标签: 数字降噪芯片

“我从2001年进入蓝牙耳机行业至今10余年，经历了从最简单的单声道蓝牙耳机，到今天的TWS，以及当前各种时尚功能的出现，可以说耳机已经进入到一个智能时代，但我经常也在想：有没有一些时候，你希望你的耳机更加智能一点？” 3月3日是全国爱耳日，借此机会也想聊聊这个话题。 就在去年的爱耳日，世卫组织发布了《世界听力报告》，其中显示目前全球五分之一的人听力受损，听力损失影响全球 超过15亿人 。同时，它预计到2050年，全球四分之一的人会有听力问题，近25亿人将患有某种程度的听力损失，其中至少7亿人将需要康复服务，而我们生活中 用来听歌的耳机竟然是听力下降的第一杀手。 正如开篇中艾迈斯欧司朗移动设备及消费电子销售经理王奇峰的亲身感想，他在沟通中也直言智能时代的耳机必须具备 智能降噪 的特性。 1 主动降噪的“一日千里” 时至今日，主动降噪相对于过去几年已经有非常长足的进步。根据王奇峰分享的专业图表来看，左图 （下图左侧） 为单一降噪曲线的主动降噪，是一个固定的滤波器曲线，这也是过去十多年来大部分主动降噪耳机的呈现形式。 而右图 （上图右侧） 是最近几年耳机厂商重点宣传的 自适应主动降噪，即根据环境噪声的强度来调节降噪的深度， 如此，一副耳机会呈现出多个降噪曲线。 王奇峰说道，即使发展到这样一个状态，是不是我们对耳机的需求都得到了满足呢？ “可能并没有。” 2 ANC趋势一：环境噪音改变，降噪曲线跟着变 当你戴着一副降噪耳机去到不同场所的时候，很容易感觉到降噪效果的不一致。比如一副耳机，它可能在飞机上的降噪效果非常好，但在高铁或者地铁中，降噪效果就不尽如人意。 如上图所示，这幅曲线最深的降噪深度集中在100~500Hz之间。但是如果当前环境里面的噪声不在100~500Hz区间呢？王奇峰举例说，比如取两个参考点，在极低频70Hz和更高频的700Hz，根据曲线显示它们的降噪深度都是低于20dB的。 也就是说，如果噪音不是来自于厂商所做的最深降噪频段的区间，就会造成设备的降噪并没有办法消除环境噪声的问题，“通俗来讲，就是虽然正规军已经集结完毕，结果敌人却来包抄侧翼，就会打个措手不及。”王奇峰补充道。 如何应对？ 一句话总结上述情况，就是环境噪音变了，但是降噪曲线没有变，那我们想要的智能降噪应该是怎样呢？王奇峰解释道：“其实就是把刚才那句话反过来讲就好了， 环境噪音变了，降噪曲线也要跟着变 。” 当然，无论是传统降噪耳机所重视的100~500Hz，还是我们之前提到的极低频70Hz或者更高频的700Hz附近，消费者的预期是都可以获得40dB的降噪深度，也就是基本在所有频段都能够给到非常深的降噪深度，这才是用户想要的自适应主动降噪。 “顺道提一句，很高兴的是在近2年里，市面上已经有好几副TWS耳机和头戴式耳机已经具备了这项功能。” 3 ANC趋势二：泄漏改变，降噪曲线尽量不变 除了环境噪音的变化，还有另外一个问题，就是为了达到更好的主动降噪效果，业界的耳机在过去一两年里又从半入耳式回归到了入耳式。 入耳式耳机对一部分人群来说体验并不好： 一是佩戴非常不舒服；二是会有严重的听诊器效应。 “很多用户在使用降噪耳机的同时还在做另外一件事情，比如吃饭、走路或者打电话，尤其是当你在吃薯片、饼干这一类特别脆的东西的时候，那种通过骨骼传递到耳朵里面的噪音，有时都让我怀疑人生了。”