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如何选择最合适的RAID级别

如何选择最合适的RAID级别
如何选择最合适的RAID级别

众所周知,最常用的RAID配置等级分别是RAID-0、RAID-1、RAID-5。这三种RAID等级针对数据的传输速度和保护程度都有所不同:RAID-0(数据条带化存储阵列)旨在提供速度,在所有RAID中速度最快,但是提供的保护最少;RAID-1(透明或条带化存储镜像)这种RAID能够提供最好的数据保护;而RAID-5(磁盘阵列,奇偶校验散布)能够同时提供良好的速度和保护,使得RAID-5在所有RAID中使用最为广泛。

不过,我们发现了一个普遍性的现象,那就是:采用RAID-5(ZCR)的服务器,在测试中的表现(一个可靠MySQL资料库测试项目),远不及采用Host RAID-1的系统,而且测试表明,就算同样的RAID-1,采用独立RAID控制器的效果,竟然还不如最简单的集成的Host RAID-1,令人颇感意外。

一、寻找原因

确实,为什么采用低价RAID控制器的RAID-5的性能会不尽理想?要明白这一切,我们先要弄清楚RAID-5的运作原理。RAID-5是经过XOR运算比对各硬盘写入资料,再将所得到的奇偶校验的信息分散到阵列中的每个硬盘中。这样可以进行独立或者并行的数据读写操作,可以在提高数据访问速度的同时实现数据冗余性。

RAID-5将数据交错存储在多个磁盘上(类似RAID0),同时维护着一个奇偶校验块(parity blocks)系统,由此使整个阵列清楚每一个物理磁盘上所存储的数据,即使某个磁盘出现了故障也不会对访问产生影响。 采用这样的模式需要至少三块物理磁盘。此外,为了存储奇偶校验数据以及在故障中进行数据恢复还会损失一部分的磁盘空间。对于RAID5模式而言,通常需要基于硬件的RAID控制器。绝大多数的服务器已经具备了SCSI控制器,这也是RAID-5在企业服务器中被广泛采用的原因,尤其对大多数只能安装三个硬盘的1U服务器而言,更是相当理想。

不过从中我们可以明白:RAID控制器的XOR运算能力与快取记忆体的容量,对RAID-5的性能就有着举足轻重的影响。从测试结果显示,采用Intel RAID控制器的服务器,相较于采用Adaprec 120 ZCR控制器的服务器,RADI-5在性能上更享有相当程度的优势,但都不如运算原理最简单的Host RAID-1。就算是RAID-1,独立RAID控制器也都不如集成的Host RAID。

另一个值得注意的地方是,太大的硬盘分割区对于RAID-5的能性也有不利的影响。比方将三个73GB硬盘所组成的146GB RAID-5容量,全数作为一个超大的作业系统分割区,MySQL的测试效果只能

以“惨绝人寰”来比拟,但将测试用分割区缩小到36GB,效果就瞬间成长五倍之多。这主要是RAID控制器卡快取记忆体容量不足之故,因为

测试数据显示,同样的情况并没有发生在内建设256MB RAID快取记忆体的服务器上。

如果要同时解决RAID控制器的XOR运算能力与快取记忆体的容量给RAID-5所带来的限制,惟有购买高档的RAID控制卡,也就是单通道/多通道SCSI RAID HBA。一般一块高档SCSI RAID HBA约售20000至30000元,再加上三至四个SCSI硬盘约售10000元左右。大多数企业是难以承受如此高额的费用。

二、Host RAID 可取?

不过,这是不是意味着,我们只需要采用最便宜的Host RAID,再也不需要独立的RAID控制器?答案绝对是否定的。首先,Host RAID并无法提供Hotfix之类的可靠性机制(平时多安装一台硬盘作为应急之用,如果发生硬盘损坏,就立即补救),历史的教训也证明了,在同一台服务器上的硬盘是很有可能连续阵亡的。

另外,采用Host RAID-1时,在更换硬盘后,由于必须从一台硬盘完全转移资料到另一台硬盘上,加上因缺乏辅助控制器和独立快取记忆体,必须以来处理器进行这个工作,所以进行恢复作业时的时间会相当的长,也会大幅度降低系统的性能,对于某些高负载的服务器而言,在绝对是难以忍受的,尤其目前节节高升的硬盘容量,更会突显这个问题的严重性。

隐而不显的是,Host RAID-1因以来处理器之故,会有着较高的处理器及系统主记忆体利用率。比方采用两个硬盘组成的Host RAID-1,其效率明显就会落后于单硬盘的情况。换言之,如果日后持续增加硬盘数量,Host RAID的扩充性就会相当的不利,这也就是不如独立RAID控制器之处。

其实在表现方面,Host RAID-0及Host RAID-1并不需要太多的系统资源,但在重建损坏了的RAID(Degraded Mode)或是碰上大量运算资源的RAID-5(需于每次写入时计算Parity),Host RAID未必是一个良好的选择,加上Host RAID须依赖操作系统,如Windows2000、Solaris 或 Linux等先启动,所以操作系统并未能受到RAID的保护。Host RAID 只需两块SCSI硬盘的价钱便可以完成,甚至可以是免费,但除非是用RAID-1(镜像),否则RAID-0有任何差错,资料尽毁!

