半開放式耳機主動降噪背后的低時延秘密

如果你對耳機行業沒有太多了解，或許不知道華為的主動降噪耳機已經推出過三代了。

2013 年華為首次推出第一款華為一體式主動降噪耳機，它無需換電池和額外充電，直接把耳塞插到華為手機上就可以自動給耳機充電。第二代支持 30db 的深度主動降噪；到 2016 年的第三代，華為已經做到了支持多場景的自適應主動降噪功能。

不過今年華為推出的首款半開放式主動降噪耳機，你一定有所耳聞：華為 Freebuds3 真無線降噪耳機于今年德國柏林國際消費電子展（IFA）發布，類鵝卵石的耳機盒加上分體式設計，是當下最流行的 TWS（True Wireless Stereo，真無線立體聲）藍牙耳機品類。

此前普通人很難相信真無線藍牙耳機能夠加入降噪功能，Sony 用 WF-1000XM3 給大家開了一個好頭，但它還是入耳式的，華為 Freebuds3 則讓你對半開放式 TWS 藍牙耳機有一個新的認識。

半開放式耳機怎么做主動降噪？

這將是所有人最為關心的點，也是 Freebuds3 的差異點所在。在半開放式的設計下， Freebuds3可以實現主動降噪效果。

不過何為“主動降噪”？簡單說就是通過耳機檢測外界的噪音，計算并發出相反的聲波，二者疊加相抵消，最終獲得環境“相對安靜”的效果。

目前常見的真無線降噪耳機，絕大多數采用了入耳式設計。華為則一改傳統，采用了半開放式的耳腔。對于剛開始做真無線降噪耳機的華為來說，是一個大膽的挑戰。

要知道，主動降噪技術已誕生二十多年，還從未有人在這種產品形態上嘗試做降噪功能。

因為傳統的入耳式降噪耳機本身擁有被動降噪加成——塞入耳道的硅膠會有一層物理聲音屏蔽，即使不開降噪，也會有一定的隔音效果。不過入耳式耳機也有著天然的劣勢：硅膠耳套與耳道直接接觸，會有部分用戶受到刺激，同時長時間佩戴之后，耳朵會被擠得十分難受。

“我戴久了就不舒服，一趟飛機的時間，落地取下耳機，耳朵有些疼?！卑㈦x一名耳機愛好者，他體驗了多款入耳式降噪耳機?！跋噍^而言，半開放式耳機佩戴舒適度更好，可以較長時間佩戴?！?/p>

此時我們面臨著一個選擇：是選擇降噪效果更好的入耳式，還是佩戴舒適度更佳的半開放式。

這次華為選擇嘗試半開放式主動降噪的新選擇。在音視頻內容越來越多的背景下，人們佩戴耳機的時間越來越長。佩戴舒適度這件事，或許剛買耳機的人不清楚，可一旦嘗試過，便會把它放在耳機挑選要素的第一位。

但是半開放式也因為舒適度做了犧牲——耳塞與耳道無法緊密相貼，其效果因此衰減，給降噪帶來了很大難題。

如何提高降噪負向聲波的工作效率，是關鍵所在。

不過每個人的耳道形狀都不同，降噪效果便會因人而異。有資料顯示，不同耳道的響應最大甚至可以造成 40db 的差異。

針對這個問題，華為 Freebuds3 提供了一個全新的解決思路：從軟件出發，Freebuds3 提供了 9 組耳道降噪模型，以適應不同用戶的耳道情況，最大程度保證降噪效果。

因此 Freebuds3 的降噪效果調整較為獨特，大致可分為兩步：

? 戴上耳機，雙擊耳機，或在手機設置中開啟主動降噪功能；

? 打開“智慧生活APP”，在“主動降噪”中選擇降噪效果最好的檔位（其實就是 9 組耳道降噪模型）。

但如果你錯誤地調整到和耳道不匹配的檔位，極有可能加劇環境音。這是由于負向降噪聲波和環境噪聲聲波正向疊加導致的，所以上面最后一個步驟一定記得調整。

一般來說，降噪模型與用戶耳道是大致相對應的。選擇了對應的降噪模型之后，今后佩戴就不用重新選擇。但如果感覺降噪效果略有差異，稍微調整佩戴姿勢就可以了。

不過華為是如何得到這 9 組耳道降噪模型的呢？

此次，華為FreeBuds3的開發邀請到了華為德國聲學研究中心一起做噪聲的大數據分析，并對其進行深度算法訓練，最終匹配智能參數優化，以此提高耳機對環境噪聲判斷的準確性。其二是重中之重，華為在俄羅斯的基礎科學研究中心完成對上萬組用戶聽感測試數據的分析，歸納出了 9 組連續的耳道降噪模型，以此滿足大多數用戶的耳道形狀的降噪要求。

相比普通降噪耳機，Freebuds3 降噪調整是一種創新，但需要對入門用戶進行教育——9 組耳道降噪模型能夠滿足絕大部分用戶的降噪需求，前提是大家養成首次使用時在手機上進行調整的習慣。

