音频芯片麒麟A2问世,全球首款Polar码技术,实现超CD级无损音质
华为新品发布会,值得我们关注的第二件事儿,就是麒麟A2。很明显,这是一个来自华为海思的芯片。
麒麟A2是一颗音频芯片,搭载于华为最新的耳机FreeBuds Pro 3中,也是全球首款支持Polar码技术的音频芯片。
Polar码是一种新型的信道编码技术,也是星闪的核心技术,其特点是能够达到信道容量的极限,具体是利用信道极化现象,将多个相同的信道组合起来,经过多次变换后,会形成一些极好的信道和一些极差的信道。然后,将信息位分配给极好的信道,而将冗余位分配给极差的信道,从而实现高效的编码。
业界公认的CD级无损音乐传输码率为1.41Mbps,依托于麒麟A2,华为FreeBuds Pro 3实现了1.5Mbps无损音频传输,也就是传输码率超过1.41Mbps,进而耳机达到了超CD级无损音质体。
说到这儿,就不得不提L2HC,它是我国首个高清无线音频编解码标准,由近四十家单位参与制定,华为是主要贡献者。
相比传统的ACC,L2HC有着明显的技术优势,例如:L2HC将音频传输码率扩展至64-1920kbps,支持96kHz/24bit高清音频传输;支持细腻平滑的自适应码率切换,在商场、机场等强干扰环境中仍能给用户提供稳定的高清音频体验。并且,还可兼容蓝牙、星闪等传输技术。
总之,L2HC是全球首个统一架构、全码率无线音频编解码标准,在传输速率、抗干扰、兼容性等多个方面,实现了遥遥领先。
华为的FreeBuds Pro 3作为基于L2HC标准方案的第一款TWS耳机产品,现了1.5Mbps码率,这也标志着无线耳机真正进入高保真无损音质的新时代,中国科技产品再次引领了世界。
而对于无线耳机来说,功耗也是至关重要的,那么麒麟A2相比麒麟A1,功耗降低了50%,使得耳机的续航能力变得更强。
那么总结的来说,FreeBuds Pro 3是无线耳机领域划时代的产品,具有重要意义。同时,在它的身上集成了当下全球最先进的音频芯片麒麟V2、最先进的无线传输技术星闪、最先进的高清无线音频编码,无一例外的证明了中国科技的实力,也是在向全世界宣告,只要我们中国人想做,就一定能做到最好。
揭秘华为四大音频技术底座:自研麒麟A2芯片、无损传输、超感知原声双单元、降噪算法
智东西
作者 | 程茜
编辑 | 心缘
智东西11月23日报道,今天下午,华为展示了音频最新自研技术成果,以及HUAWEI FreeBuds Pro 3背后的黑科技。
华为在音频领域已经拥有芯片、传输、声学、算法四大技术底座,芯片方面自研了麒麟A2芯片,传输方面达到1.5Mbps无损传输,声学方面搭载了超感知原声双单元,算法方面采用了降噪算法。
HUAWEI FreeBuds Pro系列已经发布了三代产品,2020年第一代入耳式旗舰耳机HUAWEI FreeBuds Pro发布,搭载麒麟A1芯片;2022年HUAWEI FreeBuds Pro 2发布,具备超感知原声双单元;2023年发布了搭载华为自研麒麟A2芯片,并应用星闪连接核心技术Polar码的HUAWEI FreeBuds Pro 3。
目前,华为整合了全球研发资源,建立了7所研发中心,超千人的音频团队中包含150名研发博士。TWS领域华为拥有401项发明专利、110项外观专利、38项实用新型专利。
HUAWEI FreeBuds Pro 3全链路还原了音质,实现了超CD级无损音质、高清空间音频2.0、静谧通话2.0、智慧动态降噪3.0。
华为在音频领域,面向消费者已经提供了入耳式耳机、半入耳式耳机、智能眼镜,为了满足用户在其他场景的需求,华为预计今年年底发布一款开放式耳机。
一、全链路还原音质,自研麒麟A2芯片
华为终端BG音频与智能配件产品线总裁刘东方谈道,好的耳机是声音的桥梁。HUAWEI FreeBuds Pro 3全链路还原了音质,实现了超CD级无损音质、高清空间音频2.0、静谧通话2.0、智慧动态降噪3.0。
他还提到,全链路还原音质就要将音源、编码、传输、解码、单元、人耳每个环节都做好。
那么应该如何更好的还原音质?