三、结论

事实上,RAID并不能完全保障硬盘自身的安全,就算是看起来很

安全、能兼顾性能的RAID 0+1和1+0,只要两个硬盘位于不同的RAID-0区域的硬盘接连损坏,资料照样全军覆没,而RAID-5也无法承受一颗以上的硬盘损坏。更重要的是,在预算有限的前提下,企业不见得有能力采购昂贵的高档RAID控制卡和那么多的硬盘去构建RAID 0+5或者RAID 5+0。

Raid教程:全程图解手把手教你做RAID磁盘阵列

Raid教程:全程图解手把手教你做RAID磁盘阵列 一、磁盘阵列实现方式 磁盘阵列有两种方式可以实现,那就是“软件阵列”与“硬件阵列”。 软件阵列是指通过网络操作系统自身提供的磁盘管理功能将连接的普通SCSI卡上的多块硬盘配置成逻辑盘,组成阵列。如微软的Windows NT/2000 Server/Server 2003和NetVoll的NetWare两种操作系统都可以提供软件阵列功能,其中Windows NT/2000 Server/Server 2003可以提供RAID 0、RAID 1、RAID 5;NetWare操作系统可以实现RAID 1功能。软件阵列可以提供数据冗余功能,但是磁盘子系统的性能会有所降低,有的降代还比较大,达30%左右。 硬件阵列是使用专门的磁盘阵列卡来实现的,这就是本文要介绍的对象。现在的非入门级服务器几乎都提供磁盘阵列卡,不管是集成在主板上或非集成的都能轻松实现阵列功能。硬件阵列能够提供在线扩容、动态修改阵列级别、自动数据恢复、驱动器漫游、超高速缓冲等功能。它能提供性能、数据保护、可靠性、可用性和可管理性的解决方案。磁盘阵列卡拥有一个专门的处理器,如Intel的I960芯片,HPT370A/372 、Silicon Image SIL3112A等,还拥有专门的存贮器,用于高速缓冲数据。这样一来,服务器对磁盘的操作就直接通过磁盘阵列卡来进行处理,因此不需要大量的CPU及系统内存资源,不会降低磁盘子系统的性能。阵列卡专用的处理单元来进行操作,它的性能要远远高于常规非阵列硬盘,并且更安全更稳定。 二、几种磁盘阵列技术 RAID技术是一种工业标准,各厂商对RAID级别的定义也不尽相同。目前对RAID 级别的定义可以获得业界广泛认同的有4种,RAID 0、RAID 1、RAID 0+1和RAID 5。 RAID 0是无数据冗余的存储空间条带化,具有成本低、读写性能极高、存储空间利用率高等特点,适用于音、视频信号存储、临时文件的转储等对速度要求极其严格的特殊应用。但由于没有数据冗余,其安全性大大降低,构成阵列的任何一块硬盘的损坏都将带来灾难性的数据损失。这种方式其实没有冗余功能,没有安全保护,只是提高了磁盘读写性能和整个服务器的磁盘容量。一般只适用磁盘数较少、磁盘容易比较紧缺的应用环境中,如果在RAID 0中配置4块以上的硬盘,对于一般应用来说是不明智的。 RAID 1是两块硬盘数据完全镜像,安全性好,技术简单,管理方便,读写性能均好。因为它是一一对应的,所以它无法单块硬盘扩展,要扩展,必须同时对镜像的双方进行同容量的扩展。因为这种冗余方式为了安全起见,实际上只利用了一半的磁盘容量,数据空间浪费大。 RAID 0+1综合了RAID 0和RAID 1的特点,独立磁盘配置成RAID 0,两套完整

指向性传声器应用参考以及区别

指向性传声器 一、 内部电路图: 单指向性MIC 的内部电路与通常的MIC 的内部电路是完全相同的: Term.1 Mic Case Term.2 IC 33 pF 10 pF C1C2GND 2 C=10μF R L =2.2K 1 3.0V Vs +OUTPUT 由于内部采用的是IC ,因此其偏值电压为3.0V , 二、 内部结构图: 2 电 容 F E T P C B 三、关于指向性 一)指向性定义 传声器的指向性又称方向性,是指传声器对不同角度入射的声波的响应,当声波从不同角度入射到传声器振膜时,振膜所受的作用力不同,因此相应的输出也不同,这种因为入射声波的入射角不同而使传声器灵敏度产生变化的特

性,称为传声器指向性。 二)全指向MIC: 全指向传声器只从外壳底部的声孔接收声音,对来自四面八方的入射声波都灵敏,具有大体相同的灵敏度,极坐标图为“○”型,主要应用于手机、PDA、电脑、免提耳机和一般的头戴耳机, 三)单指向性MIC 1.概念及工作原理: 单指向性MIC 根据其工作原理又称为压强压差复合式,在工作时必须保证其0度与180度方向上同时接收声波,即除在MIC的外壳底部有声孔外,在其PCB上也有声孔,在接收声波时,0度与180度方向上同时接收声波,0度方向上的声波可以直接到达振膜,但是,由于在MIC内部存在的阻尼具有延迟声波的作用,180度方向上的声波相对于0度的声波到达振膜就会存在一个时间差,当这个时间差与声波以0度角到达振膜的时间相同,则会出现180度的入射声波被抵消掉,其极坐

标图如下: 2.单指向MIC在手机中应用: 目前,在一些带有摄像功能的手机中开始采用单指向MIC用在摄像时的录音,由于单指向MIC具有极强的方向性,因此在使用时可以有效地降低甚至屏蔽掉目标方向以外的噪音,达到良好的录音效果,单指向MIC在使用时应该注意,因为根据其工作原理,单指向MIC必须保证其0度与180度方向上同时接收声波形成一定的压强与压差才能工作,所以手机设计时必须保证MIC两端都留有声孔,如下示意图: 摄像头

