2020年10月30日,2020华为年度旗舰新品发布盛典召开,除了备受瞩目的华为Mate40系列手机之外,华为旗下首款头戴耳机FreeBuds Studio也正式与国内用户见面。作为华为进入头戴耳机领域的开山之作,这款耳机不仅在头戴耳机产品中首次实现了智慧动态降噪功能,还以Hi-Fi级音频解码芯片和自研编解码技术化解了音频信号在无线传输中的易损痛点,更以4Hz-48kHz宽频高解析音质为用户带来私享“音乐头等舱”的畅快聆听体验。

从今年华为发布的真无线蓝牙耳机、颈带式耳机、智能眼镜、蓝牙音箱等一系列音频产品中,我们可以看到华为将自己在数据传输、人工智能方向的技术逐步融入音频产品,从而显示出华为通过数字及计算技术,重构音频产业未来的战略性思考。

华为FreeBuds Studio头戴耳机是大规模应用数据传输、音频的智能化处理以及音频的数字化重构的典型性产品,这款“全球首款智慧动态降噪头戴耳机”突破了蓝牙音频传输的行业极限,并通过独有的音频处理技术及芯片,不仅在音频降噪方面有了巨大的进步,而且为便捷式音频产品在数字化还原方向开创了一条新路。

蓝牙耳机等音频产品面临的技术难题

蓝牙技术发展到现在已经到了5.2版本,传输效率和速度已经有了非常大提高,蓝牙技术已经广泛应用于各种设备和场景的数据传输中。

然而在音频领域,蓝牙音频的传输标准一直沿用蓝牙2.0时的传输标准,传统的蓝牙音频编码采用的是SBC编码,虽然支持44.1kHz的采样率,但其最大传输码率器件有320~330kpbs。直观一些来说,SBC的音频就是普通MP3的音质水平,同时由于压缩方式的原因细节丢失也较为明显,这就造成了无线耳机的音质和延时根本无法与有线耳机相提并论。

直至苹果AirPods的出现及ACC的出现,让蓝牙音频技术真正开始在无线耳机产品得到了有价值的应用,音频质量也有了革命性的提高。

受此影响,2015年高通收购了SCR,并在原有的aptX编码的基础上开发了码率更高的编码格式aptX HD,这一编码支持44.1kHz采样率和352kbps的传输码率,广泛应用于安卓系统、Windows 10等设备中。

几乎同一时间,音频领域的另一巨头索尼于2015年推出了LDAC无线音频编码技术,其采样率可达到96kHz,具备24bit的量化精度,以及990kbps的传输码率。LDAC的高码率以及极低的劣化使得在蓝牙耳机上享受高音质成为可能,并在一段时期内,LDAC作为索尼的私有编码,而且需要耳机及前端的双向支持才可以实现,因此采用这一编码的产品很少。从安卓8.0开始,LDAC成为安卓系统的原生编码,这一技术才得到相对广泛的应用。

在2020年的CES上,蓝牙技术联盟公开了新一代的蓝牙技术标准,相对于之前的SBC有了巨大的进步,新的LE Audio编码采样率支持44.1以及48kHz,传输码率在16~320kpbs,相对于SBC有较大优势,但相较于高通和索尼的私有编码来说,LE Audio的规格仍然是在相对落后的。

市场调研机构Counterpoint Research的研究表明,2019年TWS的全球出货量达到了1.2亿台,而2020年预估销量可达到2亿台,蓝牙耳机不仅市场呈迅速增长的趋势,而且用户对蓝牙耳机的音质和延时等方面的要求也在不断的提高。

就目前产业发展而言,无论是苹果主推的ACC编码、高通的aptX HD编码以及索尼的LDAC编码,都与传统无损音频存在着较大的差异,即使是最普通的CD音质,其采样率也才96kHz或192kHz,而最高传输码率在1411kps,所以TWS耳机要达到高音质水准,目前编码和传输码率是最大的产业难题。

