文｜ IT時(shí)報(bào)記者 林斐
編輯｜林斐 挨踢妹
蘋果9月上新中，更新時(shí)間間隔最長的是AirPods Pro 2，第一代AirPods Pro發(fā)布于2019年10月，距現(xiàn)在已經(jīng)近3年。
蘋果表示搭載了新芯片H2后，AirPods Pro 2的降噪能力比前代高兩倍。為什么芯片的變化會(huì)帶來如此大的提升？AirPods Pro 2這樣的TWS（真無線藍(lán)牙）耳機(jī)的降噪能力究竟取決于哪些因素？這次就來說一說。
名詞術(shù)語搞清楚
在說明之前，先來看看現(xiàn)在TWS（真無線藍(lán)牙）耳機(jī)產(chǎn)品營銷中常見的幾個(gè)詞——主動(dòng)降噪、被動(dòng)降噪、通話降噪（AI通話降噪）、ANC、ENC、DSP、CVC等等。
主動(dòng)降噪=ANC，它是利用耳機(jī)內(nèi)的麥克風(fēng)，主動(dòng)采集外界噪音，按照降噪算法讓芯片進(jìn)行即時(shí)處理，從而產(chǎn)生與外界噪音相位相反、振幅相同的聲波，再與外部噪音相互抵消掉，最后用戶會(huì)聽到處理后的悅耳聲音。
被動(dòng)降噪與耳機(jī)內(nèi)的元件和算法無關(guān)，其效果取決于耳機(jī)的物理結(jié)構(gòu)和材質(zhì)，比如頭戴式耳機(jī)（壓耳式和耳罩式）耳機(jī)的被動(dòng)降噪效果要比TWS耳機(jī)差。原因在于后者佩戴時(shí)發(fā)聲單元是塞入耳道，而前者無法避免外界噪音進(jìn)入耳朵。在TWS耳機(jī)中又分為半入耳和入耳式，蘋果AirPods屬于半入耳式，而AirPods Pro就是入耳式，入耳式耳機(jī)佩戴時(shí)塞入耳道后比較緊密，所以被動(dòng)降噪效果更好。另外更換TWS耳機(jī)的不同材質(zhì)、尺寸的耳機(jī)帽，也能有效提升被動(dòng)降噪的效果。
ENC最早應(yīng)用在游戲耳機(jī)領(lǐng)域，主要利用雙麥克風(fēng)測算使用者聲音方位，在收音的同時(shí)，抑制環(huán)境中的噪音。據(jù)說能有效抑制90%的背景環(huán)境噪聲，降低環(huán)境噪聲最高可達(dá)35dB以上。
DSP降噪主要是針對高、低頻噪聲。DSP降噪的原理和ANC降噪相似，不同點(diǎn)在于，DSP降噪正反向聲波直接在系統(tǒng)內(nèi)部相互中和抵消。
CVC原來是CSR公司的通話降噪技術(shù)，CSR被高通收購后，CVC技術(shù)已經(jīng)被廣泛集成在高通芯片的聲音相關(guān)解決方案中。它的原理是通過副麥克風(fēng)拾取所有背景噪音、主麥克風(fēng)接收說話者的聲音，然后將接收到的環(huán)境噪音通過算法消除，加強(qiáng)語音清晰度，約可降低35—40dB的環(huán)境噪音。
AI通話降噪其實(shí)是其他廠商開發(fā)的，類似CVC通話降噪技術(shù)，但與CVC一樣，無法解決使用者在聽音樂、看視頻等情況下的降噪需求。
降噪芯片等于基礎(chǔ)能力
芯片+算法+設(shè)計(jì)+硬件=優(yōu)秀的主動(dòng)降噪能力。
藍(lán)牙耳機(jī)的空間有限，使用主控芯片都是SoC類型，即一塊芯片實(shí)現(xiàn)多種功能。早期的藍(lán)牙耳機(jī)芯片只有藍(lán)牙連接傳輸、音頻處理、操作控制等基礎(chǔ)功能。但隨著2016年蘋果AirPods帶火TWS（真無線藍(lán)牙）耳機(jī)，2019年推出AirPods Pro后，大多數(shù)廠商愈發(fā)重視耳機(jī)降噪能力?，F(xiàn)在藍(lán)牙主控芯片都已經(jīng)擁有多核CPU，還增加了AI語音、智能主動(dòng)降噪等功能。
除了蘋果和索尼等少數(shù)幾家企業(yè)的藍(lán)牙降噪耳機(jī)采用自主研發(fā)芯片之外，其他大部分廠商都是采用上游供應(yīng)商的芯片。目前主動(dòng)降噪藍(lán)牙SoC芯片的供應(yīng)商有高通、恒玄、聯(lián)發(fā)科（絡(luò)達(dá)）、炬芯、中科藍(lán)訊等，其中前三者占據(jù)了市場較大的份額。一般來講，采用高通芯片的TWS耳機(jī)售價(jià)高一些，但部分品牌的高端耳機(jī)也有采用恒玄的芯片，判斷耳機(jī)有沒有采用高通芯片的最簡單標(biāo)準(zhǔn)是，是否支持高通獨(dú)家APTX藍(lán)牙音頻。
