解码TWS耳机主动降噪技术

 

TWS的英文全称是True Wireless Stereo，翻译成中文就是真无线立体声，故TWS耳机也就是真无线立体声耳机，立体声是它与之前的蓝牙耳机最大的区别。在苹果2016年推出第一代Airpods之后，很快就成为了最受欢迎的苹果产品之一。

在AirPods的带动下，越来越多的人开始关注TWS耳机，其流行程度也越来越高。加上在TWS耳机行业逐步攻克了双耳连接、续航能力和降噪能力后，TWS耳机迎来了加速发展期。

目前的TWS耳机已经基本解决了连接的稳定性和功耗问题， 如何在噪声过大或信号不好的时候保证通话质量，成为了提升用户体验的关键因素。特别是在AirPods Pro引入SiP封装，进一步提高了内部元器件集成度，利用节省出来的空间，加入了更多的传感器和芯片，实现了主动降噪功能后，TWS耳机的主动降噪功能更受到业界的关注。


TWS耳机如何实现主动降噪？

目前的TWS耳机市场的主动降噪技术主要有三类，ANC(Active Noise Control，主动降噪)；ENC(Environmental Noise Cancellation，环境降噪技术)；以及AI通话降噪技术。

其中，ANC降噪的工作原理是通过麦克风收集外部的环境噪声，系统根据收集到的噪声变换一个反相的声波加到扬声器端，最终人耳听到的声音是环境噪音+反相的环境噪音，两种噪音叠加从而实现感官上的噪音降低。它可分为前馈式主动降噪和反馈式主动降噪，以及混合式主动降噪。不过，反馈式主动降噪容易引起啸叫。

而ENC则是通过双麦克风阵列，精准计算通话者说话的方位，在保护主方向目标语音的同时，去除环境中的各种干扰噪声。ENC技术能有效抑制90%的反向环境噪声，由此降低环境噪声最高可达35dB以上。

据说，AirPods Pro除了采用了ANC技术外，也采用了ENC技术。另一个采用ENC技术的产品是谷歌的pixel buds。他们都是采用了ST的方案。

不过，该方案有个缺点，就是需要比较大的算法开发工作，也会提升全系统的功耗。

AI通话降噪技术，是2018年由大象声科提出的一种单麦克风通话降噪方案，将计算听觉场景分析理论（CASA）与深度学习技术相结合，能够实时分离人声和背景噪声，从环境噪音中提取清晰人声。

OPPO的TWS耳机产品OPPO Enco Free所采用的声加科技的SVE AI双麦降噪技术更是将二者结合起来，将深度神经网络与双麦克风波束成形技术相结合，实现了可观的降噪效果。

目前市面上有哪些支持主动降噪的主芯片？

随着性能的改善，用户体验的提升，越来越多的用户开始认可TWS耳机这个产品，因此，其出货量也不断加速，呈现爆发式增长。据Counterpoint统计，2016年全球TWS耳机出货量为918万部，主要由初代AirPods贡献；后续伴随着AirPods新品迭代和其他公司跟随苹果切入该市场，TWS耳机的出货量增幅不断扩大，2017-2019年出货量分别为2000万、4600万、1.29亿部，对应YOY分别为118%，130%和179%。连续三年实现一倍以上的强劲增长。

TWS耳机的火爆，离不开其背后的主芯片公司的努力，正是因为他们不断推出各种蓝牙真无线耳机方案，才有了如今TWS耳机火爆的场景出现。比如中高端市场的芯片供应商有高通和恒玄；白牌市场的瑞昱、络达、中科蓝讯、原相和杰理等；当然，还有些有芯片自研能力的大牌厂商，比如苹果和华为等。

目前苹果、华为、联发科技、络达、恒玄、高通、瑞昱等厂商的最新TWS芯片均已经支持主动降噪功能。苹果和华为的芯片是专供自己使用的，所以我们就看看其他厂家可以提供哪些支持主动降噪技术的SoC芯片可供TWS耳机厂商选择。