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解密华为“声音美学”——一场全链路无损音频的升级革新

近些年,手机行业经历了无数次技术爆发期,也带动了周边产品、技术的迅猛跃进。比如说,高达百瓦的“急速”充电,音质直冲专业级的TWS耳机…在众多周边中,无线耳机的市场最具规模,细分品类涵盖生活、娱乐、商务、运动等诸多领域,成为“人手多个”的必备单品,也是所有手机品牌的“兵家必争之地”。

根据IDC数据显示,中国的无线蓝牙耳机市场在2023年上半年呈现出不同寻常的表现,上半年出货量4588万台,第二季度出货量达到2527万台,同比增长了9.9%,其中TWS“真无线耳机”品类最为强劲,贡献了3322万台的销量,推动了整个市场的回暖。

就在昨天,老马去在华为音频创新技术媒体沟通上听了一场音乐会,由中央音乐学院首席调音团演奏的维瓦尔第《冬》,等六首经典名曲直击人心、余音绕梁。实际上,TWS与气场恢弘的歌剧厅并不怎搭调,但是老马却深深沉浸在了华为的“声音美学”之中,一场揭秘华为在TWS领域的超CD级无损听音体验,为消费者开启无损音质新时代的序幕也缓缓拉开。

全链路无损音频突破

蓝牙耳机已经诞生十数年之久,直到TWS耳机出现才让市场发生了现象级的变化。2020年,华为发布了首款搭载自研麒麟芯片的FreeBuds Pro耳机,一经推出就斩获无数粉丝,甚至是很多发烧友的认可。自此,FreeBuds Pro也在无损音质、自研芯片、算法等领域一路狂奔至今。

而音质在圈内一直被形容为是一种难以评定的“玄学”,华为终端BG音频与智能配件产品线总裁刘东方曾经说过:华为的目标就是致力将声音的感知进行量化,建立一套完善的评估体系,“把玄学变成科学”。本着这个初衷,华为已经在全球建立了7所研发中心,超过1000人的应聘团队,研发方向博士就有150人,短短几年里就实现了500+TWS领域专利技术。

本次华为音频创新技术媒体沟会,为我们揭示了FreeBuds Pro 3无损音质背后的黑科技——以麒麟A2芯片为底座,以无损传输、无损编解码、原声双单元三大关键技术为音质保证,实现从音源、编码、传输、解码、单元到人耳的全链路无损,达到1.5Mbps超CD级无损音质。看似很明了的一些技术名称,背后的研发难度实则是一套“十万个为什么”。

怎样实现无损传输

像老马这个年纪的人,对传统的CD机和CD碟片有着不一样的情感,这不仅代表着一代人的回忆,更是真无损音质的极致享受。在TWS耳机满天飞当下,要做到数字音乐主流的CD级无损标准绝非易事,首先采样频率要达到44.1khz、采样位深16bit,以及双声道配置,才能达到无损传输码率1.4Mbps。

上述内容的关键词落在了音频“编解码”上,从最初仅有256kbps码率的AAC编解码,到如今的LC3、LDAC、aptX Lossless LC3+,不同品牌耳机会根据定位选择对应的音频编解码。比如说 vivo 的TWS 3 Pro,支持LC3 编解码,能做到1.2Mbps传输码率,接近CD级无损传输。至于FreeBuds Pro 3则是采用华为自研的L2HC 3.0编解码,传输码率覆盖 64K~1.5Mbps,最高支持24bit 高清音频传输,不仅超越 CD 级无损音乐传输码率要求,也是全球首个统一架构的全码率无线音频编解码标准。

如果从互联网角度来看,L2HC 3.0编解码打开了通向1.4Mbps传输码率的“大门”,距离终点仍有层层阻碍。同时具备大带宽提升传输码率,以及强抗干扰能力,才能将音频无损传输到我们的耳朵里。

对此,华为声音美学做的是“一芯二技”,分别是麒麟A2音学芯片+高效bit分别编码、自适应融合切换层两项专利技术。麒麟A2芯片的物理带宽是8M,传输音频效率是传统蓝牙带宽4倍,可以简单理解为更强的“频率传输发动机”;“二技”两项专利技术保证音频在传输的过程中拥有更强的抗干扰能力。综合而来就是“满血”无损传输,甚至在室内外的音频传输距离得到了不小的加强。

