【专利解密】AirPods进行双耳录音?苹果带来更佳VR体验

原标题:【专利解密】AirPods进行双耳录音?苹果带来更佳VR体验

【嘉德点评】随着5G进入实用阶段,VR产业也将迎来大发展,除了视觉感受,音频也是重要技术,今天带来苹果双耳录音技术,看苹果如何实现3D音频。

集微网消息,随着全球无线耳机的业务规模逐渐扩大,作为行业龙头的苹果公司也在不断改进发展AirPods,并预计新式的AirPods将具有降噪、防水等多种功能,可大大提高用户体验。

虚拟现实技术VR在AI的推动下逐步升温,除了VR中让人震撼的视觉盛宴外,3D音频与双耳录音技术也逐渐被提上日程。与环绕立体声不同,这种极其逼真的3D音频完全模仿了人类大脑的工作方式,通过双耳同时录音,可保留双耳之间的差别信号,当使用耳机播放时,左右耳可以听出明显差别,大脑如同听到的是直接的声音,因此可以获得极佳的音频体验效果。双耳录音的场景需求与苹果的AirPods不谋而合,发生了思想上的碰撞,正是看中未来发展的市场,苹果公司不断探究如何利用无线耳机实现双耳录音的难题。

早在2018年8月15日,苹果公司就申请了一项名为“使用无绳无线头戴式耳机进行双耳音频捕获”的发明专利(201810925466.0),申请人为苹果公司。

此发明专利介绍了一种使用无线入耳式音频设备进行双耳录音的方法与装置,模拟了实际声音场景中使用两个麦克风进行360°音频捕获,以达到为听众打造3D立体声音的效果,如同置身实际声音场景中。

图1 用户佩戴无线耳机进行双耳录音示意图

图2 双耳录制时数据在蓝牙网络中传输示意图

图1是用户佩戴无线耳机并通过外部设备进行双耳录音的示意图,两个无线耳机设备110、120分别佩戴在用户双耳,通过耳机内部的麦克风进行双耳录制,并将双耳音频数据传输至外部设备130,如智能手机、平板电脑等。耳机设备之间、耳机与外部设备之间均采用蓝牙无线协议进行数据的进程传输,其中两个耳机设备构成第一个微微网(蓝牙无线网络),并分别作为主设备与从设备,且耳机从设备将第一音频数据包发送至耳机主设备,主设备耳机与外部设备构成第二微微网,在第二微微网中,主设备耳机变为从设备,外部设备成为该网络的主设备并接收来自耳机的第一、二音频数据包,如图2所示。

图3 耳机内部功能图

图4 音频包数据格式

图3是每个单独耳机设备中的功能简化示意图,包括麦克风300,音频模数转换器302,音频时钟308,音频时钟晶振310,微控制器316,蓝牙控制器304,蓝牙时钟312,蓝牙时钟晶振314,天线306,这些设备全部集成在无线耳机外壳内部。麦克风采集外界语音信号,通过音频模数转换器采样变为数字信号并进行音频编码形成麦克风样本,进而传送至微控制器通过软硬件控制形成音频包,音频包格式如图4,包含包头,数据长度,时钟,音频数据等信息。之后再通过蓝牙控制器在时钟驱动下利用天线发送至另一个耳机设备或者外部设备。值得注意的是,音频时钟属于高分辨率时钟,采样速度快,实时性高,而蓝牙时钟属于低分辨率时钟,用于同步无线设备,保证数据不丢包,因而可靠性高。

在两个耳机组成的蓝牙网络中,主从设备并不是固定的,当某个耳机设备所处的无线通信环境状况更好,如更可靠、更快、功耗更低,则自动成为主设备,承担两个蓝牙网络的“中继”作用,以达到更好的传输性能与更佳的用户体验。

科技的进步使人们的生活幸福指数慢慢变高,通过无线耳机进行双耳录音的方式无疑又是给VR注入的全新活力,期待着苹果公司这项黑科技尽早落地,让我们的生活更加精彩。(校对/Jurnan)

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