传感器在TWS耳机中的应用

  一项音频产品使用报告显示,消费者对音频设备中音质差异的认知不断提高,对在设备上获得最佳音频体验的期待也在提升。自适应主动降噪、语音增强、空间音频等是提升TWS耳机用户体验的主要因素,这些技术背后都有运动传感器的身影,包括加速度传感器、陀螺仪和磁力计等。

                                                              

                                 运动识别,辅助增强自适应主动降噪功能

   TWS耳机的主动降噪功能早已深入人心,当用户在飞机等噪音较大且恒定的环境中使用此功能,可有效减少噪声获得轻松的听音乐体验,还能避免过大音量对耳朵的伤害。当用户需要在多个场景,如在城市街道、餐厅等噪声不断变化的环境中切换时,为获得良好的听觉体验,就需要使用自适应主动降噪(Adaptive active noise cancellation)。相对于主动降噪,自适应主动降噪会增加一个软件处理器,可以通过算法计算根据周围环境自动调整降噪等级。

    除了算法,运动传感器也能增强自适应主动降噪功能。运动传感器提供的信息可以帮助更好了解用户正在进行的活动,并相应地调整其功能。BHI380这是一款基于IMU的可编程传感器系统,结合了陀螺仪和加速度计,可识别走路、跑步等各种运动状态。比如经系统识别分析后是在通话,那么就自动激活噪音消除功能,或是在多人谈话环境中启用通透模式,以便听到外部声音加入到谈话中。

                                硬核加速度传感器助力提高通话质量

    语音活动检测(VoiceActivity Detection, VAD)指的是检测人类语音并判断是否在说话的技术,MEMS传感器可用于监测语音,如骨传导传递的声音振动,并相应地激活麦克风。麦克风只有在用户说话时才会激活,这可以优化功耗。借助该技术实现的语音增强功能,可使用MEMS传感器从环境噪声中区分和分离噪音,以实现清晰的通话。


    BMA550既是一种加速度传感器,也是一种声音传感器,可用于感测骨传导语音。语音活动检测到通话时,可启动语音增强功能,智能“语音增强”功能可以过滤掉通话过程中的噪音,并放大说话者的声音。这意味着即使在嘈杂的环境中,对方始终能清楚听到说话者的声音。

                      空间音频功能背后的IMU传感器

    空间音频也叫3D音频,是指使用沉浸式音频技术,以人为音场核心,精准呈现出三维空间的声场效果,还原出更具现场感、距离感、方向感、移动感的音乐体验。

    头部追踪技术让空间音频体验成为可能,用户打开空间音频里的头部追踪功能,点开一首歌,得益于耳机中陀螺仪对头部位置的抓取,当用户往左边转动头部后,能感觉到在正前方传来的声音将逐渐转移到右耳,头部的转动会带来双耳听音的差异,主打一个身临其境的感觉。

    在TWS耳机中,BHI380中集成的陀螺仪和加速度传感器,能准确感知用户的头部运动。在地磁传感器BMM350的配合下,可精确估计用户头部方向,从而使设备可以调整相应调整声音。

                                                               
                      
    TWS耳机竞争日益激烈,差异化永远是取胜的王道。聚焦特定细分场景应用,推出对佩戴舒适度要求高的半入耳或者开放式耳机、持续提升音频体验等构成了在竞争中取胜的关键。

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参考来源

bosch-boschsensortec:

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