如何无损重放搭建临场感

从音频的源头实现1.4Mbps CD级无损传输只是一个开始,让大家接收到“原封不动”原生音质才能形成一个无损闭环,而这就要提到“单元”一词了。众所周知,耳机的腔体设计,硬件单元的线圈、直径、材质、结构,对音频的接收释放都有很大的影响,更像一个在“螺蛳壳里的道场”,体积小、精密且复杂,非常考验硬件设计的水准。

华为FreeBuds Pro 3的配置是超感知原声双单元,采用四磁铁双磁路对称结构与海尔贝克磁铁阵列,全新对称结构的单元具有高保真度和真实无染的声音再现能力,海尔贝克3+1磁路对声音衰减又很强的抑制性,保证声音的细节丰富,层次清晰。在磁能量能转化为声学能量时,给予声音高保真、高瞬态。此外,腔体的设计也很重要,FreeBuds Pro 3的高顺性腔体设计,能够强化低音效果更加澎湃。

硬件作为搭建音频传输到人耳的“终端”,要符合不同消费者的口味,这就需要更好的调音风格,“调教”二字是提高声学上限的主要手段。在产品调音方面就不得提本次的音乐会了,华为邀请了华为邀请中央音乐学院首席调音团的六位音乐家,覆盖钢琴、声乐、民乐、管弦、作曲等专业艺术方向,深度参与华为FreeBuds Pro 3的音效表现及曲风调测。

客观条件上,华为还拥有全球最大音频实验室,内置了大量的专业研究设备,聚集了超过500人的声学工程师团队,主打“主客观结合”。借助音乐家们的调测及建议,华为技术团队在耳机调音过程中,可以很好的立下创新目标,使用自由场调测技术手段来实现“高频透亮,低频澎湃,细节丰富,层次分明”的声音美学,将盛大的音乐会现场塞进小小的耳机中。

将智慧降噪融入场景

无损还原音频不能只作用于娱乐场景,生活、商务也是TWS耳机很常见的使用场景,在这些场景中我们的诉求的是“更清晰”。与此同时,随着耳机高清传输能力、处理能力的提升,耳机也可以变成独立的小智能终端,甚至取代手机的一部分功能。

在上述场景中最重要的便是智能和降噪,这是一个很复杂的需求,周遭环境随时随地都在变化,降噪不能只销除掉外界噪音,保留清晰的人声,还需要有实时“量身定制”的降噪效果。

回到华为FreeBuds Pro 3上,它采用的是四麦克风降噪通话系统,耳外双麦克风增强拾音效果,耳内麦克风专注内在声音还原,拾取更纯净的耳内语音。同时,还加入了一个骨传导VPU麦克风,全面提升整体的拾音效果。配合华为的多通道DNN降噪算法,能够精准的过滤噪音污染,适应很多不同程度的降噪场景。

与此同时,华为所拥擅长的“算力算法”也被融入到无数降噪场景,因为华为认为“降噪的核心是声学设计+精准计算”。为了测试大风天气对耳机拾音的影响,华为设计了风洞试验,FreeBuds Pro 3的防风声学设计、防风声学构架方案均超过1000+,针对不同用户的耳廓迎风差异,铺开了超过10000多次优化方案。

在此基础上,一个针对耳机降噪场景的“小模型”诞生,庞大的数据站在麒麟A2的“肩膀”上,可以生成千人千面的自适应降噪算法,所有的场景边界被打散,降噪体验始终如一。

小结:华为“声音美学”描绘的是一个很柏拉图式的听感未来,想象中的无损音质隔空输送,CD级的听觉体验落入现实。华为“无损音源-无损传输-无损还原”全链路研发,打造了一个属于TWS的无损音频生态闭环。最难能可贵的是,无论是鸿蒙OS、OpenHarmony,还是华为音频开放技术,华为都在本着合作共赢的态度发展,与越来越多的合作伙伴共同创造未来。

截止到目前为止,华为领先的音频技术已经与华为视频、音乐、酷狗、云听、喜马拉雅达成合作。全场景音频设备从入耳式、半入耳式,到智能眼镜皆有涉及,未来还将会推出开放式的耳机新品,无论是办公、出行、传达,运动还是娱乐,华为“声音美学”都与大家在一起。

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