半開(kāi)放式耳機(jī)主動(dòng)降噪背后的低時(shí)延秘密

如果你對(duì)耳機(jī)行業(yè)沒(méi)有太多了解，或許不知道華為的主動(dòng)降噪耳機(jī)已經(jīng)推出過(guò)三代了。

2013 年華為首次推出第一款華為一體式主動(dòng)降噪耳機(jī)，它無(wú)需換電池和額外充電，直接把耳塞插到華為手機(jī)上就可以自動(dòng)給耳機(jī)充電。第二代支持 30db 的深度主動(dòng)降噪；到 2016 年的第三代，華為已經(jīng)做到了支持多場(chǎng)景的自適應(yīng)主動(dòng)降噪功能。

不過(guò)今年華為推出的首款半開(kāi)放式主動(dòng)降噪耳機(jī)，你一定有所耳聞：華為 Freebuds3 真無(wú)線降噪耳機(jī)于今年德國(guó)柏林國(guó)際消費(fèi)電子展（IFA）發(fā)布，類鵝卵石的耳機(jī)盒加上分體式設(shè)計(jì)，是當(dāng)下最流行的 TWS（True Wireless Stereo，真無(wú)線立體聲）藍(lán)牙耳機(jī)品類。

此前普通人很難相信真無(wú)線藍(lán)牙耳機(jī)能夠加入降噪功能，Sony 用 WF-1000XM3 給大家開(kāi)了一個(gè)好頭，但它還是入耳式的，華為 Freebuds3 則讓你對(duì)半開(kāi)放式 TWS 藍(lán)牙耳機(jī)有一個(gè)新的認(rèn)識(shí)。

半開(kāi)放式耳機(jī)怎么做主動(dòng)降噪？

這將是所有人最為關(guān)心的點(diǎn)，也是 Freebuds3 的差異點(diǎn)所在。在半開(kāi)放式的設(shè)計(jì)下， Freebuds3可以實(shí)現(xiàn)主動(dòng)降噪效果。

不過(guò)何為“主動(dòng)降噪”？簡(jiǎn)單說(shuō)就是通過(guò)耳機(jī)檢測(cè)外界的噪音，計(jì)算并發(fā)出相反的聲波，二者疊加相抵消，最終獲得環(huán)境“相對(duì)安靜”的效果。

目前常見(jiàn)的真無(wú)線降噪耳機(jī)，絕大多數(shù)采用了入耳式設(shè)計(jì)。華為則一改傳統(tǒng)，采用了半開(kāi)放式的耳腔。對(duì)于剛開(kāi)始做真無(wú)線降噪耳機(jī)的華為來(lái)說(shuō)，是一個(gè)大膽的挑戰(zhàn)。

要知道，主動(dòng)降噪技術(shù)已誕生二十多年，還從未有人在這種產(chǎn)品形態(tài)上嘗試做降噪功能。

因?yàn)閭鹘y(tǒng)的入耳式降噪耳機(jī)本身?yè)碛斜粍?dòng)降噪加成——塞入耳道的硅膠會(huì)有一層物理聲音屏蔽，即使不開(kāi)降噪，也會(huì)有一定的隔音效果。不過(guò)入耳式耳機(jī)也有著天然的劣勢(shì)：硅膠耳套與耳道直接接觸，會(huì)有部分用戶受到刺激，同時(shí)長(zhǎng)時(shí)間佩戴之后，耳朵會(huì)被擠得十分難受。

“我戴久了就不舒服，一趟飛機(jī)的時(shí)間，落地取下耳機(jī)，耳朵有些疼?！卑㈦x一名耳機(jī)愛(ài)好者，他體驗(yàn)了多款入耳式降噪耳機(jī)?！跋噍^而言，半開(kāi)放式耳機(jī)佩戴舒適度更好，可以較長(zhǎng)時(shí)間佩戴?！?/p>

此時(shí)我們面臨著一個(gè)選擇：是選擇降噪效果更好的入耳式，還是佩戴舒適度更佳的半開(kāi)放式。

這次華為選擇嘗試半開(kāi)放式主動(dòng)降噪的新選擇。在音視頻內(nèi)容越來(lái)越多的背景下，人們佩戴耳機(jī)的時(shí)間越來(lái)越長(zhǎng)。佩戴舒適度這件事，或許剛買耳機(jī)的人不清楚，可一旦嘗試過(guò)，便會(huì)把它放在耳機(jī)挑選要素的第一位。

但是半開(kāi)放式也因?yàn)槭孢m度做了犧牲——耳塞與耳道無(wú)法緊密相貼，其效果因此衰減，給降噪帶來(lái)了很大難題。

如何提高降噪負(fù)向聲波的工作效率，是關(guān)鍵所在。

不過(guò)每個(gè)人的耳道形狀都不同，降噪效果便會(huì)因人而異。有資料顯示，不同耳道的響應(yīng)最大甚至可以造成 40db 的差異。

針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，華為 Freebuds3 提供了一個(gè)全新的解決思路：從軟件出發(fā)，F(xiàn)reebuds3 提供了 9 組耳道降噪模型，以適應(yīng)不同用戶的耳道情況，最大程度保證降噪效果。