麦克风阵列模组设计方案

麦克风阵列模组设计方案 一、麦克风阵列基本原理 二、麦克风阵列的应用 三、麦克风阵列模组的设计 一、麦克风阵列基本原理 阵列(Array): 数学定义--有限个相同资料形态之元素组成之集合 麦克风阵列是指按一定距离排列放置的一组麦克风,通过声波抵达阵列中每个麦克风之间的微小时差的相互作用,麦克风阵列可以得到比单个的麦克风更好地指向性。在麦克风阵列的设计中首要的改进是引入了波束成形、阵列指向性与波束宽度的概念。 波束的形成 通过对所有麦克风信号的综合处理,麦克风阵列可以组合成为所要求的强指向性麦克风,形成被称为“波束”的指向特性。麦克风阵列的波束可以经由特殊电路或程序算法软件控制使其指向声源方向而加强音频采集效果。 阵列算法处理后的指向性波束形成技术能精确的形成一个锥状窄波束,只接受说话人的声音同时抑制环境中的噪音与干扰。

图一使用单麦克风与采用波束形成技术麦克风阵列接收讲话者声音效果的对比

阵列指向性 由于麦克风阵列的输出信号中包含比单只麦克风更低的噪声和回声成份, 。麦克风阵列在1000Hz的典型指所以其固有噪声抑制能力要远高于单只麦克风 所以其固有噪声抑制能力要远高于单只麦克风。 向性波束图型如图二所示。其指向性图形要远好于任一款价格昂贵的高性能超心形麦克风。 图二麦克风阵列在1000Hz的典型指向性波束图型

指向性指数 另一个表证波束的参数是指向性指数。 波束轴线))检测到指向性指数D表征的是麦克风阵列主响应轴(波束轴线 的声源信号与需要屏蔽的各种噪声与回声信号的比值

二麦克风阵列的应用 正确的麦克风阵列几何排列(数量,类型及麦克风的位置)关系到最后的声学效果。为了保证成功的设计和用户满意度,双元件麦克风阵列适用于在较安静的办公场所及室内的条件使用。这种阵列形成的是水平方向压缩后的较窄波束,使用时应将两个麦克风连线中点指向讲话者。其几何排布如图三、图四所示 图三小型双麦克风阵列图四大型双麦克风阵列 四元件麦克风阵列适用于在一般的办公场或较嘈杂的环境使用,当讲话者到麦克风的距离达到3-5M距离时,仍有很好的录音效果,见图五、图六 图五4麦克风阵列图六L-形状的4麦克风阵列

服务器之磁盘阵列RAID——配置方法(图解)

磁盘阵列可以在安装系统之前或之后产生,系统会视之为一个(大型)硬盘,而它具有容错及冗余的功能。磁盘阵列不单只可以加入一个现成的系统,它更可以支持容量扩展,方法也很简单,只需要加入一个新的硬盘并执行一些简单的指令,系统便可以实时利用这新加的容量。 ·RAID 的种类及应用 IDE和SCSI是计算机的两种不同的接口,前者普遍用于PC机,后者一般用于服务器。基于这两种接口,RAID分为两种类型:基于IDE接口的RAID应用,称为IDE RAID;而基于SCSI接口的RAID应用则相应称为SCSI RAID。 基于不同的架构,RAID 又可以分为: ● 软件RAID (软件RAID) ● 硬件RAID (硬件RAID) ● 外置RAID (External RAID) ·软件RAID很多情况下已经包含在系统之中,并成为其中一个功能,如Windows、Netware及Linux。软件RAID中的所有操作皆由中央处理器负责,所以系统资源的利用率会很高,从而使系统性能降低。软件RAID是不需要另外添加任何硬件设备,因为它是靠你的系统——主要是中央处理器的功能——提供所有现成的资源。 ·硬件RAID通常是一张PCI卡,你会看到在这卡上会有处理器及内存。因为这卡上的处理器已经可以提供一切RAID所需要的资源,所以不会占用系统资源,从而令系统的表现可以大大提升。硬件RAID可以连接内置硬盘、热插拔背板或外置存储设备。无论连接何种硬盘,控制权都是在RAID卡上,亦即是由系统所操控。在系统里,硬件RAID PCI卡通常都需要安驱动程序,否则系统会拒绝支持。

·外置式RAID也是属于硬件RAID的一种,区别在于RAID卡不会安装在系统里,而是安装在外置的存储设备内。而这个外置的储存设备则会连接到系统的SCSI卡上。系统没有任何的RAID功能,因为它只有一张SCSI卡;所有的RAID功能将会移到这个外置存储里。好处是外置的存储往往可以连接更多的硬盘,不会受系统机箱的大小所影响。而一些高级的技术,如双机容错,是需要多个服务器外连到一个外置储存上,以提供容错能力。 ·配置RAID磁盘阵列 一、为什么要创建逻辑磁盘? 当硬盘连接到阵列卡(RAID)上时,操作系统将不能直接看到物理的硬盘,因此需要创建成一个一个的被设置为RAID0,1和5等的逻辑磁盘(也叫容器),这样系统才能够正确识别它。 逻辑磁盘(Logic Drive)、容器(Container)或虚拟磁盘(Virtual Drive)均表示一个意思,他们只是不同阵列卡产商的不同叫法。 二、创建逻辑磁盘的方式 使用阵列卡本身的配置工具,即阵列卡的BIOS。(一般用于重装系统或没有安装操作系统的情况下去创建容器(Adaptec阵列卡)/逻辑驱动器(AMI/LSI 阵列卡)。 使用第三方提供的配置工具软件去实现对阵列卡的管理。如Dell Array Manager。(这些软件用于服务器上已经安装有操作系统) 三、正确识别您的阵列卡的型号(本文以Dell为例,其实都大同小异) 识别您的磁盘阵列控制器(磁盘阵列控制器为可选项, 如果没有购买磁盘阵列控制器的话以该步骤可以省去) 如果您有一块Adaptec磁盘阵列控制器(PERC 2,PERC2/SI,PERC3/SI,PERC3/DI),在系统开机自检的时候您将看到以下信息: Dell PowerEdge Expandable RAID Controller 3/Di, BIOS V2.7-x [Build xxxx](c) 1998-2002 Adaptec, Inc. All Rights Reserved. <<< Press CTRL+A for Configuration Utility! >>>

