原创 TWS真无线耳机:蓝牙技术应用验证挑战

2020-10-9 16:14 1459 14 2 分类: 消费电子

作者:百佳泰测试实验室 / Howard Chiang

真蓝牙无线耳机这几年百家争鸣,普遍在影音收听,电竞游戏上的广泛使用。

使用者在用户体验的两大诟病分别为信号的干扰与影音的延迟

先前百佳泰另一篇文章,已经提过在干扰之下所造成的问题

TWS 真无线蓝牙耳机干扰与不同步之研究

而在延迟性相关的验证上面,1)声音与画面的不同步,2)声音的延迟,这两个指标是TWS耳机在看影片、打电动的使用经验上,会造成相当不愉快的用户体验。

相信大家都知道,Android产品的Audio延迟相对于IOS高了不少,再加上TWS的延迟,当你在打电动时,会有种声音与画面是脱离的感受,等你被敌人杀死之后,才听到脚步声。

或是当用VOIP通话时,除网络等待时间之外再加上TWS延迟,会让整体使用者观感更不佳。

在一些电视广播相关的要求上面,都有定义到声音与影像的延迟建议,比如说ITU相关的数据是

ITU-R BT 1359 (RELATIVE TIMING OFSOUND AND VISION FOR BROADCASTING)

·        Detectability :+45 ms ~ -125 ms
·        Acceptability :+90 ms ~ -185 ms
·        Recommended:+ 22.5 ms ~ -30 ms
·        Undetectable :+25 ms ~ -100 ms

并不是永远都是Audio延迟,Video也会有延迟的时候,这在后面的实验数据会跟大家做介绍。


纯声音延迟的介绍

前面也有提到,因为Android Device本身上Audio Latency比较严重的关系,

所以在各种不同的装置上面,会测量出不一样的结果。

像是在Apple AirPod pro上面,搭配不同的手机,我们也量出过Latency很高的数值。

百佳泰所使用的仪器是Audio Precession 搭配蓝牙模块来做测量

使用Audio Precession蓝牙音讯播放及人工耳接收音讯,来判断蓝牙音频,从耳机接收信息到播放出声音的时间是多少

大家可以看到下方图表数据显示:所测量的这只耳机,它有两种模式,所量出来的结果看的出来在游戏模式(Gaming Mode)之下,好非常多,几乎只有一般模式(Normal Mode)的一半左右,看起来做了不少补偿。

虽然这个耳机的官方宣称声音延迟在60ms左右,但是因为不能判断官方的延迟测量手法,故数据上会有落差。我们将此数据将国外的一些测量数据做比较,其实是蛮接近的,具有一定的参考价值。


Audio & Video Latency介绍

使用Allion设计的治具加上示波器或是使用Sync-One2测量设备,测量声音与影像的时间差,进而分析数据可得知对于用户的体验。

Test Pattern可以使用Allion标准测试内容,也可以依照客户需求,使用特定APP。

或是播放Online Streaming,也把网络相关的Latency同时计算,更广泛的测量使用者感受。

再加上跟各种不同平台,Android, iOS,各种蓝牙芯片等等,可以更清楚自家产品的表现。

上方表格可以看到环境搭建的状况跟一些测量结果:有些是已经上市,有些是未上市产品。百佳泰基本上都会做十次测量,取最大最小及平均值,做数据分析。

这边的数据仅供参考,因为有很多变量可以调整,比如说Test Pattern的调整,使用各种不同的手机等等变量,这并非是绝对数值。可以看到这边十组数据,有两组样品有游戏模式(数字红字处),看的出来都可以大幅减少延迟。

以Sample: Razer hammerheadGaming(表格最下方这组)的参数来看,它其实就是上面有量纯声音延迟的产品,看的出来,搭配上游戏模式,它的延迟性已经到人耳几乎无法察觉的状况,以打电动来说,非常适合。

大家也可以看到,所以延迟不一定是声音,影像也会延迟,当声音的时间点补偿到一定程度时,就会产生影像延迟的状况发生。

在一些广播相关的规范当中,有定义到一些可以参考的数值,

若是以可接受程度的规范 (Acceptability +90 ms ~ -185ms),大部分的耳机都是没问题的。

但若是以它最严格的标准来看 (Recommended + 22.5 ms ~-30 ms),只有两只耳机可以通过。

但实际上,必须要跟现实考虑,产品取向及市场,成本等等,

如何在这中间取得一个平衡,对使用者来说,是一个非常重要的卖点。

作者: 百佳泰测试实验室, 来源:面包板社区

链接: https://mbb.eet-china.com/blog/uid-me-400317.html

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