在编解码方面,CD级的无损音质标准与采样频率、采样位深、声道数有关。刘东方称,CD级无损的无损传输码率至少要大于1.4Mbps,也就是44.1KHz的采样频率、16bit的采样位深、双声道相结合。
基于此,华为自研了L2HC 3.0编解码,能实现1.5Mbps的编码带宽,能达到CD级无损音质标准。刘东方透露,L2HC 3.0编解码背后有两个专利技术,分别是高效bit分配编码技术、自适应融合切换层技术,能保证在强干扰环境下,耳机可以自身调节编码速率。
耳机在传输声音的过程中,想要做到无损传输就需要具有大带宽、强抗干扰能力,刘东方解释说,带宽可以比作高速公路,这条“高速公路”越宽,也就意味着声音传播的细节更多。
麒麟A2芯片采用4MHz的QPSK编码,能实现8M的物理带宽,传统蓝牙采用4MHz的QPSK编码,物理带宽为2M。
在抗干扰方面,华为的音频研发团队发现,Polar码效率最高,刘东方称,Polar码的编码效率接近于香农极限,基于此,相比于友商产品,麒麟A2芯片的传输抗干扰能力提升2倍,室内外传输距离提升了20%左右。
发声单元要实现无损音质重放需要考虑三个方面,低音澎湃、高保真、高瞬态。
因此,HUAWEI FreeBuds Pro 3的超感知原声双单元优化了腔体、结构、磁路。腔体上实现了全新高顺性腔体设计,使得低音增强30%;结构上采用了双磁路四磁铁的对称结构,综合失真THD小于0.5%;磁路方面采用海尔贝克3+1磁路、平面音圈振膜,声音衰减T30约等于1毫秒。
二、空间音频、通话降噪……全提升,主动降噪效果提升50%
HUAWEI FreeBuds Pro 3实现了高清空间音频2.0、静谧通话2.0、智慧动态降噪3.0。
刘东方称,好的音质需要空间感,这与声道丰富、声场真实、声像精准有关。
HUAWEI FreeBuds Pro 3采用7.1.2声道;在声场方面,华为对音乐、有声书、电影院等场景进行了声学环境分析,采样精度提升了88%;声像精准方面华为提升了芯片算力,使得耳机能根据用户头动快速反应,再加上其搭载的六轴姿态传感器,时延降低了25%。
在还原通话者声音方面,刘东方谈道,一般来说人们通话的人声会被高噪污染、风噪污染淹没,因此,耳机需要消除噪声污染,只保留人声。
HUAWEI FreeBuds Pro 3采用了四麦克风通话降噪系统,其中包含三组麦克风,骨导VPU麦克风使得拾音能力提升了2.5倍,耳机外部的两个麦克风,能定向拾取气传导语音,耳机内部的两个麦克风,能拾取更纯净的耳内音乐。
再加上多通道DNN降噪算法,HUAWEI FreeBuds Pro 3的通话降噪效果提升了50%,语音保真度提升50%,场景覆盖率提高40%。
此外,为了提升算法能力,华为采集了全国各种各样的语料采样数据,覆盖60多个场景,在专业实验环境下,进行了3000小时的通话测试。
刘东方还透露,降噪的核心包括声学设计和精准计算两个方面。TWS耳机通过声学设计让耳机更加精准检测到外界的噪声,再通过精准计算提供反向声波,与外界声音相抵消实现降噪。
声学设计上,华为进行了1000多次的防风设计方案实验、1000多次的声学架构方案实验与1万多次的耳道数据采集优化耳塞设计。
精准计算方面,华为在佩戴、噪音、耳道结构方面进行了训练,包括对100多种佩戴状态建模、采集1万多条用户耳道数据、进行了1万多次噪音调试优化。
基于算力提升50%的麒麟A2芯片、大数据建模自适应降噪算法,HUAWEI FreeBuds Pro 3的主动降噪能力提升了50%。
结语:TWS耳机市场饱和,技术护城河打造差异化优势
TWS耳机市场经历了市场的快速增长期,如今市场的增速放缓。从需求侧来看,用户对于TWS耳机提供的音频体验、降噪效果、智能交互等特性的要求越来越多,这也对TWS耳机厂商提出了更高的要求。
当下,如何提升TWS耳机等音频设备的性能已经成为激发用户购买需求的关键,华为依托其在音频领域的技术积累,打造了芯片、传输、声学、算法四大自研技术基座,并在这之上不断深耕TWS耳机的产品性能,或许能进一步激发用户的更新换代需求。
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