演出中话筒的选择和使用技巧资料

演出中话筒的选择和 使用技巧

演出中话筒的选择和使用技巧 为了使演出中各种不同种类的乐器及各种不同风格的演唱都能取得最佳音色的演唱效果,就需要选择最适合演出风格的话筒来进行拾音。 1话筒在音响系统中的重要性 话筒是将音源的声波转换成电能(音频电压)的换能器,为电声系统提供初始的音频信号。如果在拾音的过程中,由于话筒的技术原因使音源中的频率有所丢失或失真,后面的各级设备放大处理后通过音箱播放出的声音也是一个被放大的频率缺失和失真的声音。故话筒是音响系统中极为关键的一个环节。 2话筒的分类及其应用范围 话筒的种类繁多,这是因为舞台上有不同风格的演出。如交响乐、民族音乐、通俗音乐、摇滚音乐,其乐队由弦乐器、木管乐器、铜管乐器、打击乐器等不同乐器组成;声乐中有美声风格、民族风格、通俗歌曲、摇滚歌曲等,其风格不同,演唱特点不同,音质也不同。所以要想使用一种话筒就把世界上的各种不同音源的最佳音色、最佳音质状态拾取进来是不可能的,音响工程师们就设计并制造出了各种不同结构的话筒,用来匹配各种不同音源。常用的可分为如下几种。 1) 动圈式话筒 动圈式话筒适用于语音、通俗歌曲演唱以及强声级的乐器拾音。 2) 电容式话筒

电容式话筒灵敏度高、频率响应范围宽、失真度小、噪声低,适用于美声歌曲演唱和弦乐器的拾音。 3) 强指向性话筒 由于强指向性话筒对音源的方向有选择性,因此多用于歌剧、话剧、戏曲舞台台口的拾音和新闻采访。 4) 压力区话筒(PZM话筒) 这种话筒是由一个话筒极头安置在一个反射区域内,所有的声波都要经过反射面的反射进入话筒的极头,所以也称之为反射型话筒。由于各种声波几乎是同时进入话筒的极头,所以就消除了由于多个音源而造成疏状波形的失真。 压力区话筒(PZM话筒)适用于歌舞晚会舞台台口拾音和某些乐器,如钢琴、大提琴的拾音和集合采访录音。 5) 驻极体话筒 驻极体话筒因其高频特性好,适用于某些中高音乐器拾音,如长笛、双簧管、萨克斯管、吊镲等以及语音的拾音使用。 6) 无线话筒 无线话筒的极头有三种模式,其应用范围与有线话筒相似。 (1) 动圈式话筒适用于主持人、流行歌曲和摇滚歌曲的演唱,以及大型文艺演出活动。 (2) 领夹式无线话筒适用于歌剧、话剧、戏曲艺术舞台的主要演员使用,也可以应用在小品艺术节目中。

线性麦克风阵列定向性能的研究

线性麦克风阵列定向性能的研究? 段进伟, 史元春, 陈孝杰 (清华大学计算机科学与技术系,北京市海淀区, 100084) Study on the Directing Performance of the Linear Microphone Array Duan Jin-wei, Shi Yuan-chun, Chen Xiao-jie (Department of Computer Science and Technology, Tsinghua University, Beijing, 100084, China) + Corresponding author: Phn: +86-010-********-805, E-mail: saundradjw945@https://www.wendangku.net/doc/8116088143.html, Received 2007-07-31; Accepted 2007-08-31 Abstract: Speech source localization technology, using microphone array, plays an important role in the area of human-computer interaction, especially that in smart space. The information of source position provided by the microphone array can be used in many place, such as dynamically adjust the parameters of the array in order to acquire high-quality speech audio, etc. Therefore, speech source localization has become a hot topic in both research and application areas. The objective of this paper is to analyze the affection on the symmetrical linear microphone array directing performance caused by the changes of microphone numbers, the spacing between microphones, the sampling frequency and so on. In order to accomplish this, we set up two linear microphone arrays with different hardware and designed comparative experiments. After the speech data was captured, an algorithm called SRP-PHAT was used to estimate the speech source direction. We analyzed the possible theoretic errors existed in the experiments carefully, and after the experiments, we analyzed the directing results, and compared the actual directing errors with the possible theoretic errors. At last, we summarized the performance of the two linear microphone arrays, and educed the configuration of the linear microphone array system when its integrative performance achieves the peak. Key words: linear microphone array; speech source directing; theoretic error; directing performance 摘 要: 麦克风阵列在人机交互中有着重要的研究和应用价值。而线性均匀麦克风阵列最简单,其基本功能是声源的定向。本文通过实验分析各种参数变化对线性麦克风阵列定向性能的影响。我们搭建了硬件参数不同的两套线性麦克风阵列并设计了对比实验。使用SRP-PHAT算法定向声源。我们分析了声源定向时各种可能的理论误差,对实验结果进行了误差分析,并与可能的理论误差做了对比。通过理论分析和对比实验,本文提出了线性麦克风阵列系统的性能评价指标,并给出了综合性能最优时的麦克风阵列系统参数配置。 关键词: 线性麦克风阵列; 声源定向; 理论误差; 定向性能 中图法分类号: ****文献标识码: A ?Supported by National High-Tech Research and Development Plan of China under Grant No. 2006AA01Z198; 作者简介: 段进伟(1985-),男,云南昆明人,大学本科,主要研究领域为人机交互与普适计算;

