高音質、低功耗、降噪、智能,耳機離真無線還有多遠?

在消費電子領域,每一波新產品的集中亮相,其背後都少不了技術推動的力量。

早在 2015 年,蘋果公司就提交了一個名為「無線音頻輸出設備」的專利申請,這個專利被集成在後來被命名為 W1 的芯片中,並助力 AirPods 成為 2017 和 2018 蘋果配件的爆品。

高音质、低功耗、降噪、智能,耳机离真无线还有多远?

鑑於 W1 開放度有限,市場隨後湧現了數家芯片公司,紛紛推出不同於蘋果專利的無線藍牙音頻方案,推動著耳機市場掀起「新無線主義」浪潮,各種「類 AirPods」的真無線耳機,迫不及待的呱呱落地。

伴隨著 2018 年年初 CES和秋季 IFA的一大波無線耳機集中亮相,國內的消費電子市場也開始上演 T 臺秀,AI 公司出門問問,音頻產品公司小鳥音響、萬魔聲學,頗有爭議的VINCI和瘋米,以及手機公司 OPPO、華為等等,悉數登臺。其背後無不映射著真無線藍牙音頻傳輸技術的迭代進步。

高音质、低功耗、降噪、智能,耳机离真无线还有多远?

消費者對於無線音頻的需求毋庸置疑。在高通近期發佈的一份無線音頻消費者調查報告(The State of Play 2018: Audio Consumer Insights)中,52% 的受訪者表示,正在使用或者未來計劃購買真無線產品,其中,中國消費者人數超過 8 成。另外,47% 受訪者表示更傾向於購買一臺配有無線耳機的新智能手機,而藍牙連接則是最受青睞的無線連接技術。

然而,與廠商的激情和媒體的追捧形成鮮明對比的是,消費者在一些已上市的耳機的電商頁面的留言,吐槽聲直指幾大問題:與手機配對繁瑣(不如 AirPods好用);音頻傳輸不穩定,時斷時續,或者雙耳不同步;音質在傳輸中受損;續航能力差強人意。

高音质、低功耗、降噪、智能,耳机离真无线还有多远?
高音质、低功耗、降噪、智能,耳机离真无线还有多远?

真無線產品要取代有線,技術上還有很多挑戰,無線藍牙音頻傳輸中的射頻連接問題,高清編解碼問題,降噪和功耗問題,等等。不少行業人士還在觀望。「等技術再成熟一些吧,我們隨時準備推出無線藍牙耳機。」一位音頻產品公司的老闆對深圳灣說。

兩種真無線的傳輸模式

面對「真無線」的市場大潮,以及產品廠商的普遍痛點,高通公司陸續推出了兩種真無線立體聲技術:TrueWireless Stereo,和 TrueWireless Stereo Plus。兩種技術分別採用了兩種傳輸模式:

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在 TrueWireless Stereo 技術的支持下,手機會把立體聲的音樂先傳到其中的一個耳機,再由它將音頻流中繼到另外一個耳機中。

而新推出的 TrueWireless Stereo Plus 是 Qualcomm-to-Qualcomm 的連接技術,只能支持基於驍龍 845、670、710 移動平臺的手機。在這種連接技術下,會有兩路獨立的音頻流從手機直接傳輸到兩個不同的耳機。如果耳機跟手機通信過程中,檢測到手機不支持 TrueWireless Stereo Plus 技術,耳機會自動轉換到可以兼容幾乎所有智能手機的 TrueWireless Stereo 通用模式。

在有專利保護的蘋果 AirPods 的監聽方式之外,這兩種傳輸模式代表了真無線耳機的兩大技術陣營。

基於兩種傳輸路線的真無線方案,目前都還是各有利弊,各家芯片設計廠商和技術方案提供商也都在這此基礎上,做著新的技術組合或者一些局部的優化,謹慎的與品牌廠商一起,用一個個 Demo Case 試探著市場。但顯然,市場已經有點迫不及待。

雙耳同步無線傳送方案的優勢

相較於通用模式,TrueWireless Stereo Plus 有效的解決了無線耳機中音頻傳輸的效率和穩定性問題。其優勢表現在以下幾方面:

首先,在這項技術的支持下,音頻流傳輸不需要通過一個耳機中繼到另一個耳機,而是兩路獨立音頻流從手機直接傳輸到兩個不同的耳機。音頻流傳輸不需要通過人腦來做中繼,從而提高了射頻傳輸的可靠性。

在機場或者在其他 Wi-Fi 干擾非常嚴重的情況下,射頻的可靠性是非常重要的。而傳統模式採用的是藍牙 2.4G 的射頻信號,當信號通過人腦傳輸時,會帶來射頻衰減。從開篇我們看到的用戶反饋來看,傳輸信號衰減引發的時延和時斷時續問題,都可以在新的傳輸技術支持下,得到改善。

「不管在什麼使用場景裡,音頻流傳輸的可靠性都永遠處於第一位。」這是 TrueWireless Stereo Plus 的設計邏輯。

今年市場上還出現了一種低頻無線的傳輸方式,將信號以高頻段( 2.4 GHz )藍牙信號傳輸至主耳機,再通過低頻無線轉發( 10~15 MHz 頻段)技術,同步至副耳機,從而增強信號的穿透力,同時避免音質損耗。

對於這一技術方案,高通產品市場總監劉俊勇並沒有正面評價,而是向深圳灣闡述了高通的單芯片設計邏輯:

