近日,由中國電子音響行業協會、中國聲學學會、深圳市音響行業協會指導,深圳市西易斯展覽有限公司承辦的“2021年第三屆深圳國際數字音頻產業展”落幕,本次展覽吸引了300多家參展商,以及100多項具有自主知識產權的全球最新產品和前沿技術首發亮相。

展會期間,舉辦了國際數字音頻技術交流大會,涵蓋《聲學樓》論壇50多個專題。大會以“智領時代,聲創未來”為主題,圍繞數字科技高新技術領域展開,并就數字科技在音頻產業的生態和未來音頻技術的發展趨勢進行了深入探討。

國際數字音頻技術交流大會

展會上聲加科技攜多個耳機音頻解決方案亮相,吸引了現場大批觀眾的交流互動。在“TWS耳機發展高峰論壇”上,聲加科技首席算法工程師楊鶴飛以《耳機上的噪聲算法》為題,介紹了聲加團隊在ENC和智慧降噪方面的最新研發進展,尤其是在風噪優化、sANC與透傳性能提升中取得的一些成果,并分享了聲加科技對智能聽覺行業未來發展趨勢的展望。

語音通話、降噪成為TWS用戶新剛需

根據《2020年音頻產品使用現狀調查報告》,無線耳機的需求從高到低,包括聽音樂、看視頻、語音通話、收聽有聲讀物、視頻通話、降噪等。除了聽音樂占比以絕對比例領先外,語音通話、主動降噪等需求也在逐步上升,成為用戶的新剛需。因此,通話降噪的升級處理,以及備受關注的ENC技術、風噪場景表現、還有各種分散使用場景和動態變化的用戶需求,成為行業重點關注的趨勢,也是各大廠家紛紛聚焦,希望解決的痛點。

作為智能聽覺的引領者和創新者,聲加科技也在不斷思考如何把產品做到讓用戶能體驗到更好的狀態。因此,聲加科技針對這些痛點問題進行研發,并提出了解決方法。

從提升低頻降噪到增強語音質量,多方位提升ENC性能

ENC(環境降噪技術)是業界廣泛應用的降噪技術之一,能有提升噪聲環境下的通話效果,將反饋麥克風或者VPU應用于ENC可以顯著增強降噪效果。但是,聲加科技在ENC算法的開發過程中發現了兩個重要問題:一是佩戴不好時,FB/VPU信號帶寬窄導致ENC性能很差;二是低信噪比時噪聲消除不干凈。

關于這兩個問題的解決方案,楊鶴飛進一步闡述:第一,根據不同佩戴時FB/VPU的信號差異,結合動態補償與AI后處理提升低頻降噪與音質;第二,結合聲音的相位和幅度信息來進行非線性建模,保留清晰音色,噪聲殘余穩定舒適;第三,利用深度學習后處理技術降低殘留噪聲的影響,進一步提升增強語音質量。

聲加科技首席算法工程師楊鶴飛

從風噪優化、sANC場景區分到透傳性能提升,“智慧降噪”改善用戶體驗

在ENC的開發過程中,聲加科技還發現了風噪問題,楊鶴飛表示:“風噪問題不僅與 ENC有關,還和 ANC、透傳有關系。舉個例子,現在的耳機大部分都有ANC功能,在有風或者運動的情況下,空氣快速流動,在外部mic處湍流產生風噪,風噪經過ANC或者透傳處理進入耳機內,嚴重影響聽音效果。如果這時關閉ANC,風噪減弱了,卻導致降噪、透傳效果變差。為了解決降風噪與降噪強度、透傳效果之間的矛盾,我們針對ANC和透傳開展了相關工作,這就是智慧降噪。”

目前,聲加科技針對“智慧降噪”主要進行了三方面的工作:風噪優化、sANC和透傳。針對風噪優化,聲加科技結合不同mic間的傳遞特性與統計特性,檢測風力等級,再根據風噪等級,對ANC和透傳進行相應優化,在降風噪與降噪強度、透傳效果間獲得更好的平衡。

sANC主要解決分場景降噪問題。目前市面上多數主動降噪耳機只有一套較深的ANC降噪模式,長久佩戴會產生負壓感。部分多種降噪模式耳機則需要佩戴者手動調整不同模式,操作繁瑣。“我們基于mic信號去分析環境噪聲的能量分布,然后據此調用不同的ANC模式,自動切換,達到降噪深度與舒適性的平衡。”楊鶴飛解釋。

聲加科技攜音頻解決方案亮相本次展會

聲加科技的sANC推薦區分場景有三種:深度降噪模式降噪量峰值位于100~200 Hz,適用于存在大音量、低頻噪聲的環境,如地鐵內、繁忙的交通主干線等;均衡降噪模式降噪量峰值降低,但較均勻分布在1 kHz以下,帶寬延展到1.5~2 kHz,適用于噪聲較強、且在各頻帶能量分布較均勻的噪聲場景,如候車廳、換乘站內、普通戶外場景等;輕度降噪模式降噪量峰值限制在20dB以內,高頻最好無抬升,適用于室內安靜場景的降噪,如辦公室、居家環境等。

透傳功能是將聊天時的人聲或外接警報聲透傳進來,以便于交流、提升安全性。目前主流透傳處理是在ANC通路或低延時音頻通路完成,二者各有利弊,ANC通路延時達到微秒級,透傳效果好,但是難以添加輔助功能。低延時音頻通路延時為毫秒級,會引起梳狀濾波效應,優勢是易于添加輔助功能。聲加科技在研發透傳的實現過程時發現有很多難點,包括人聲自然、延時、聲源定位、嘯叫、耳閉效應、選擇性透傳、風噪,聲加科技針對難點一一給出解決方案,促使透傳性能達到最優。

目前,聲加科技的智慧降噪研發成果正在針對客戶產品進行工程化調優,不久后將推向市場。

多種傳感器、場景個性化、內容創作新接口,智能聽覺發展趨勢多樣

面對日新月異的智能聽覺市場,未來的行業發展趨勢也成為業內人士的關注焦點,對此,楊鶴飛博士分享了一些想法:“我認為智能音頻算法未來一大趨勢是結合多種傳感器,以及半入耳式耳機ANC,針對此方面,聲加科技也正在進行研發。此外,根據不同聲音場景、聲事件進行不同透傳、降噪處理,根據不同佩戴者或者同一佩戴者的不同佩戴進行個性化處理,都可能是行業將要聚焦的領域。另外,在內容創作熱度越來越高的背景下,耳機成為內容創作的接口,這也為音頻行業的發展帶來了一些新想象。”

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