声加科技亮相IDAIE数字音频展：应对行业痛点，全方位推进智慧降噪

近日,由中国电子音响行业协会、中国声学学会、深圳市音响行业协会指导,深圳市西易斯展览有限公司承办的“2021年第三届深圳国际数字音频产业展”落幕,本次展览吸引了300多家参展商,以及100多项具有自主知识产权的全球最新产品和前沿技术首发亮相。

展会期间,举办了国际数字音频技术交流大会,涵盖《声学楼》论坛50多个专题。大会以“智领时代,声创未来”为主题,围绕数字科技高新技术领域展开,并就数字科技在音频产业的生态和未来音频技术的发展趋势进行了深入探讨。

展会上声加科技携多个耳机音频解决方案亮相,吸引了现场大批观众的交流互动。在“TWS耳机发展高峰论坛”上,声加科技首席算法工程师杨鹤飞以《耳机上的噪声算法》为题,介绍了声加团队在ENC和智慧降噪方面的最新研发进展,尤其是在风噪优化、sANC与透传性能提升中取得的一些成果,并分享了声加科技对智能听觉行业未来发展趋势的展望。

语音通话、降噪成为TWS用户新刚需

根据《2020年音频产品使用现状调查报告》,无线耳机的需求从高到低,包括听音乐、看视频、语音通话、收听有声读物、视频通话、降噪等。除了听音乐占比以绝对比例领先外,语音通话、主动降噪等需求也在逐步上升,成为用户的新刚需。因此,通话降噪的升级处理,以及备受关注的ENC技术、风噪场景表现、还有各种分散使用场景和动态变化的用户需求,成为行业重点关注的趋势,也是各大厂家纷纷聚焦,希望解决的痛点。

作为智能听觉的引领者和创新者,声加科技也在不断思考如何把产品做到让用户能体验到更好的状态。因此,声加科技针对这些痛点问题进行研发,并提出了解决方法。

从提升低频降噪到增强语音质量,多方位提升ENC性能

ENC(环境降噪技术)是业界广泛应用的降噪技术之一,能有提升噪声环境下的通话效果,将反馈麦克风或者VPU应用于ENC可以显著增强降噪效果。但是,声加科技在ENC算法的开发过程中发现了两个重要问题:一是佩戴不好时,FB/VPU信号带宽窄导致ENC性能很差;二是低信噪比时噪声消除不干净。

关于这两个问题的解决方案,杨鹤飞进一步阐述:第一,根据不同佩戴时FB/VPU的信号差异,结合动态补偿与AI后处理提升低频降噪与音质; 第二,结合声音的相位和幅度信息来进行非线性建模,保留清晰音色,噪声残余稳定舒适;第三,利用深度学习后处理技术降低残留噪声的影响,进一步提升增强语音质量。

从风噪优化、sANC场景区分到透传性能提升,“智慧降噪”改善用户体验

在ENC的开发过程中,声加科技还发现了风噪问题,杨鹤飞表示:“风噪问题不仅与 ENC有关,还和 ANC、透传有关系。举个例子,现在的耳机大部分都有ANC功能,在有风或者运动的情况下,空气快速流动,在外部mic处湍流产生风噪,风噪经过ANC或者透传处理进入耳机内,严重影响听音效果。如果这时关闭ANC ,风噪减弱了,却导致降噪、透传效果变差。为了解决降风噪与降噪强度、透传效果之间的矛盾,我们针对ANC和透传开展了相关工作,这就是智慧降噪。”

目前,声加科技针对“智慧降噪”主要进行了三方面的工作:风噪优化、sANC和透传。针对风噪优化,声加科技结合不同mic间的传递特性与统计特性,检测风力等级,再根据风噪等级,对ANC和透传进行相应优化,在降风噪与降噪强度、透传效果间获得更好的平衡。

sANC主要解决分场景降噪问题。目前市面上多数主动降噪耳机只有一套较深的ANC降噪模式,长久佩戴会产生负压感。部分多种降噪模式耳机则需要佩戴者手动调整不同模式,操作繁琐。“我们基于mic信号去分析环境噪声的能量分布,然后据此调用不同的ANC模式,自动切换,达到降噪深度与舒适性的平衡。”杨鹤飞解释。

声加科技携音频解决方案亮相本次展会

声加科技的sANC推荐区分场景有三种:深度降噪模式降噪量峰值位于100～200 Hz,适用于存在大音量、低频噪声的环境,如地铁内、繁忙的交通主干线等;均衡降噪模式降噪量峰值降低,但较均匀分布在1 kHz以下,带宽延展到1.5～2 kHz,适用于噪声较强、且在各频带能量分布较均匀的噪声场景,如候车厅、换乘站内、普通户外场景等;轻度降噪模式降噪量峰值限制在20dB以内,高频最好无抬升,适用于室内安静场景的降噪,如办公室、居家环境等。

透传功能是将聊天时的人声或外接警报声透传进来,以便于交流、提升安全性。目前主流透传处理是在ANC通路或低延时音频通路完成,二者各有利弊,ANC通路延时达到微秒级,透传效果好,但是难以添加辅助功能。低延时音频通路延时为毫秒级,会引起梳状滤波效应,优势是易于添加辅助功能。声加科技在研发透传的实现过程时发现有很多难点,包括人声自然、延时、声源定位、啸叫、耳闭效应、选择性透传、风噪,声加科技针对难点一一给出解决方案,促使透传性能达到最优。

目前,声加科技的智慧降噪研发成果正在针对客户产品进行工程化调优,不久后将推向市场。

多种传感器、场景个性化、内容创作新接口,智能听觉发展趋势多样

面对日新月异的智能听觉市场,未来的行业发展趋势也成为业内人士的关注焦点,对此,杨鹤飞博士分享了一些想法:“我认为智能音频算法未来一大趋势是结合多种传感器,以及半入耳式耳机ANC,针对此方面,声加科技也正在进行研发。此外,根据不同声音场景、声事件进行不同透传、降噪处理,根据不同佩戴者或者同一佩戴者的不同佩戴进行个性化处理,都可能是行业将要聚焦的领域。另外,在内容创作热度越来越高的背景下,耳机成为内容创作的接口,这也为音频行业的发展带来了一些新想象。”