自研算法提升降噪效果和功能
關(guān)注和使用過TWS降噪耳機(jī)的消費(fèi)者可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，采用同款藍(lán)牙芯片、外形和結(jié)構(gòu)類似的藍(lán)牙耳機(jī)，降噪效果差距非常明顯，其中一個(gè)重要原因在于算法。
芯片廠商在銷售藍(lán)牙芯片的同時(shí)會(huì)提供“整體解決方案”，在行業(yè)內(nèi)被稱之為公版，包括芯片規(guī)格書、參數(shù)手冊、故障處理方案以及降噪算法。
耳機(jī)廠商在拿回整套方案后，會(huì)根據(jù)元件和設(shè)計(jì)，在廠商的基礎(chǔ)算法上進(jìn)行二次開發(fā)，增加功能、調(diào)整降噪效果。比如現(xiàn)在日益流行的可調(diào)式降噪級別或自適應(yīng)降噪的技術(shù)，前者可讓使用者在配套App調(diào)整耳機(jī)的降噪深度；后者則是透過芯片與算法配合，讓耳機(jī)自動(dòng)根據(jù)環(huán)境噪音等級智能調(diào)整，在嘈雜公共交通環(huán)境中，自動(dòng)開啟深度降噪，在室內(nèi)環(huán)境中，開啟輕度降噪，從而有效保護(hù)耳朵聽力。
不重視研發(fā)的廠商則會(huì)拿著公版直接生產(chǎn)，這就造成采用相同芯片的耳機(jī)，降噪效果不同。因此，芯片+算法都能自主搞定的廠商，比如蘋果、索尼在降噪效果方面的優(yōu)勢就比較明顯。但也不是廠商的二次開發(fā)對降噪效果都是正向優(yōu)化，專業(yè)音頻產(chǎn)品評測網(wǎng)站就在拆解評測時(shí)發(fā)現(xiàn)，某款國產(chǎn)降噪耳機(jī)經(jīng)過廠商的調(diào)整后，降噪效果與公版耳機(jī)相比，不升反降。
技術(shù)特點(diǎn)決定麥克風(fēng)數(shù)量
前面已經(jīng)提到不同設(shè)計(jì)類型的耳機(jī)被動(dòng)降噪能力各有強(qiáng)弱，但精心設(shè)計(jì)的頭戴式耳機(jī)、半入耳式耳機(jī)降噪效果會(huì)好于粗制濫造的入耳式耳機(jī)。比如索尼的WH-1000XM5、XM4頭戴式無線降噪耳機(jī)、Bose700、QC系列頭戴式藍(lán)牙耳機(jī)的降噪效果都有口皆碑。
除了主控芯片之外，麥克風(fēng)對于主動(dòng)降噪的效果也十分重要。主動(dòng)降噪根據(jù)拾音麥克風(fēng)位置的不同，分為前饋式主動(dòng)降噪、反饋式主動(dòng)降噪以及兩者結(jié)合的混合式。
前饋式降噪主要是透過耳機(jī)最外側(cè)的降噪麥克風(fēng)采集環(huán)境噪音，將噪音信號送到主控芯片以處理和轉(zhuǎn)換成反向聲波信號，優(yōu)點(diǎn)是具有較多處理時(shí)間，所以適合用來降低頻率落在 1—2Khz 的高頻噪音，也因位置更靠外，它對風(fēng)聲處理更為敏感，不僅能夠避免較高頻率振蕩，也能防止風(fēng)切聲。
反饋式降噪麥克風(fēng)位于耳機(jī)中的發(fā)聲單元附近，由于具有定位精準(zhǔn)且能夠檢測耳內(nèi)噪聲的優(yōu)勢，因此可快速調(diào)整語音信號，提升消噪反應(yīng)時(shí)間，同時(shí)也能處理較為寬廣的音頻頻率。
混合式降噪則同時(shí)結(jié)合前饋與反饋式降噪的優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在主動(dòng)降噪的TWS耳機(jī)左右耳機(jī)內(nèi)外側(cè)都會(huì)有一組麥克風(fēng)，合計(jì)為4個(gè)降噪麥克風(fēng)，也有更高端的產(chǎn)品會(huì)在左右耳機(jī)中多加一個(gè)降噪麥克風(fēng)，以起到更好的效果。
排版／ 季嘉穎