隨身設備小型化的剛需。基於此,高通今年針對音頻音響市場推出的三個系列的產品,QCC302X、QCC303X、QCC5100,採用的都是一顆集成了 DSP、處理器、射頻等各項功能的單芯片,以滿足設備小型化

如果採用低頻無線的傳輸技術,就需要在主耳機上增加另外一個較大的天線,這就需要更復雜的射頻設計和天線設計,因為設備的體積和留給元器件設計的空間是有限的。而從用戶體驗的角度,他們在乎的是設備小型化和舒適度。

基於這些考慮,高通希望通過一顆芯片就解決音頻傳輸中的所有問題。

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其次,傳統中繼傳輸方式(從主耳機轉發信號到副耳機)的不足還體現在功耗方面。在主耳機在接收手機發送的音頻流的同時,還要充當中繼器,將音頻流中繼到另外一個耳機,在接收的同時進行轉發,也意味著將產生較大功耗。

而 TrueWireless Stereo Plus 技術採用 Qualcomm-to-Qualcomm 模式,即搭載驍龍 845 移動平臺的智能手機可以提供兩個單獨的數據流,傳輸到兩個不同的耳機,不需要用一隻耳機作為中繼器,可極大節省功耗,延長用戶時長。

高通最近推出的 QCC3026 SoC 採用 65 毫安時電池,可支持長達 10 小時的音樂播放,而上一代只能持續播放 3 小時。同時,它也可以改進耳塞之間均衡的功率分配,支持更低的整體功耗和更持久的使用時間

而在 QCC5100 SoC 上,射頻靈敏度有 4個db 的提升。從硬件角度,射頻鏈路的靈敏度提升之後,在確保接收更小信號的前提下,也可以可靠地解碼,這樣也就確保了射頻連接的可靠性。

音質!音質!無線音頻的音質!

我們可以看到一個趨勢:越來越多的手機取消 3.5mm的耳機接口,用戶對無線音頻的期望已經越來越高。

無疑,無線帶來了靈活度和方便性,但用戶也不希望無線技術犧牲掉有線的品質。為了實現無線音頻代替有線的目標,高通近日推出了新一代音頻編解碼器 aptX Adaptive 技術,可以基於設備上所播放內容的類型,並針對周圍射頻環境,即時做動態調整,從而提高無線藍牙音頻的品質

市場上共有三個 aptX 版本。aptX Classic

,這是高通在早期推出的可以支持接近 CD 品質音樂傳輸的技術;aptX HD,通過在音頻傳輸中保留高品質聲音數據,來支持高清藍牙無線音頻;aptX 低時延技術,針對用戶希望能夠使用無線的藍牙耳機進行視頻及打遊戲的需求,可以確保音頻和視頻內容同步。

aptX 音頻已經建立了非常完善的生態系統。截止到 2018 年第三季度,大概有 40 億的設備支持 aptX 編碼器,約 1.5 億設備支持aptX 解碼器。

高音质、低功耗、降噪、智能,耳机离真无线还有多远?

aptX Adaptive 有幾個重要的特性:可以根據外界的射頻傳輸環境動態調整性能;可以根據設備播放的內容做自適應的調整;可以向後兼容目前市場上所有 aptX 和 aptX HD 的產品;不需要用戶去控制,自適應是自然而然發生的。

在實現了自適應的同時,aptX Adaptive 還確保了高穩定和高音質,即,在任何的場景都能確保非常穩定的使用,達到接近 CD、高保真的音樂傳輸品質。很多現有編解碼器都是面向聽音樂而設計的,aptX Adaptive 則有針對遊戲和視頻場景的低時延特性,可以將聲音延遲控制在 50~80 毫秒的傳輸時延,從而提升用戶體驗。

高音质、低功耗、降噪、智能,耳机离真无线还有多远?

aptX Adaptive 將支持以上提到的兩種無線音頻傳輸模式。在「新無線主義」道路上,高通希望通過 TrueWireless Stereo Plus 和 aptX Adaptive 兩項重要技術,推動無線音頻替代有線,最終獲得令消費用戶滿意的使用體驗。

離 HER 再近一些,讓耳機更智能一些

在今年 CES 上推出的 Qualcomm QCC5100 SoC 支持語音 UI 和語音助手。用它設計的無線藍牙耳機具備一系列 AI 功能,如用語音喚醒(而不是以往的按鍵觸發)藍牙耳機,與藍牙耳機進行自然語言交流,利用語音交互激活各項非觸控語音服務與資源等。

值得一提的是,高通的 cVc 降噪技術支持背景噪音和回聲抑制。將降噪算法和低功耗語音喚醒技術相結合,就可以實現在嘈雜環境中準確檢測用戶的語音,從而提升語音 UI 的體驗。

高音质、低功耗、降噪、智能,耳机离真无线还有多远?

在高通的推動下,越來越多的設備廠商在其無線音頻產品上集成了 AI 功能。Google Pixel Buds 翻譯耳機是一個典型的案例。而結合最近推出的 OPPO O-Free 無線藍牙耳機,OPPO 也特別推出了隨行翻譯功能,在讓耳機更智能的道路上又近了一步。

當然,這些產品還在剛剛推出的階段,能拿到廣大消費者手中體驗的並不多。市場正在焦急的等待著,體驗好又智能的真無線耳機,來的更快一些,離我們更近一些


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