因此 Freebuds3 的降噪效果調(diào)整較為獨(dú)特，大致可分為兩步：

? 戴上耳機(jī)，雙擊耳機(jī)，或在手機(jī)設(shè)置中開(kāi)啟主動(dòng)降噪功能；

? 打開(kāi)“智慧生活A(yù)PP”，在“主動(dòng)降噪”中選擇降噪效果最好的檔位（其實(shí)就是 9 組耳道降噪模型）。

但如果你錯(cuò)誤地調(diào)整到和耳道不匹配的檔位，極有可能加劇環(huán)境音。這是由于負(fù)向降噪聲波和環(huán)境噪聲聲波正向疊加導(dǎo)致的，所以上面最后一個(gè)步驟一定記得調(diào)整。

一般來(lái)說(shuō)，降噪模型與用戶耳道是大致相對(duì)應(yīng)的。選擇了對(duì)應(yīng)的降噪模型之后，今后佩戴就不用重新選擇。但如果感覺(jué)降噪效果略有差異，稍微調(diào)整佩戴姿勢(shì)就可以了。

不過(guò)華為是如何得到這 9 組耳道降噪模型的呢？

此次，華為FreeBuds3的開(kāi)發(fā)邀請(qǐng)到了華為德國(guó)聲學(xué)研究中心一起做噪聲的大數(shù)據(jù)分析，并對(duì)其進(jìn)行深度算法訓(xùn)練，最終匹配智能參數(shù)優(yōu)化，以此提高耳機(jī)對(duì)環(huán)境噪聲判斷的準(zhǔn)確性。其二是重中之重，華為在俄羅斯的基礎(chǔ)科學(xué)研究中心完成對(duì)上萬(wàn)組用戶聽(tīng)感測(cè)試數(shù)據(jù)的分析，歸納出了 9 組連續(xù)的耳道降噪模型，以此滿足大多數(shù)用戶的耳道形狀的降噪要求。

相比普通降噪耳機(jī)，F(xiàn)reebuds3 降噪調(diào)整是一種創(chuàng)新，但需要對(duì)入門用戶進(jìn)行教育——9 組耳道降噪模型能夠滿足絕大部分用戶的降噪需求，前提是大家養(yǎng)成首次使用時(shí)在手機(jī)上進(jìn)行調(diào)整的習(xí)慣。

低時(shí)延的秘密

真無(wú)線降噪耳機(jī)，首先是“無(wú)線”，那么什么是好的無(wú)線耳機(jī)？就是把無(wú)線的體驗(yàn)做到和有線耳機(jī)一樣，或者說(shuō)接近。

此時(shí)涉及到一個(gè)極容易被用戶忽略的基礎(chǔ)問(wèn)題，耳機(jī)沒(méi)有線纜之后需要通過(guò)藍(lán)牙協(xié)議與手機(jī)進(jìn)行通信。兩者之間建立的無(wú)形連接，其通信速度、時(shí)延以及穩(wěn)定性都影響著耳機(jī)的正常使用。把這些基礎(chǔ)建設(shè)好，才能讓一款藍(lán)牙耳機(jī)用起來(lái)像有線耳機(jī)一樣。

華為有一個(gè)優(yōu)勢(shì)，它的老本行是做“連接”，尤其是在芯片與 5G 通信技術(shù)的研發(fā)上一騎絕塵。

而華為做好藍(lán)牙耳機(jī)的秘密便是芯片，2019 年華為專門推出了可穿戴芯片麒麟 A1，其體積極小，平鋪尺寸為 4.3mm*4.4mm。麻雀雖小五臟俱全，麒麟 A1 集成了藍(lán)牙處理單元、超低功耗的應(yīng)用處理器等等。

不用懷疑，這顆芯片也為 Freebuds3 所用。據(jù) PingWest品玩了解，麒麟 A1 芯片的研發(fā)前后籌措了三年時(shí)間，在它之前誕生的還有應(yīng)用于手機(jī)終端的數(shù)顆麒麟芯片，最新的是麒麟 990 系列。

就像一家人聊天沒(méi)有隔閡一樣，當(dāng) Freebuds3 耳機(jī)與華為手機(jī)相連接，就像一家人在溝通信息。其連接、配對(duì)都非?？臁?/p>

當(dāng)它靠近搭載麒麟 990 芯片的華為 Mate30 Pro 時(shí)，連接窗口會(huì)自動(dòng)彈開(kāi)，并請(qǐng)求配對(duì)。配對(duì)一旦完成，今后我再拿出耳機(jī)，打開(kāi)耳機(jī)盒便能立即連接上手機(jī)。