DELL R720服务器RAID卡配置图解

DELL R720服务器RAID卡配置图解 RAID卡是服务器上的重要设备,其配置操作可以说是安装一台服务器的基本操作,不一样服务器型号raid卡,操作方式会有一些分别,但总体都是区别不大。服务器RAID卡如何配置呢?下面以DELL最新型号R720 12G H310为例,给大家介绍一下DELL R720服务器RAID卡配置方法。 RAID卡配置涉及的一些名称解释: Disk Group :磁盘组,这里相当于是阵列,例如配置了一个Raid 1 ,就是一个磁盘组;VD(virtual Disk):虚拟磁盘,虚拟磁盘可以不运用阵列的所有容量,也就是说一个可以分为多个VD; PD(physical disk):故名思义,主是物理硬盘; HS:Hot Spare ,热备盘 注:在RAID的操作过程中,有可能导致数据遗失,所以务必请备份数据。 1、在开机自检时按提示选择Ctrl+R 进入配置界面: 服务器RAID卡如何配置?DELL R720服务器RAID卡配置图解图1 初始界面默认没有配置,可以从上图看到服务器安装了8块物理磁盘。按照屏幕下方的虚拟磁盘管理器提示,在VD Mgmt菜单(可以通过CTRL+P/CTRL+N切换菜单)。

2、按F2展开虚拟磁盘创建菜单,在虚拟磁盘创建窗口,按回车键选择“Create New Vd”创建新虚拟磁盘。 服务器RAID卡如何配置?DELL R720服务器RAID卡配置图解图2 3、创建一个RAID 5 (云桌面服务器,RAID0;DNS服务器,RAID1 ) 服务器RAID卡如何配置?DELL R720服务器RAID卡配置图解图3

传声器(话筒)使用注意事项

传声器(话筒)使用注意事项 一、普通话筒 1.阻抗匹配 在使用话筒时,话筒的输出阻抗与放大器的输入阻抗两者相同是最佳的匹配,如果失配比在3:1以上,则会影响传输效果。例如把50Ω话筒接至输入阻抗为150Ω放大器时,虽然输出可增加近7Db,但高低频的声音都会受到明显的损失。 2.连接线 话筒的输出电压很低,为了免受损失和干扰,连接线必须尽量短,高质量的传声器应选择双芯绞合金属隔离线,一般传声器可采用单芯金属隔离线。高阻抗式传声器传输线长度不宜超过5米,否则高音将显著损失。低阻传声器的连线可延长至30-50m。 3.工作距离与近讲效应 通常,话筒与嘴之间的工作距离在30-40cm为宜,如果距离太远,则回响增加,噪音相对增长;距离过近,会因信号过强而失真,低频声过重而影响语言的清晰度。这是因为指向性传声器存在着“近讲效应”,即近距离播讲时,低频声会得到明显的提高。不过,有时歌唱家有意利用“近讲效应”,使演唱效果更加美妙、动听。 4.声源与话筒之间的角度 每个话筒都有它的有效角度,一般声源应对准话筒中心线,两者间偏角越大,高音损失越大。有时使用话筒时,带有“隆嘤”的声音,这时把话筒偏转一些角度,就可减轻一些。

5.话筒位置和高度 在扩音时,话筒不要先靠近扬声器放置或对准扬声器,否则会引起啸叫。话筒放置的高度应依声源高度而定,如果是一个人讲话或几个人演唱,话筒的高度应与演唱者口部一致;当人数众多时,话筒应选择平均高度放置,并适当调配演唱者和伴奏以及队中各种乐器的位置,勿使响的过响,轻的过轻,而且要使全部声响都在话筒有效角度以内。如果有领唱或领奏,必要时,应放置专用话筒。 6.其他 此外,话筒在使用中应防止敲击或跌倒。不宜用吹气或敲击的方法试验 .............,否则很易损坏话筒。话筒在室外使用时,应该使用防风罩,避免录进 话筒 .. 风的“噗噗”声。防风罩还能防止灰尘沾污传声器。 二、无线话筒 现在,很多学校都给教师配备了无线话筒,方便教师在教室里灵活走动,开展生动的教学活动。教师在使用无线话筒时,必须主要以下几点: 1.选择安放接收器的位置,要使其避开“死点”。 2.接收时,调整接收天线的角度,调准频率,调好音量使其处在最佳状态。 3.无线传声器的天线应自然下垂,露出衣外。 4.防止电池极性接反,使用完毕,将电池及时取出。 5.有些传声器(如驻极体电容传声器、无线传声器)是用电池供电的。如果电压下降,会使灵敏度降低,失真度增大。所以,当声音变差时,应检查一下电池电压。 6.话筒不用时应关掉电源开关,长时间不用时应将电池取出。