王奇峰苦笑道，作为一名耳机重度患者，他自觉入耳式耳机的体验并不友好。 因此，当出现严重听诊器效应的时候，通常用户的做法就是把耳机拔出来一点，人为地让耳机不再那么贴合耳道，因此，便会 人为地制造出泄漏。 那么问题来了，为什么用户不直接把耳机戴得稍微松一些，或者耳机厂商直接把耳帽做得稍微小一点呢？ 日常也经常能听到类似的疑问或者反馈，答案是一幅图 （如上所示） 。上图是一副顶级品质的耳机，在没有泄漏的情况下，它会呈现非常好的降噪曲线 （如图中绿色曲线所示） 。但是当这个耳机被稍微拔出来一点的时候，它的降噪立刻就会变成黑色和红色那两条曲线，而这两条曲线所代表的的降噪水平，在用户端几乎无法带来任何实质感受。 一句话讲明白，就是泄漏变了，降噪曲线就跟着变了。 那我们想要的结果是什么呢？依然是把这句话反过来讲—— 泄漏变了，降噪曲线尽量不要变。 我们希望看到的目标曲线正如上图所示，从无泄漏到低、中泄漏，再到高泄漏，在4种泄漏情况下，它都能够给到用户一个非常深的降噪曲线。 明确了目标，那解决方案呢？ 用自适应算法来时时刻刻感知此时此刻的环境噪音到底变成什么样，然后根据现在的环境噪音匹配最适合的降噪曲线，同时，实时检测当前佩戴的泄漏情况，再根据当前的泄漏情况来匹配最适合的补偿，让最终的降噪曲线尽可能不要变。 两种不同的自适应算法——自动预设选择（APS）+自适应泄漏补偿（ALC）。 很多耳机厂商都有同样的体验，在设备上面测出来的降噪曲线非常好看，在实验室里面能够测到40+dB的降噪效果。但是用户在使用过程中会发现好像和宣传并不等同，正是因为每个人的耳道是不一样的，音频泄漏程度自然都是不一样的。 所以，这套自适应泄漏补偿算法可以用来避免过去大家遇到的这种问题——即实验室很好看，但到用户手里完全不一样的情况，也就不会出现“以为是王者，结果是青铜”。 就当前而言，兼具好的降噪效果和舒适的佩戴感还是非常困难的，半入耳式耳机佩戴舒适，但对降噪而言一直有较大难度。艾迈斯欧司朗已经基于半入耳耳机的降噪问题做了很长时间的算法研究，目前市面上已经有数家领军企业也与他们一同证明了其确实是可行的。“只能说技术在继续进步，我们要在可行的情况下做到更好，”王奇峰补充道。 入耳式耳机和半入耳式耳机是满足不同用户或者同一个用户在不同使用场景下的倾向性。希望为了降噪效果而牺牲掉一些舒适性？还是希望追求更舒适的佩戴体验，这是一个选择问题，而非一个取代性的问题。 4 谁能真正赶上ANC的发展趋势？ 前篇一直在介绍耳机的智能降噪，当然它也需要一个合适的引擎。 —— 数字降噪芯片AS3460 据悉这块数字降噪芯片具备高达40dB的降噪能力，通过“自动预设与选择”功能，可以根据不同的环境场景调整降噪参数，从而可以灵活自然地进行降噪效果切换。此外，AS3460还具有声学泄漏补偿算法，可以支持佩戴舒适度更高的半入耳式TWS耳机的主动降噪，可以帮助不完全密封的声学结构设计达到最佳降噪性能。 尽管封装尺寸只有3×3×0.8mm，AS3460内部还集成了电源管理模块、Flash存储以及晶振，这也让耳机设计出小尺寸成为可能。据王奇峰介绍，以出色音频技术闻名全球的奢华音响品Bang & Olufsen正是采用这款芯片，在其最新95周年纪念旗舰耳机H95上实现了卓越的降噪体验，从而带来一流的听觉享受。 “听到自己想听的声音” ——这正是行业领导者在此领域不断攻坚的初心，一个基于“爱耳”的初心。