芯耀
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过去，降噪耳机采用的是一刀切的降噪方案，而如今，这种方案正在被能够理解不同环境声学特性的算法所取代。无论用户身处咖啡馆、火车上，还是在嘈杂的环境中行走，下一代音频设备都能智能适应。
这一技术的核心在于设备端实时运行的机器学习 (ML) 功能。与依赖静态噪音配置文件不同，人工智能 (AI) 可通过麦克风、运动传感器及环境线索，动态调整用户听到的声音，实现精准的优化音频。
这种技术的运用能带来更清晰的通话质量、更出色的音乐表现，以及接近自然的聆听体验。
在本文中，我们将探讨实时AI驱动的降噪技术如何打造自适应、个性化的音频体验。
智能音频始于智能硬件
工程师们正在设计能够感知周围环境并根据环境变化进行智能调整的耳机和耳塞，以提供最佳的音频体验。这些智能系统得益于AI增强组件，如微机电系统 (MEMS) 麦克风、数字信号处理器 (DSP) 以及支持蓝牙的先进SoC。例如，MEMS麦克风可采集环境噪音，设备内的DSP利用训练好的机器学习模型进行本地处理，而当与蓝牙SoC配合使用时，可实现快速音频调节，同时保持低延迟性能。此外，这种方法还能延长电池寿命。
传统的主动降噪 (ANC) 技术采用预设滤波器来消除恒定噪音，但这些滤波器无法实时适应环境变化。所以，现在正在通过AI改变这种固定响应的降噪方式。
Qualcomm?最新推出的第二代S5和S3音频平台专为无线耳塞和耳机设计，旨在提供更智能、更个性化的音频体验。这些平台集成了运动传感器、数字麦克风和能够处理实时音频的DSP。这些组件协同工作，用于判断用户佩戴方式、感知他们的动作并确定所在位置。无论是在飞机上、咖啡馆里，还是在城市中散步，这些智能音频系统都能根据需要调整降噪滤波（图1）。[1]
图1：在拥挤的列车上，用户可能会感觉到耳塞音量增大，这是由于设计中集成了新一代音频平台所致。（图源：Halfpoint/stock.adobe.com）
这些平台通常包含软件开发工具包，允许工程师根据特定应用场景或设备形态调整主动降噪 (ANC) 模型，从而改变其在耳塞与头戴式耳机中的工作方式。
目前，企业纷纷开始将AI与个性化听觉体验融入产品设计中。例如，索尼的自适应声音控制技术可实时追踪用户位置和活动，并动态调整环境噪音及音频模式。[2]此外，Bose的QuietComfort Ultra系列产品利用头部追踪技术提供沉浸式空间音频技术，让声音随你而动。[3]
工程师们正默默推动产品开发，通过融入支持边缘AI处理的组件，以实现这些先进功能。低功耗微控制器、嵌入式AI蓝牙SoC以及数字MEMS麦克风可实现无需云端辅助的实时分析与滤波，使其成为对功耗和速度要求极高的移动设备的理想选择。这些创新有助于打造不仅能隔绝噪音，更能改善听觉体验的耳塞。
更懂你的实时音频系统
虽然目前音频体验已步入个性化阶段，但未来，将迎来真正以用户为中心的“超个性化”时代。工程师正探索将生物识别数据（如心率或皮肤温度）融入声音配置文件，以识别用户所处的压力环境，并自动调整音频设置，从而优化听觉体验。这项技术的另一个发展方向是助听器。Valencell公司致力于将传感器技术集成至助听器中，将生物识别感测与听力增强相结合，自动检测用户的压力水平，并根据其听力偏好智能调整音频输出。[4]
随着AI进一步融入音频系统，用户将体验到更顺畅的模式切换、更高精度的语音识别（即使在嘈杂环境中），以及AI驱动的波束成形技术在语音助手中的广泛应用。波束成形技术利用多个麦克风和不同算法，聚焦并提取来自说话者方向的音频信号，并有效抑制背景噪声。
从长远来看，AI技术驱动的ANC应用有望从耳塞扩展至汽车驾驶舱、会议室乃至智能家居，智能声音管理将逐步融入日常生活，成为不可或缺的一部分。
新品介绍
本文将为您介绍TDK InvenSense T5848数字MEMS麦克风。这款MEMS麦克风具备68dBA的信噪比 (SNR) 和133dB SPL的高声压级 (AOP)，即使在嘈杂环境中也能清晰捕捉声音。此外，T5848还内置声学活动检测 (AAD) 功能，允许设计人员对设备进行编程，以监听背景噪声中的特定声学活动。最后，其I?S接口让设计师能够将智能声音检测功能集成到新一代音频系统中。
结语
将AI引入音频系统改变了工程师的设计思路。在这一领域，人们更加关注组件的选择和 DSP编程，从而使这些设备更具适应性和个性化。对于用户而言，这些技术进步意味着无论身处何地，都能享受更智能、更贴合生活场景的音频体验。
参考资料
[1]https://www.qualcomm.com/news/releases/2022/11/new-qualcomm-s5-and-s3-gen-2-sound-platforms-set-the-benchmark-f
[2]https://www.sony.co.uk/electronics/support/articles/00224928
[3]https://www.bose.com/p/headphones/bose-quietcomfort-ultra-headphones/QCUH-HEADPHONEARN.html?srsltid=AfmBOorv3zQXoGxJ3jwFCkcfrFxvdJlA9n7Kwggsdis_Dtq-7e5MdX05
[4]https://valencell.com/news/making-biometrics-universal-in-hearables-and-hearing-health/
