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TWS耳机全方位重点功能趋势

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01

TWS耳机


TWS 是指True Wireless Stereo,即所谓的真无线立体声耳机。最近几年,在苹果Airpods系列的牵引下,TWS耳机市场爆炸式发展。

主要采用蓝牙进行音频传输,耳机左右声道之间互相独立且一般无物理连接,构成立体声道。TWS 耳机设计精简,佩戴舒适性高,配备充电盒,具有取出充电盒后快速配对和增强耳机续航的功能。

各大消费电子巨头,手机厂商,传统声学音频企业,以及互联网公司都陆续推出了相关的产品。


用户接受度,普及率越来越高。供应链也在混战中,比如立讯精密从歌尔手中虎口夺食,抢到了Airpods Pro的订单,股票也因此翻了几番。


以下,按个人认为的TWS耳机功能的重要程度排序,谈谈大致的趋势



02


高清音质


TWS的高清音质主要分音频编解码,和耳机的声学设计。


目前高清音频编解码技术,主要以索尼LDAC,高通aptX HD,以及华为HWA为代表。

另外,在CES2020上,蓝牙技术联盟发布了新一代蓝牙音频技术标准——LE Audio。LE Audio标准的主要特点是低功耗、高性能,并特别针对近年爆火的真无线TWS(True Wireless Stereo)耳机进行了优化。LE Audio使用了一种新的编解码器,即低复杂度通信编解码器(LC3),相较于原本的的SBC编解码器,LC3将能够提供更高的音质,甚至在比特率降低50%的情况下仍能正常传输,从而实现在低码率传输条件下,提供更高质量的音频,降低了TWS耳机的传输功耗。并且发射端可直接同时连接TWS左右单元,大大降低了延迟、提升稳定性。


喇叭单体层面,厂商有在尝试采用新的振膜材料,比如一些PET复合金属等。另外,也在尝试使用多单元设计,以拓展频宽,如多动圈,多动铁,以及圈铁等方式。三星Galaxy Buds+ 采用了全新的双动圈扬声器系统。亚马逊Echo Buds 采用楼氏双动铁单元。Anker 的Soundcore Liberty 2 Pro 采用了同轴圈铁单元。


合适的目标频响曲线,除了哈曼曲线外,各大厂家也会根据自己的目标用户人群做调研,确定对应产品的调音频响曲线。行业通用的声学测试系统Soundcheck已经把哈曼目标曲线以及打分内置在系统中。



03


通话降噪


通话降噪目前主要通过多麦克风阵列+降噪算法实现。另外骨传导拾音技术也应用越来越广泛,Airpods和华为Freebuds3都采用了。


另外一种方案为AI通话降噪,通过场景分析与深度学习结构,实时分离人声和背景噪音,从而从环境噪声中提取清晰的人声。当然受限于耳机芯片的计算能力,功耗限制,延时要求等,必须要做适当的简化处理。


声加科技的SVE(Soundplus Voice Enhancement) AI降噪技术方案。



04


低功耗


TWS耳机由于是无线和移动状态,需要靠内置电池供电。所以和手机一样,需要长续航时间,这样用户体验才好。


三星Galaxy Buds+的续航从Galaxy Buds的13小时,升级到22小时。使用体验明显升级,虽然一个喇叭变到两个喇叭后音质基本没变。



05


低延时


TWS耳机的延时正常使用都是比较高的,比如>150ms。听音乐打电话一般不影响。


看视频时会有一定影响,音画不同步。现在主流视频软件检测到用户在使用包含TWS耳机在内的无线耳机时,都对画面进行了一定的延时处理,所以目前也不会有明显感知问题。


但游戏/VR等低延时场景,无线耳机的延时会影响体验,所以需要针对这些场景做一定的优化。高通已推出针对游戏场景的aptX Adaptive 音频编码器技术,号称可将声音延迟控制在50- 80ms。


06


主动降噪


主动降噪主要分为前馈式和复合式(前馈+反馈)。目前主流TWS耳机芯片厂家,比如苹果,络达,恒玄,高通,瑞昱等最新的产品都已经支持主动降噪。


各家都在降噪深度,频宽,舒适性,场景自适应等方向不断优化,提升用户体验。


07


智能语音


TWS耳机普及,为智能语音助手提供了一个新的载体和入口。耳机的麦克风相对离人嘴距离很近,再加上骨传导拾音传感器,语音唤醒和语音识别准确率较高。 但对芯片要求也更高,需要在低功耗下兼顾算力。



08


透传助听


透传和助听是指戴上耳机后,也可以将环境声音传入耳内。这样在听音乐时更安全,且不会错过一些重要信息,比如广播/鸣笛/警报等。

一种方式是通过算法,将外侧麦克风拾取到的信号叠加到扬声器中。一种方式是通过电动阀门打开一个小缺口,让声音传入。



09


健康监测


TWS耳机因为与人体直接接触,且使用频率高。目前,一些厂家开始考虑整合GPS,心率传感器,体温传感器,血氧饱和度检查,跌倒监测,其他生理传感器等,使得用户可以随时记录自己的健康状况。


Jabra Elite Sport 配备了入耳式精密心率监测器,可以进行心率和最大摄氧量的监测,跟踪并分析,同时在锻炼过程中提供实时的个性化音频指导。



10


防尘防水


TWS应用场景非常多,所以对耳机的防尘防水的要求更高,比如下雨时使用/跑步/健身等。

防尘和防水的功能和手机类似,主要通过结构设计,以及防水透气膜实现。



11


抗菌


TWS耳机因为需要长期佩戴,而耳内油脂分泌较多,容易滋生细菌,不利于健康。目前大家也在研究抗菌的材料,或者考虑在耳机盒中增加紫外灯(比如

LG TONE Free)。



来源:声学号角
通用电子消费电子芯片通信声学爆炸材料控制
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首次发布时间:2022-11-01
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