同时考虑到TWS的应用场景,降噪算法、解码芯片、延时等方面的技术提升都是蓝牙耳机产业面临的现实。

事实上,要提高TWS的音质等问题,达到一般CD的音质水平,首先要解决的是音频编码和无线芯片的问题。

智慧动态降噪

根据环境变化自动切换降噪模式

在华为Mate 40系列的发布会上,华为公布其针对蓝牙音频的编码标准L2HC高清音频编解码技术,这是华为自有的编解码技术。

如果配合EMUI 11及以上版本华为Mate40或华为P40系列手机使用时,既可解锁L2HC无线音频编解码技术,高达960kbps音频传输速率,真实还原24bit/96kHz高解析音质,特别是在演绎宏大的古典交响乐时,华为FreeBuds Studio头戴耳机能将不同乐器在不同频段发出的声音纤毫毕现地解析出来,为消费者带来更优秀的音质表现。这也说明华为的L2HC已经很接近传统CD的音质水准。

从华为FreeBuds Studio头戴耳机展现出来华为在数字音频领域另一项突出发力点,就是基于硬件和算法一体化的智慧动态降噪系统。事实上,从华为FreeBuds 3、华为FreeBuds Pro真无线耳机的降噪效果上来看,在综合降噪能力和智能化降噪处理方面,华为已经步入了第一梯队,这两款产品在降噪处理方面,不仅与AirPods相比有更优异的体现,即使与其他同类耳机产品相比,其主动降噪功能也不落下风。

华为FreeBuds Studio头戴耳机拥有强大的综合降噪性能,一方面通过创新的“TAT”双层隔音架构和双层吸音耳垫实现不凡的物理降噪,另一方面通过左右耳机各两颗麦克风拾取耳内外噪音并准确主动降噪,从而在中高频和低频均可达到40dB降噪深度(数据来源于华为实验室)。

经过几代产品的技术积累,华为在降噪领域持续探索主动降噪的新技术。华为FreeBuds Studio头戴耳机的左右耳机分别配备2个麦克风用来降噪。其中外部麦克风最大限度拾取外部噪声,内部麦克风负责更真实地拾取耳道内部残留噪声,通过这样的方式获取到真实噪音环境,产生反相信号,实现精准、舒适的降噪效果,低频的最大降噪深度可达40dB。另一方面,创新的“TAT”双层隔音架构和双层吸音耳垫也提供了优秀的被动降噪效果,并通过1根三通导音管设计,大幅提升物理降噪效果的同时也避免了对耳朵造成不适反应,可实现中高频达40dB物理隔音效果。

此外,华为FreeBuds Pro无线耳机广受好评的智慧动态降噪技术在华为FreeBuds Studio头戴耳机上得以延续。通过动态感知系统和自适应降噪控制系统,华为FreeBuds Studio头戴耳机可以快速识别佩戴者所处环境的噪音类型并在轻度降噪、均衡降噪和深度降噪三种降噪模式间进行切换,最终实现了耳机随着环境变化自动调整降噪模式,让用户在不同场景下都能享受到舒适的降噪体验。

作为业界首款双天线头戴耳机,华为FreeBuds Studio头戴耳机单个耳机配置2根蓝牙天线,可以实现蓝牙信号360°全向覆盖。还支持四通道双模双连接,可同时跨系统与两台智能设备连接,告别来回切换断连的麻烦。设备连接无差别也让华为FreeBuds Studio头戴耳机在多设备间自如切换,多项创新功能赋予华为FreeBuds Studio头戴耳机更人性化的聆听体验。

华为FreeBuds Studio头戴耳机

丰富了华为音频产品线

从华为 FreeBuds3 到华为 FreeBuds Pro,再到刚刚发布的华为 FreeBuds Studio,华为音频的战略布局是一步一个脚印,华为凭借着多年来的技术累积和研发经验,在耳机及音频领域的创新力优势正在逐步凸显。相比传统品牌,华为 FreeBuds Studio 有着完全不输的音质和降噪体验,同时还具备他们所不具备的全场景智慧交互的优势,必定成为头戴式耳机市场的现象级产品。