藍(lán)牙耳機(jī)的另一個(gè)重要因素，是時(shí)延，也就是俗稱的“延遲”。這個(gè)問(wèn)題在看視頻、玩游戲的時(shí)候尤為明顯，時(shí)延高的耳機(jī)會(huì)出現(xiàn)聲音比畫面慢的情況。用戶對(duì)于藍(lán)牙耳機(jī)的時(shí)延非?？粗?。

Freebuds3 官方時(shí)延是 190ms，而普通人對(duì)于音頻基礎(chǔ)響應(yīng)需求是 200-250ms。

但這里有一個(gè)背景需要大家了解，藍(lán)牙耳機(jī)的延遲并非僅由耳機(jī)本身造成，設(shè)備系統(tǒng)也天然有著延遲，而 Android 的主流手機(jī)通常為 100ms 左右，優(yōu)秀機(jī)型可達(dá)到 50ms 左右。

同時(shí)對(duì)于延遲，每個(gè)人的敏感度都不同。有調(diào)查顯示，約 70% 的用戶在低于 250ms 時(shí)感覺(jué)不到延遲，另外約 30% 的用戶在低于 200ms 對(duì)延遲感覺(jué)不明顯。

我算是比較敏感的用戶，因?yàn)榻?jīng)常會(huì)玩《王者榮耀》和《和平精英》。我在戴上 Freebuds3 玩游戲時(shí)，在極少情況下會(huì)感覺(jué)略有延遲，但總體并不影響游戲體驗(yàn)。

當(dāng)我把耳機(jī)交給平時(shí)不玩游戲、只看視頻的同事董科后，她表示無(wú)論是視頻還是游戲，都感覺(jué)不到延遲。這個(gè)要求與效果真是因人而異。

下放 5G 通信技術(shù)，做藍(lán)牙抗干擾

剛才說(shuō)到華為的老本行是做“連接”，“連接”的基本要求就是穩(wěn)定，就好像玩游戲想要有一個(gè)穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)連接一樣。

華為 Freebuds3 終歸還是采用的藍(lán)牙作為連接，因此它會(huì)面臨著空氣中千千萬(wàn)萬(wàn)無(wú)形的信號(hào)傳輸通道干擾，藍(lán)牙、WiFi 等等。尤其是在藍(lán)牙設(shè)備密集的環(huán)境中，例如車站、飛機(jī)場(chǎng)等人多的地方，藍(lán)牙耳機(jī)將出現(xiàn)斷連再次重連的情況，反映到耳機(jī)工作中就是卡頓。

據(jù)悉，華為 2012 實(shí)驗(yàn)室在做完 5G 技術(shù)研發(fā)后，立即投入了藍(lán)牙的技術(shù)適配，將 5G 的抗干擾算法下放到藍(lán)牙智能跳頻技術(shù)中。這項(xiàng)技術(shù)一旦藍(lán)牙檢測(cè)到干擾，5 秒內(nèi)它會(huì)自動(dòng)切換到另一個(gè)頻道，以最快速度選擇無(wú)干擾的信道下進(jìn)行傳輸。

想要讓藍(lán)牙設(shè)備對(duì)空氣中的其它信道 Say No 并不容易，一方面它要求藍(lán)牙芯片的監(jiān)測(cè)響應(yīng)速度足夠迅速，另一方面也有著低功耗的要求。

依賴于麒麟芯片相互之間的通信優(yōu)勢(shì)和低功耗特點(diǎn)，F(xiàn)reebuds3 與采用最新麒麟 990 芯片的手機(jī)連接時(shí)，抗藍(lán)牙干擾的能力會(huì)更強(qiáng)；如果手機(jī)是采用麒麟 980 芯片的話，比如 Mate20 這樣的手機(jī)，沒(méi)有加入智能跳頻技術(shù)，抗干擾的能力相對(duì)會(huì)弱一些。

在TWS 藍(lán)牙耳機(jī)逐漸崛起的今天，打出差異化才能立足于行業(yè)。華為 Freebuds3 讓大家看到，原來(lái)半開(kāi)放式耳機(jī)也能做主動(dòng)降噪，它是目前市面上首款、也是僅有的半開(kāi)放式主動(dòng)降噪耳機(jī)，不過(guò)大家只能看見(jiàn) 1199 元的定價(jià)與它圓潤(rùn)的外觀，背后的研發(fā)細(xì)節(jié)與用戶體驗(yàn)的考量卻往往被人忽略。

紅色 Freebuds3

華為強(qiáng)大的研發(fā)實(shí)力毋庸置疑，其能力體現(xiàn)在了近兩年的設(shè)備出貨量上。

國(guó)際市場(chǎng)研究公司 IDC 近日發(fā)布的第三季度全球可穿戴設(shè)備報(bào)告顯示，華為位列第四。在可穿戴設(shè)備迅猛增長(zhǎng)的時(shí)候，華為以 202.6% 的增長(zhǎng)率傲然挺立，耳機(jī)作為可穿戴設(shè)備中的一個(gè)品類，留給它的發(fā)揮空間還有很多。

編輯：hfy