基于麦克风阵列的语音增强算法概述

- 29 - 基于麦克风阵列的语音增强算法概述 丁 猛 (海军医学研究所,上海 200433) 【摘 要】麦克风阵列语音增强技术是将阵列信号处理与语音信号处理相结合,利用语音信号的空间相位信息对语音信号进行增强的一种技术。文章介绍了各种基于麦克风阵列的语音增强基本算法,概述了各算法的基本原理,并总结了各算法的特点及其所适用的声学环境特性。 【关键词】麦克风阵列;阵列信号处理;语音增强 【中图分类号】TN911.7 【文献标识码】A 【文章编号】1008-1151(2011)03-0029-02 (一)引言 在日常生活和工作中,语音通信是人与人之间互相传递信息沟通不可缺少的方式。近年来,虽然数据通信得到了迅速发展,但是语音通信仍然是现阶段的主流,并在通信行业中占主导地位。在语音通信中,语音信号不可避免地会受到来自周围环境和传输媒介的外部噪声、通信设备的内部噪声及其他讲话者的干扰。这些干扰共同作用,最终使听者获得的语音不是纯净的原始语音,而是被噪声污染过的带噪声语音,严重影响了双方之间的交流。 应用阵列信号处理技术的麦克风阵列能够充分利用语音信号的空时信息,具有灵活的波束控制、较高的空间分辨率、高的信号增益与较强的抗干扰能力等特点,逐渐成为强噪声环境中语音增强的研究热点。美国、德国、法国、意大利、日本、香港等国家和地区许多科学家都在开展这方面的研究工作,并且已经应用到一些实际的麦克风阵列系统中,这些应用包括视频会议、语音识别、车载声控系统、大型场所的记录会议和助听装置等。 文章将介绍各种麦克风阵列语音增强算法的基本原理,并总结各个算法的特点及存在的局限性。 (二)常见麦克风阵列语音增强方法 1.基于固定波束形成的麦克风阵列语音增强 固定波束形成技术是最简单最成熟的一种波束形成技术。1985年美国学者Flanagan 提出采用延时-相加(Delay-and-Sum)波束形成方法进行麦克风阵列语音增强,该方法通过对各路麦克风接收到的信号添加合适的延时补偿,使得各路输出信号在某一方向上保持同步,并在该方向的入射信号获得最大增益。此方法易于实现,但要想获取较高的噪声抑制能力则需要增加麦克风数目,然而对非相干噪声没有抑制能力,环境适应性差,因此实际中很少单独使用。后来出现的微分麦克风阵列(Differential Microphone Arrays)、超方向麦克风阵列(Superairective Microphone Arrays )和固定频率波束形成(Frequency-Invariant Beamformers) 技术也属于固定波束形成。 2.基于自适应波束形成器的麦克风阵列语音增强 自适应波束形成是现在广泛使用的一类麦克风阵列语音增强方法。最早出现的自适应波束形成算法是1972年由Frost 提出的线性约束最小方差(Linearly Constrained Minimum Variance,LCMV)自适应波束形成器。其基本思想是在某方向有用信号的增益一定的前提下,使阵列输出信号的功率最小。在线性约束最小方差自适应波束形成器的基础上,1982年Griffiths 和Jim 提出了广义旁瓣消除器(Generalized Sidelobe Canceller, GSC),成为了许多算法的基本框架(图1)。 图1 广义旁瓣消除器的基本结构 广义旁瓣消除器是麦克风阵列语音增强应用最广泛的技术,即带噪声的语音信号同时通过自适应通道和非自适应通道,自适应通道中的阻塞矩阵将有用信号滤除后产生仅包含多通道噪声参考信号,自适应滤波器根据这个参考信号得到噪声估计,最后由这个被估计的噪声抵消非自适应通道中的噪声分量,从而得到有用的纯净语音信号。 如果噪声源的数目比麦克风数目少,自适应波束法能得到很好的性能。但是随着干扰数目的增加和混响的增强,自适应滤波器的降噪性能会逐渐降低。 3.基于后置滤波的麦克风阵列语音增强 1988年Zelinski 将维纳滤波器应用在麦克风阵列延时—相加波束形成的输出端,进一步提高了语音信号的降噪效果,提出了基于后置滤波的麦克风阵列语音增强方法(图2)。基于后置滤波的方法在对非相干噪声抑制方面,不仅具有良好的效果,还能够在一定程度上适应时变的声学环境。它的基本原理是:假设各麦克风接收到的目标信号相同,接收到的噪声信号独立同分布,信号和噪声不相关,根据噪声特性, 【收稿日期】2010-12-30 【作者简介】丁猛(1983-),男,海军医学研究所研究实习员。

