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骨聲紋傳感器降噪的相關(guān)概念

發(fā)布時(shí)間:2022-03-24作者來源:榮泰電子瀏覽:4393

骨聲紋傳感器可廣泛應(yīng)用于TWS耳機(jī)、智能手表、手鐲、VR/AR、醫(yī)療、軍事等領(lǐng)域,具有獨(dú)特的上升降噪、語音喚醒和骨紋ID功能。預(yù)計(jì)到2023年,骨聲紋傳感器的市場空間將達(dá)到20億元。然而,長期以來,骨聲紋傳感器技術(shù)一直被國外壟斷,價(jià)格昂貴。到目前為止,只有蘋果、華為和VIVO的旗艦TWS產(chǎn)品使用此類傳感器。市場迫切需要類似的國內(nèi)替代品。

本文帶您詳細(xì)了解骨聲紋傳感器技術(shù)。

降噪相關(guān)概念。

降噪概念可以從不同的維度來區(qū)分。[敏感詞]個(gè)維度是向上和向下,第二個(gè)維度是主動(dòng)和被動(dòng),第三個(gè)維度是環(huán)境和呼叫。如果你不清楚地理解降噪的分類,你就會(huì)對耳機(jī)的降噪理解產(chǎn)生很大的偏差。所以首先逐一解釋這些概念。

1.1.上下降噪。

向上/向下是通信行業(yè)的術(shù)語。在網(wǎng)絡(luò)中,專家定義的設(shè)備越大,就越依賴于向上。信號(hào)從小設(shè)備發(fā)送到大設(shè)備,稱為向上信號(hào),否則成為向下信號(hào)。例如,耳機(jī)比手機(jī)小,所以手機(jī)在上面,耳機(jī)在[敏感詞],從耳機(jī)像手機(jī)一樣發(fā)送的信號(hào)是向上信號(hào),反之亦然。

在通話過程中,語音是我們真正想要傳遞的有用信號(hào)(術(shù)語),而有用信號(hào)以外的聲音,如周圍人、機(jī)械設(shè)備、風(fēng)噪聲等,被稱為無用信號(hào)。所謂的向上噪聲,是指接收器(耳機(jī)麥克風(fēng)等接收傳感器)接收到的無用信號(hào),所謂的向上降噪是通過一系列技術(shù)手段,讓接收器(耳機(jī)麥克風(fēng)、骨傳導(dǎo)傳感器、聲音編碼器等一系列設(shè)備及相關(guān)算法)盡量減少無用信號(hào),同時(shí)保留有用信號(hào)。

所謂的向下噪聲是除了我們需要聽的所有有用的信號(hào)(比如手機(jī)上的音樂)之外的所有無用的信號(hào)。所謂的向上降噪是通過一系列技術(shù)手段,讓耳朵盡量只聽到有用的信號(hào)。

總結(jié)上行降噪和下行降噪的區(qū)別,前者是讓對方聽清楚,后者是讓自己聽清楚。

市場上的大多數(shù)產(chǎn)品上升降噪方面沒有太大努力。畢竟,大多數(shù)用戶得到耳機(jī)的[敏感詞]感知是聽效果。在電話中,如果對方聽到噪音,用戶可能會(huì)認(rèn)為這是由于手機(jī)信號(hào)差等其他原因造成的,不會(huì)太在意。

1.2.主動(dòng)降噪和被動(dòng)降噪。

被動(dòng)降噪是指通過耳機(jī)結(jié)構(gòu)包圍耳朵形成一個(gè)封閉的空間,或使用硅膠耳塞和其他隔音材料來阻擋外部噪聲,以達(dá)到降噪效果。也就是說,耳朵通過物理方式與外部環(huán)境隔離,以減少外部環(huán)境噪聲(無用信號(hào))對有用信號(hào)的干擾。常見的方法是在下圖中佩戴耳機(jī),以包裹耳朵。此外,還有耳機(jī),包裹不是耳朵,而是用橡膠和其他材料隔離耳道和外部環(huán)境。

頭戴式耳機(jī)和入耳式耳機(jī)一起被稱為封閉式耳機(jī)或封閉式耳機(jī),對應(yīng)于開放式耳機(jī)。與開放式耳機(jī)相比,前者具有更好的被動(dòng)降噪能力,但便攜性和佩戴舒適性較差,后者佩戴舒適性較高,但被動(dòng)降噪能力較差。

主動(dòng)降噪技術(shù)應(yīng)首先拾取外部環(huán)境聲音,識(shí)別環(huán)境聲音中的噪聲部分(下圖右上角的粉紅色信號(hào)),然后系統(tǒng)產(chǎn)生與噪聲相反的信號(hào)(下圖右上角的紫色信號(hào)),然后通過揚(yáng)聲器發(fā)送主動(dòng)產(chǎn)生的聲音生成的信號(hào)與噪聲范圍相同,但相反的相位(可以理解為電荷正負(fù)相反),兩個(gè)信號(hào)疊加后,它們將相互中和(右下角的兩個(gè)信號(hào)疊加后歸零)

可以看出,如果噪音被視為敵人,被動(dòng)降噪是一種防御,只是隔離和阻止敵人進(jìn)入耳朵。主動(dòng)降噪是識(shí)別敵人,主動(dòng)生成敵人的鏡像,兩者相遇,相互抵消(毒藥)。

主動(dòng)和被動(dòng)降噪不是相互排斥的關(guān)系,而是通常同時(shí)存在的。事實(shí)上,大多數(shù)主動(dòng)降噪耳機(jī)必須使用封閉式耳機(jī),華為Freebuds3是業(yè)內(nèi)[敏感詞]款半開放式主動(dòng)降噪耳機(jī)。

為什么大多數(shù)主動(dòng)降噪耳機(jī)都是封閉的?正如前面提到的,降噪電路需要識(shí)別噪聲和非噪聲,從而產(chǎn)生噪聲鏡像信號(hào),因此降噪電路需要比較兩個(gè)不同信號(hào)源的聲音,一個(gè)來自耳機(jī),一個(gè)來自耳機(jī),前者含有噪聲,后者不含噪聲,兩個(gè)聲源差異越大,越容易識(shí)別噪聲,越容易達(dá)到更好的降噪效果。對于封閉式耳機(jī),主動(dòng)降噪更容易實(shí)現(xiàn),對于開放式耳機(jī),要達(dá)到與封閉式耳機(jī)相同的降噪水平,要困難得多。

為了提高佩戴舒適性,華為Frebuds3做出了選擇,在業(yè)內(nèi)首次在半開放式耳機(jī)上實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)降噪。

1.3.環(huán)境降噪和通話降噪。

除了上述概念外,我們還經(jīng)??吹江h(huán)境降噪和呼叫降噪的概念。事實(shí)上,這兩個(gè)詞特別是指典型的向下和向上降噪場景。我們談?wù)撓蛏辖翟牒拖蛳陆翟胫g的區(qū)別,前者是為了讓對方清楚地問,后者是為了讓自己清楚地聽到。環(huán)境噪聲行業(yè)通常是指在向下場景中影響聽眾的環(huán)境噪聲。呼叫降噪,特別是指向上降噪,減少向上噪聲,讓對方聽得更清楚。

那么這些概念之間的關(guān)系是什么呢?

主動(dòng)降噪和被動(dòng)降噪必須是向下降噪。向下降噪是為了讓自己聽清楚,而主動(dòng)降噪和被動(dòng)降噪只是為了讓自己聽得更清楚。

而電話降噪,必須是向上降噪,目的是讓對方聽得更清楚。