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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(lái)源:榮泰電子瀏覽:3855

    骨聲紋傳感器可廣泛應用于TWS耳機、智能手表、手鐲、VR/AR、醫療、軍事等領(lǐng)域,具有獨特的上升降噪、語(yǔ)音喚醒和骨紋ID功能。預計到2023年,骨聲紋傳感器的市場(chǎng)空間將達到20億元。然而,長(cháng)期以來(lái),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(píng)果、華為和VIVO的旗艦TWS產(chǎn)品使用此類(lèi)傳感器。市場(chǎng)迫切需要類(lèi)似的國內替代品。

    本文帶您詳細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(lái)區分。[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(lèi),你就會(huì )對耳機的降噪理解產(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(yǔ)。在網(wǎng)絡(luò )中,專(zhuān)家定義的設備越大,就越依賴(lài)于向上。信號從小設備發(fā)送到大設備,稱(chēng)為向上信號,否則成為向下信號。例如,耳機比手機小,所以手機在上面,耳機在[敏感詞],從耳機像手機一樣發(fā)送的信號是向上信號,反之亦然。

    在通話(huà)過(guò)程中,語(yǔ)音是我們真正想要傳遞的有用信號(術(shù)語(yǔ)),而有用信號以外的聲音,如周?chē)?、機械設備、風(fēng)噪聲等,被稱(chēng)為無(wú)用信號。所謂的向上噪聲,是指接收器(耳機麥克風(fēng)等接收傳感器)接收到的無(wú)用信號,所謂的向上降噪是通過(guò)一系列技術(shù)手段,讓接收器(耳機麥克風(fēng)、骨傳導傳感器、聲音編碼器等一系列設備及相關(guān)算法)盡量減少無(wú)用信號,同時(shí)保留有用信號。

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

    總結上行降噪和下行降噪的區別,前者是讓對方聽(tīng)清楚,后者是讓自己聽(tīng)清楚。

    市場(chǎng)上的大多數產(chǎn)品上升降噪方面沒(méi)有太大努力。畢竟,大多數用戶(hù)得到耳機的[敏感詞]感知是聽(tīng)效果。在電話(huà)中,如果對方聽(tīng)到噪音,用戶(hù)可能會(huì )認為這是由于手機信號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(guò)耳機結構包圍耳朵形成一個(gè)封閉的空間,或使用硅膠耳塞和其他隔音材料來(lái)阻擋外部噪聲,以達到降噪效果。也就是說(shuō),耳朵通過(guò)物理方式與外部環(huán)境隔離,以減少外部環(huán)境噪聲(無(wú)用信號)對有用信號的干擾。常見(jiàn)的方法是在下圖中佩戴耳機,以包裹耳朵。此外,還有耳機,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。

    頭戴式耳機和入耳式耳機一起被稱(chēng)為封閉式耳機或封閉式耳機,對應于開(kāi)放式耳機。與開(kāi)放式耳機相比,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)應首先拾取外部環(huán)境聲音,識別環(huán)境聲音中的噪聲部分(下圖右上角的粉紅色信號),然后系統產(chǎn)生與噪聲相反的信號(下圖右上角的紫色信號),然后通過(guò)揚聲器發(fā)送主動(dòng)產(chǎn)生的聲音生成的信號與噪聲范圍相同,但相反的相位(可以理解為電荷正負相反),兩個(gè)信號疊加后,它們將相互中和(右下角的兩個(gè)信號疊加后歸零)

    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,大多數主動(dòng)降噪耳機必須使用封閉式耳機,華為Freebuds3是業(yè)內[敏感詞]款半開(kāi)放式主動(dòng)降噪耳機。

    為什么大多數主動(dòng)降噪耳機都是封閉的?正如前面提到的,降噪電路需要識別噪聲和非噪聲,從而產(chǎn)生噪聲鏡像信號,因此降噪電路需要比較兩個(gè)不同信號源的聲音,一個(gè)來(lái)自耳機,一個(gè)來(lái)自耳機,前者含有噪聲,后者不含噪聲,兩個(gè)聲源差異越大,越容易識別噪聲,越容易達到更好的降噪效果。對于封閉式耳機,主動(dòng)降噪更容易實(shí)現,對于開(kāi)放式耳機,要達到與封閉式耳機相同的降噪水平,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)內首次在半開(kāi)放式耳機上實(shí)現了主動(dòng)降噪。

    1.3.環(huán)境降噪和通話(huà)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(chǎng)景。我們談?wù)撓蛏辖翟牒拖蛳陆翟胫g的區別,前者是為了讓對方清楚地問(wèn),后者是為了讓自己清楚地聽(tīng)到。環(huán)境噪聲行業(yè)通常是指在向下場(chǎng)景中影響聽(tīng)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(tīng)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(tīng)清楚,而主動(dòng)降噪和被動(dòng)降噪只是為了讓自己聽(tīng)得更清楚。

    而電話(huà)降噪,必須是向上降噪,目的是讓對方聽(tīng)得更清楚。

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