近日,苹果发布了头戴式耳机 AirPods Max,这也是AirPods产品线首款头戴式降噪无线耳机。今天我们来聊一聊AirPods Max的主动降噪以及空间音频技术。
据悉AirPods Max采用Apple设计的40mm动圈式驱动单元,可提供丰富深沉的低音、准确的中音范围和清脆干净的高频扩展,使声音在整个可听范围内都实现超低的失真度。同时为了抵消多余的外部声波,AirPods Max 总共六个外向式麦克风检测环境噪声,用两个内向式麦克风感知你聆听的内容。另外,在打电话时,波束成形麦克风还有助于将语音从背景噪音中分离出来。

主动降噪技术全解析
RS550,内部是四路单刀单掷开关,由于采用了耗尽型的MOS工艺,其与正常的模拟开关逻辑相反,表现为存在VCC电源电压时,开关内部断开以隔离两端信号,而没有VCC电源电压时,开关内部闭合。RS550的导通电阻是0.5Ω,导通电阻的平坦度为0.01Ω,可以有效的降低驱动耳机喇叭这种低阻抗器件时产生的音频失真。RS550最大的应用场合是在降噪耳机中,Line in 输入信号与降噪芯片自身输出信号的切换或者隔离。

测试条件:32Ω负载,信号源为音频分析仪 AP525。

Figure 1 RS550的音频交流参数

Figure 2 RS550 THD+N与输入电平的关系曲线

Figure 3 RS550 THD+N与频率的关系曲线

Figure 4 RS550通道的隔离度曲线
RS550最典型的应用框图如Figure 5所示,与降噪芯片的差分输出属于并联关系,Line in 输入信号一般是单端的,而降噪芯片输出一般是差分的,所以连接方式需要 RS550 隔离开。

Figure 5 RS550典型应用框图
RS550提供WLCSP12和QFN3x3两种封装,既能满足耳机系统小型化的面积要求和兼容性要求,也特别为研发调试和生产加工的便利性和良率考虑,提供QFN3x3封装。

Figure 6 RS550 WLCSP封装和QFN封装
空间音频
AirPods Max 具备空间音频功能,通过动态头部追踪,在整个虚拟空间里布置声场,为 5.1、7.1 和杜比全景声内容。空间音频同时利用 AirPods Max 中,以及 iPhone 或 iPad 中的陀螺仪和加速感应器,追踪用户头部以及设备的移动,比较运动数据,然后重新映射声场,即便用户移动头部,声场依然来自用户设备。
空间音频绝对是MR眼镜必备功能,苹果一直在研发新的音频空间格式。就像对ARKit的3D模型(usdz)所做的那样,Apple正在开发一种新的音频格式,即使在用户移动,戴着“ Apple Glass ”或其他AR设备时,也可以更轻松沉浸式地在用户周围放置“3d声音”。
具体来说,Apple希望建立一种音频格式,例如.MP3或.AAC,并结合了AR所需的额外空间信息。该格式不仅需要包含实际的音频,而且还远远超出在立体声图片的左侧还是右侧播放元素的范围。苹果以前曾与皮克斯合作开发一种名为USDZ的格式,该格式用于将音频放置在用户周围的3D空间中。

“在增强现实(AR),虚拟现实(VR)和混合现实(MR)应用程序中产生三维(3D)声音效果是具有挑战性的……因为现有的音频格式最初是为在物理环境中产生3D声音而设计的具有固定的扬声器位置和固定的听众。”
苹果将AR,VR和MR统称为“模拟现实”(SR),并表示希望在许多现有3D音频格式的基础上发展。例如,旨在产生3D声音的空间音频格式包括MPEG-H 3D音频标准,HOA空间音频技术和DOLBY ATMOS环绕声技术。

苹果公司提出的解决方案是创建一种格式,该格式类似于.m4v和.mp4是将不同元素组合在一起的格式。对于苹果公司对空间音频的新要求,该公司建议创建一个音频资产库,其中包括资产元数据,使模拟现实(SR)应用程序开发人员能够为SR应用程序编写声音。”
苹果公司说:“音频经过了格式化,包括音频数据,这些数据编码了能够被编入SR应用程序的声音,以及资产元数据,不仅描述了声音的编码方式,而且还描述了SR环境中听众的感受。
另外Facebook Reality Labs研究小组之前也分享了一些关于AR的音频项目。该小组的目标是将技术融入到AR眼镜中,通过在嘈杂的环境中轻松隔离对话声音,增强你的听力,并能够重现虚拟声音,让它们看起来像是来自你周围的真实世界。自定义的HRTF是提供这种体验的关键,它是每个人根据头部和耳朵形状听到声音的独特方式的数字版本,但这个过程既耗时又昂贵。该团队正在研究一种可扩展的解决方案,可以从你的耳朵的一张简单照片生成精确的HRTF。
不管是苹果还是FaceBook,都在一步步围绕ARVR来迭代相关技术,未来的AR眼镜或是AR应用也会因为这些细节技术(空间音频等)更加沉浸、更加现实,带来更好的用户体验!