Raid教程:全程图解手把手教你做RAID

Raid教程:全程图解手把手教你做RAID 说到磁盘阵列(RAID,Redundant Array of Independent Disks),现在几乎成了网管员所必须掌握的一门技术之一,特别是中小型企业,因为磁盘阵列应用非常广泛,它是当前数据备份的主要方案之一。然而,许多网管员只是在各种媒体上看到相关的理论知识介绍,却并没有看到一些实际的磁盘阵列配置方法,所以仍只是一知半解,到自己真正配置时,却无从下手。本文要以一个具体的磁盘阵列配置方法为例向大家介绍磁盘阵列的一些基本配置方法,给出一些关键界面,使各位对磁盘阵列的配置有一个理性认识。当然为了使各位对磁盘阵列有一个较全面的介绍,还是先来简要回顾一下有关磁盘阵列的理论知识,这样可以为实际的配置找到理论依据。 一、磁盘阵列实现方式 磁盘阵列有两种方式可以实现,那就是“软件阵列”与“硬件阵列”。 软件阵列是指通过网络操作系统自身提供的磁盘管理功能将连接的普通SCSI卡上的多块硬盘配置成逻辑盘,组成阵列。如微软的Windows NT/2000 Server/Server 2003和NetVoll的NetWare两种操作系统都可以提供软件阵列功能,其中Windows NT/2000 Server/Server 2003可以提供RAID 0、RAID 1、RAID 5;NetWare操作系统可以实现RAID 1功能。软件阵列可以提供数据冗余功能,但是磁盘子系统的性能会有所降低,有的降代还比较大,达30%左右。 硬件阵列是使用专门的磁盘阵列卡来实现的,这就是本文要介绍的对象。现在的非入门级服务器几乎都提供磁盘阵列卡,不管是集成在主板上或非集成的都能轻松实现阵列功能。硬件阵列能够提供在线扩容、动态修改阵列级别、自动数据恢复、驱动器漫游、超高速缓冲等功能。它能提供性能、数据保护、可靠性、可用性和可管理性的解决方案。磁盘阵列卡拥有一个专门的处理器,如Intel 的I960芯片,HPT370A/372 、Silicon Image SIL3112A等,还拥有专门的存贮器,用于高速缓冲数据。这样一来,服务器对磁盘的操作就直接通过磁盘阵列卡来进行处理,因此不需要大量的CPU及系统内存资源,不会降低磁盘子系统的性能。阵列卡专用的处理单元来进行操作,它的性能要远远高于常规非阵列硬盘,并且更安全更稳定。 二、几种磁盘阵列技术 RAID技术是一种工业标准,各厂商对RAID级别的定义也不尽相同。目前对RAID级别的定义可以获得业界广泛认同的有4种,RAID 0、RAID 1、RAID 0+1和RAID 5。 RAID 0是无数据冗余的存储空间条带化,具有成本低、读写性能极高、存储空间利用率高等特点,适用于音、视频信号存储、临时文件的转储等对速度要求极其严格的特殊应用。但由于没有数据冗余,其安全性大大降低,构成阵列的任何一块硬盘的损坏都将带来灾难性的数据损失。这种方式其实没有冗余功能,

用小型传声器阵列测量环境噪声中简单声源声压级

V ol 35No.2 Apr.2015 噪 声与振动控制NOISE AND VIBRATION CONTROL 第35卷第2期2015年4月 文章编号:1006-1355(2015)02-0141-05 用小型传声器阵列测量环境噪声中简单声源声压级 宋玉来1,岳 磊2,金江明1,卢奂采1 (1.浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部/浙江省重点实验室,杭州310014; 2.浙江中科电声研发中心,浙江嘉兴314115) 摘要:常规声级计测量到的是目标声和环境噪声的总声压,不具备抑制环境噪声的功能。为此使用以球面波函数叠加逼近理论为基础的声波分离方法,用以提升环境噪声中简单声源声压级的测量精度。该方法以小型传声器阵列探头作为测量前端,近场声全息和声波分离为核心计算方法进行实施。为验证该方法的有效性,在全消声室内对关键参数进行了实验验证。实验结果表明,该方法在500Hz~2750Hz 频带内,且探头距目标声源5cm~12cm 的近场区域,可以在环境噪声中得到较精确的目标声源的声压级。 关键词:声学;声波分离;小型阵列探头;球波函数叠加;声压级测量;近场声全息;中图分类号:O422.2 文献标识码:A DOI 编码:10.3969/j.issn.1006-1335.2015.02.032 Measurement of Sound Pressure Level of Simple Acoustic Sources in Noisy Environment with Mini-sized Microphone Arrays SONG Yu-lai 1,YUE Lei 2,JIN Jiang-ming 1,LU Huan-cai 1 (1.Key Laboratory of E &M,Ministry of Education &Zhejiang Province, Zhejiang University of Technology,Hangzhou 310014,China;2.Zhejiang Electro-Acoustic R&D Center,Jiaxing 314115,Zhejiang China ) Abstract :Generally,conventional sound-level meters can only measure the total sound pressure of the target sound source and the environment noise instead of measuring them separately.To improve the measurement accuracy of the sound pressure level of the target sound source in noisy environment,the acoustic wave separation method based on spherical wave su-perposition was used with the input of the acoustic pressures measured by a mini-sized microphone array.The impact of param-eters on the accuracy of the sound pressure level was examined in an anechoic chamber.The results show that a reasonable ac-curacy can be obtained when the frequency is ranged from 500Hz to 2750Hz and the measurement distance is from 5cm to 12cm. Key words :acoustics ;acoustic wave separation ;mini-sized array ;spherical wave superposition ;sound pressure level measurement ;near-field acoustic holography 声级计作为现场声压测量的重要工具,具有操作简便快速的优点,可以实时的测量声场中任意一点的声压值[1]。然而,当声场中除了目标声源外还有其它干扰噪声源存在时,声级计测量到的声压大小无法反映目标对象辐射的真实声压,甚至得到错 收稿日期:2014-09-11 基金项目:国家自然科学基金资助项目(51275469;51205354)作者简介:宋玉来(1987-),男,安徽六安人,博士生,主要研 究方向:从事基于阵列信号处理的声源识别定位和声波分离方法研究。 E-mail:songyulai_svlab@https://www.wendangku.net/doc/8116088143.html, 通讯作者:卢奂采,女,教授,博士生导师。 E-mail:huancailu@https://www.wendangku.net/doc/8116088143.html, 误的测量结果。 在近场声全息[2,3]研究领域,可以利用声波分离方法来减弱干扰噪声源对声压测量值的影响,实现有噪声干扰情况下对目标声源声压测量。现有的声波分离方法在实施过程中主要涉及两种测量方式:双层阵列声压测量[4,5]及单层阵列声压—空气粒子速度测量[6,7],前一种测量方法要求在声场中布置存在精确相对位置关系的两层阵列,而后一种测量方法虽然只需要单层的阵列,但是必须同时得到阵列上测点处的复声压信号及空气粒子振速信号。这两种声波分离方法尽管能够实现噪声干扰环境下的目标声信号测量,但所需的测点数量较多,常常需要几十个测点。因此上述方法由于实际操作复杂和较高

