语音证明阵列“有用”。
边界
手机顶部的双麦阵列孔径小，低频波束很宽，车内四麦才有像样的指向性。混响强的房间里直达声弱，波束的空间线索糊掉。目标与干扰同方向时，空间滤波没有角度可用。用户若围着桌子随便坐，还要先做到达方向估计，估错会把波束指到干扰上。单麦耳机近讲不需要波束。
怎么落地
- 远场产品用阵列对准上次唤醒或正在说话的方位，并在界面上提示“正在听这一侧”。
- 验收包含侧向干扰和说话人走动，不只测正前方。
- 同方向干扰（电视与人在同一角）时，不要指望波束，改用声纹或非语音路径。