低時延的秘密

真無線降噪耳機，首先是“無線”，那么什么是好的無線耳機？就是把無線的體驗做到和有線耳機一樣，或者說接近。

此時涉及到一個極容易被用戶忽略的基礎問題，耳機沒有線纜之后需要通過藍牙協議與手機進行通信。兩者之間建立的無形連接，其通信速度、時延以及穩定性都影響著耳機的正常使用。把這些基礎建設好，才能讓一款藍牙耳機用起來像有線耳機一樣。

華為有一個優勢，它的老本行是做“連接”，尤其是在芯片與 5G 通信技術的研發上一騎絕塵。

而華為做好藍牙耳機的秘密便是芯片，2019 年華為專門推出了可穿戴芯片麒麟 A1，其體積極小，平鋪尺寸為 4.3mm*4.4mm。麻雀雖小五臟俱全，麒麟 A1 集成了藍牙處理單元、超低功耗的應用處理器等等。

不用懷疑，這顆芯片也為 Freebuds3 所用。據 PingWest品玩了解，麒麟 A1 芯片的研發前后籌措了三年時間，在它之前誕生的還有應用于手機終端的數顆麒麟芯片，最新的是麒麟 990 系列。

就像一家人聊天沒有隔閡一樣，當 Freebuds3 耳機與華為手機相連接，就像一家人在溝通信息。其連接、配對都非?？?。

當它靠近搭載麒麟 990 芯片的華為 Mate30 Pro 時，連接窗口會自動彈開，并請求配對。配對一旦完成，今后我再拿出耳機，打開耳機盒便能立即連接上手機。

藍牙耳機的另一個重要因素，是時延，也就是俗稱的“延遲”。這個問題在看視頻、玩游戲的時候尤為明顯，時延高的耳機會出現聲音比畫面慢的情況。用戶對于藍牙耳機的時延非?？粗?。

Freebuds3 官方時延是 190ms，而普通人對于音頻基礎響應需求是 200-250ms。

但這里有一個背景需要大家了解，藍牙耳機的延遲并非僅由耳機本身造成，設備系統也天然有著延遲，而 Android 的主流手機通常為 100ms 左右，優秀機型可達到 50ms 左右。

同時對于延遲，每個人的敏感度都不同。有調查顯示，約 70% 的用戶在低于 250ms 時感覺不到延遲，另外約 30% 的用戶在低于 200ms 對延遲感覺不明顯。

我算是比較敏感的用戶，因為經常會玩《王者榮耀》和《和平精英》。我在戴上 Freebuds3 玩游戲時，在極少情況下會感覺略有延遲，但總體并不影響游戲體驗。

當我把耳機交給平時不玩游戲、只看視頻的同事董科后，她表示無論是視頻還是游戲，都感覺不到延遲。這個要求與效果真是因人而異。

下放 5G 通信技術，做藍牙抗干擾

剛才說到華為的老本行是做“連接”，“連接”的基本要求就是穩定，就好像玩游戲想要有一個穩定的網絡連接一樣。

華為 Freebuds3 終歸還是采用的藍牙作為連接，因此它會面臨著空氣中千千萬萬無形的信號傳輸通道干擾，藍牙、WiFi 等等。尤其是在藍牙設備密集的環境中，例如車站、飛機場等人多的地方，藍牙耳機將出現斷連再次重連的情況，反映到耳機工作中就是卡頓。

據悉，華為 2012 實驗室在做完 5G 技術研發后，立即投入了藍牙的技術適配，將 5G 的抗干擾算法下放到藍牙智能跳頻技術中。這項技術一旦藍牙檢測到干擾，5 秒內它會自動切換到另一個頻道，以最快速度選擇無干擾的信道下進行傳輸。

想要讓藍牙設備對空氣中的其它信道 Say No 并不容易，一方面它要求藍牙芯片的監測響應速度足夠迅速，另一方面也有著低功耗的要求。

依賴于麒麟芯片相互之間的通信優勢和低功耗特點，Freebuds3 與采用最新麒麟 990 芯片的手機連接時，抗藍牙干擾的能力會更強；如果手機是采用麒麟 980 芯片的話，比如 Mate20 這樣的手機，沒有加入智能跳頻技術，抗干擾的能力相對會弱一些。

在TWS 藍牙耳機逐漸崛起的今天，打出差異化才能立足于行業。華為 Freebuds3 讓大家看到，原來半開放式耳機也能做主動降噪，它是目前市面上首款、也是僅有的半開放式主動降噪耳機，不過大家只能看見 1199 元的定價與它圓潤的外觀，背后的研發細節與用戶體驗的考量卻往往被人忽略。

紅色 Freebuds3

華為強大的研發實力毋庸置疑，其能力體現在了近兩年的設備出貨量上。

國際市場研究公司 IDC 近日發布的第三季度全球可穿戴設備報告顯示，華為位列第四。在可穿戴設備迅猛增長的時候，華為以 202.6% 的增長率傲然挺立，耳機作為可穿戴設備中的一個品類，留給它的發揮空間還有很多。

編輯：hfy