传声器的种类与原理

传声器的种类与原理 一、传声器的作用和种类 传声器俗称话筒,又称麦克风。它是一种将声音信号转换为相应的电信号的电声换能器件。 传声器的分类方法很多,主要有以下儿个。 ①按换能原理分类,有电动式传声器(如动圈式传声器、铝带式传声器等)、电容式传声器(其中包括驻极体式传声器)、电磁式传声器、半导体式传声器和压电式传声器(晶体传声器、陶瓷传声器、压电高聚合物式传声器)。 ②按指向性图分类,有无指向传声器(又称全指向传声器)、双向传声器(又称8字形指向性传声器)和心形传卢器、超心形传声器、超指向传声器(它们又称为单向传声器)。 ③按使用场合分类,有普通传声器、立体声传声器、近讲传声器、佩戴式传声器、无线传声器和测量用传声器等。 从换能原理方面来说,目前用得最多的是动圈式传声器和电容式传声器。动圈式传声器的特点是:结构简单,坚固耐用,工作稳定好,价格较低,频响特性较好等。电容式传声器则具有频响好、失真小、噪声低、灵敏度高和音色柔和等特点,但电容式传声器价贵,而且必须为它提供直流极化电源(如24V),给使用者带来不便。于是人们研制出了驻极体式电容传声器,它不需要外加直流极化电源,而且结构简单,体积小,价格低廉,近来,驻极体式传声器和压电高聚合物式传声器发展很快,且不断有新产品出现。

各种类型的传声器尽管在结构上有所不同,但它们都有一个振动系统,该系统是声波作用而引起振动,产生出相应的电压、电容或电阻变化。如动圈式传声器就是属于电压变化一类(即音圈输出电压变化),而电容式传声器则属于电容变化一类,但它最终还是利用电容变化使最后的输出仍为电压变化。 二、动圈式传声器的工作原理 把导体置于磁场中,用声音激励振动系统使其振动,通过电磁感应作用,在导体上产生感应电动势。应用这种原理做成的传声器称为电动式传声器。在电动式传声器中,如果传声器中所用的导体为音圈结构,就构成了动圈式传声器:如果所用导体为金属箔(如铝带),就构成了带式(铝带式)传声器。日前广泛使用的电动式传声器,绝大多数为动圈式传声器。 动圈式传声器的结构如图3-1所示,其工作原理是:当声波激励线圈时,粘接在振膜下面的音圈在磁隙的磁场中也作相应振动,从而切割磁力线而产生感应电动势。此时感应电动势输出为 E= Blv (3-1)式中,B为磁隙中的磁通密度:l为音圈导线的总长度;v为音圈的振动速度。

基于麦克风阵列的声源定位技术毕业设计

毕业设计说明书基于麦克风阵列的声源定位技术 学生姓名:学号: 学院: 专业: 指导教师: 2012年 6 月

基于麦克风阵列的声源定位技术 摘要 声源定位技术是利用麦克风拾取语音信号,并用数字信号处理技术对其进行分析和处理,继而确定和跟踪声源的空间位置。声源定位技术在视频会议、语音识别和说话人识别、目标定位和助听装置等领域有着重要的应用。传统的单个麦克风的拾音范围很有限,拾取信号的质量不高,继而提出了用麦克风阵列进行语音处理的方法,它可以以电子瞄准的方式对准声源而不需要人为的移动麦克风,弥补单个麦克风在噪声处理和声源定位等方面的不足,麦克风阵列还具有去噪、声源定位和跟踪等功能,从而大大提高语音信号处理质量。 本文主要对基于多麦克风阵列的声源定位技术领域中的基于时延的定位理论进行了研究,在此基础上研究了四元阵列、五元阵列以及多元阵列的定位算法,并且分别对其定位精度进行了分析,推导出了影响四元、五元阵列目标方位角、俯仰角及目标距离的定位精度的一些因素及相关定位方程,并通过matlab仿真软件对其定位精度进行了仿真;最后在四元、五元阵列的基础上,采用最小二乘法对多元阵列定位进行了计算;通过目标计算值和设定值对比,对多元阵列的定位精度进行了分析,并得出了多元阵列的目标定位的均方根误差。 关键词:麦克风阵列,声源定位,时延,定位精度,均方根误差

Based on Microphone Array for Sound Source Localization Research Abstract Sound source positioning technology is to use the microphone to pick up voice signals, and digital signal processing technology used for their analysis and processing , Then identify and track the spatial location of sound source. Acoustic source localization techniques have a variety of important uses in videoconferencing, speech recognition and speaker identification, targets’ direction finding, and biomedical devices for the hearing impaired. The pick up range of traditional single microphone is limited, the signal quality picked up is not high, then a voice processing methods with the microphone array has been proposed . It may be electronically aimed to provide a high-quality signal from desired source localization and doe s not require physical movement to alter these microphones’ direction of reception. Microphone array has the functions of de-noising, sound source localization and tracking functions, which greatly improved the quality of voice signal processing. The article discusses some issues of sound source localization based on microphone array, On the basis ,it studies a four element array,five element array and an multiple array positioning algorithm, then the positioning precision is analyzed. Derived some factors of the azimuth and elevation angle targets the target range of the estimation precision affected and positioning equation. And through MATLAB simulation software for its positioning accuracy of simulation. finally ,based on four yuan, five yuan of array, using the least square method ,the multiple array localization were calculated. Through the contrast of the target value and set value, multiple array positioning accuracy is analyzed, and the of diverse array target positioning. Keywords: Microphone Array, Sound Source Localization, Time Delay, Positioning precision, root mean square error

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