苹果音频技术新方向:更准确的入耳检测、助听功能,以及虚拟定位

2019-12-03 17:10:03 0点赞 1收藏 0评论

苹果音频技术新方向:更准确的入耳检测、助听功能,以及虚拟定位

苹果音频技术及应用方向,或许能给你带来新启发。

- shenzhenware -

今年,苹果连发 AirPods、Powerbeats Pro、AirPods Pro 真无线耳机,再一次巩固了其在真无线耳机市场的地位,尤其 10 月底推出的 AirPods Pro 也将引发新一轮耳机主动降噪技术的革命。
如今,苹果官网、天猫官方旗舰店等渠道的 AirPods Pro 已经大部分处于缺货状态,供应链端有消息称苹果要求代工厂产能从原来每月的 100w 翻倍到 200w。这一系列迹象都表明苹果 TWS 产品升级策略取得了不错的效果。
除了卖货多,苹果对音频技术研发的持续投入,以及预示的新趋势,同样值得同行参考和深思。我们梳理了苹果最近透露的音频技术新方向。

苹果音频技术新方向:更准确的入耳检测、助听功能,以及虚拟定位

用气压传感器做入耳检测,减少误触率

据 AppleInsider 最新报道,美国商标和专利局(USPTO)公示了苹果一项新专利,该专利技术旨在用气压传感器提到入耳检测的准确性,名称为「Acoustic in ear detection for a hearable device」。
具体技术实现和操作上,耳机在被塞进耳道前后,耳道内空气被压缩,与耳道外周围形成明显的气压差,当气压传感器检测到这一气压差信号时即产生脉冲,从而激活耳机。
接下来,耳机将执行与以往一样的操作,通过扬声器播放指示音表示耳机已经进入工作状态,也就是我们平时戴上 AirPods 时听到的「deng」那一声。同时,耳机与手机、音乐播放器设备通过蓝牙无线连接,播放音频。

苹果音频技术新方向:更准确的入耳检测、助听功能,以及虚拟定位

目前市面上大部分 TWS 的入耳检测方案采用通过光电探测的方式,利用光学感应原理来感知用户的佩戴状态,光信号被阻挡代表耳机处于佩戴状态,反之亦然。
苹果的 AirPods、AirPods Pro 也采用这样的方案,或者严格意义上来说,采用的是光学传感器+语音加速度计组合,前者负责光学检测,后者检测用户运动状态。

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不过,光学传感方案会有偶尔误激活的弊端,比如放入口袋等动作恰巧遮盖住了传感器。如果你手上有一副 AirPods 不妨做一下这样的试验,从正在播放音乐的其中一只耳机拿下来后,用手指捏住遮挡光学传感器,耳机会默认你已经把耳机戴回耳朵,继续播放音乐。
苹果这一新专利就很好的避免了这个问题。文件中还提到,「压力传感器更能够适应环境的变化,口袋中的空气也是自由流动的(即使把耳机放在口袋中也不会误激活)」。
还有今年 8 月发布的 vivo TWS Earphone,则采用了两颗电容式传感器,可根据电容变化进行入耳检测,也有效的避免了误激活。

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从「透明模式」衍生出的助听功能
苹果最新的 AirPods Pro 不仅做到了兼顾小体积和续航,还实现了主动降噪功能(ANC),完成了一次真无线耳机技术上的跨越。但远不止这些,苹果或许能就这个基础做更多的事情,比如提供助听器功能。

苹果音频技术新方向:更准确的入耳检测、助听功能,以及虚拟定位

据 9to5mac 报道,苹果 AirPods 未来或许会通过一些智能功能,来模糊入耳式耳机和助听器之间的界限,让存在听力障碍的人士也能从中受益,替代那些引人注目、大块头的入耳式助听器。
有行业人士认为,从技术实现角度来讲,苹果 AirPods Pro 是能够做到的。目前,AirPods Pro 具备三种听音模式,即 Normal(正常)、noise-cancelling(主动降噪)及 Transparency Mode(透明模式)。其中,AirPods Pro 的透明模式能够听播放器音乐,同时让用户也能够接收外界的声音。
国外媒体 MacWorld 记者 Jason Snell 指出,未来,苹果或许能够为耳机带来更智能的声音处理能力,消除耳机外界噪音或者回声,以此过滤出环境中人声,让佩戴者听清楚说话内容,也就是提供助听功能。
过去,iPhone 在手机中提供 Live Listen 的功能,搭配 MFi 认证的助听器,能够让手机在拥挤嘈杂的环境中帮助拾取麦克风附近的人声,并输送到助听器。去年苹果 iOS12 更新,新增了该项功能对 AirPods 的支持

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因为 AirPods 本身具备一定的硬件条件,因此就算实现助听功能也不必过分依赖手机的麦克风。

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AR 音频虚拟定位技术

除了真无线耳机,苹果对音频技术的探索也必然会延伸到即将推出 AR/VR 产品。据彭博社近期报道,苹果或在 2021/2022 年发布一款 AR/VR 耳机,用在游戏、会议场景,以增加临场感。
近日,苹果于 2017 年申请的一项 AR 音频技术于近期获得了美国专利商标局的审批。在多人电话会议场景中,该专利可以根据各位佩戴者建立一个具有虚拟位置信息的音频,在线上为大家营造成「在同一个会议室」开会的感觉。

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专利中提到,通过模拟虚拟环境的声学特性,技术能够处理多方电话会议中各个呼叫者的音频信号。佩戴者能通过头部跟踪的「声音再现系统」,利用双耳室脉冲响应对音频信号进行动态滤波,实时渲染说话者的位置信息。也就是渲染出围坐在一个会议室中,不同人说话的声音来自不同方向的临场感。
另外,在「虚拟会议室」中,为了提供更好的声音效果,系统会将发言人声音放置在正中间,听者也可以将头扭转至说话者位置,产生一种面对面自然对话的效果。

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苹果头戴式耳机呼之欲出:具备 ANC、降风噪功能

这一专利技术或许会是苹果新款头戴式耳机的一个信号。早前有消息指出,苹果即将打造一款自有品牌的头戴式耳机,以竞标 Bose、索尼。
接着,今年七月份,美国专利商标局公布了一项来自苹果的耳机主动降噪、降风噪等相关的技术专利,其通过内置在耳机外部和内部的麦克风来收集外界噪音,并通过算法来产生混合信号以实现降噪,同时,来自内部麦克风的信号也将得到增强,以此来提高通话质量、唤醒语音助手的准确率。

苹果音频技术新方向:更准确的入耳检测、助听功能,以及虚拟定位

今年 10 月份,苹果旗下 Beats 推出了主打主动降噪功能的 Beats Solo Pro 头戴耳机,内置苹果 H1芯片,支持主动 Pure ANC(纯自适应噪声消除)降噪,支持 Siri 语音交互。
尽管 AirPods Pro 已经是一款在性能、舒适度等各方面表现都非常不错的主动降噪真无线耳机,但论降噪整体还是不及能包裹整个耳朵的头戴耳机 Bose 700 等。
因此,除了新款真无线耳机,我们不妨也顺便期待一下苹果牌的头戴式耳机。■
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