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2019-11-11

2019 真無線耳機發(fā)展劃重點:傳感技術(shù)和 AI 算法讓 TWS 交互更智能

真無線耳機們變得「更好用」背后的故事

當我們在討論一個產(chǎn)品是否好用時惰爬,操作層面上的評估扛吞,往往要比性能參數(shù)之間的攀比锐墙,顯得更為直接华匾。

從用戶的角度皿哨,無論是傳統(tǒng)的物理按鍵浅侨,還是觸控面板,或是時下流行的語音交互证膨、手勢交互如输,各種人機交互的操作方式,代表了用戶與產(chǎn)品之間傳遞信息和交流的方式央勒。這與人有關(guān)不见,更與人和物所處的場景有關(guān)。

從產(chǎn)品的角度崔步,設(shè)備的感知能力的體現(xiàn)稳吮,不僅與其內(nèi)置的各種聲音、動作井濒、甚至圖像的傳感器有關(guān)灶似,更與這些傳感器的處理能力、融合能力瑞你、以及針對特定設(shè)備酪惭、特定場景、甚至特定用戶的協(xié)同能力有關(guān)者甲。

本文中春感,我們就來聊聊,各家廠商如何利用各種傳感器和 AI 技術(shù)打造加人性化的交互方式过牙,讓我們真無線耳機們變得更「好用」甥厦。

連接:芯片+系統(tǒng)的高度定制讓「開盒即連、連接動畫」成為可能

即便「開盒即連」存在一定的專利危險寇钉,但這是大勢所趨刀疙,手機廠商必做。

連接是所有用戶在使用真無線耳機的第一步扫倡,而第一步的操作流程的優(yōu)化谦秧,給我們帶來非常直觀的爽感——在傳統(tǒng)的藍牙耳機上竟纳,我們在使用前基本都要經(jīng)歷「耳機開機--下載 APP-打開手機藍牙--搜索藍牙設(shè)備--連接」的過程。而在以 AirPods 為代表的真無線耳機上疚鲤,我們打開耳機的充電盒就可以完成配對锥累、查看電量信息等。

也正因此集歇,即便面臨著蘋果的專利風險桶略,「開盒即連+連接動畫」依然成為了手機廠商出品的真無線耳機的標準配置。

「開盒即連+連接動畫」已然成為手機廠商做真無線耳機的標準操作

而這種高度便捷性的即連即顯體驗的背后诲宇,得益于藍牙私密協(xié)議际歼、以及耳機與手機系統(tǒng)的深層捆綁基于藍牙私密協(xié)議,以及各家手機系統(tǒng)的深度捆綁姑蓝,手機在檢測到耳機藍牙信號后便可以自動手機上彈窗顯示配對信息鹅心、耳機音量的等。

但同樣因為這種深層定制纺荧,真無線耳機對主控手機品牌和系統(tǒng)的依賴性會遠遠高于有線耳機旭愧,如我們不習慣在安卓手機上使用 AirPods 一樣,大多數(shù)手機廠商出品的 TWS 產(chǎn)品在遇到非自家品牌的手機時候性能都會大打折扣宙暇。

佩戴:紅外/電容傳感器讓耳機知道什么時候該工作

想讓耳機續(xù)航更長久输枯,首先要知道用戶到底有沒有在用耳機

入耳檢測同樣是真無線耳機上非常常見的一種交互方式——摘下耳機自動停止播放、戴上耳機恢復(fù)播放占贫。當前的真無線耳機入耳檢測基本都是通過光電探測的方式用押,利用光學(xué)感應(yīng)原理來感知用戶的佩戴狀態(tài),光信號被阻擋代表耳機處于佩戴狀態(tài)靶剑,系統(tǒng)便會自動進入播放模式,反之亦然池充。

小鳥音響 Track Air 上的光學(xué)傳感器

除了光學(xué)傳感器外桩引,今年 8 月發(fā)布的 vivo TWS Earphone 采用了兩顆電容式傳感器,該傳感器可以根據(jù)可根據(jù)電容變化進行入耳檢測收夸,避免了傳統(tǒng)紅外傳感在受遮擋的情況出現(xiàn)誤識別的情況坑匠,提升入耳檢測的準確性,同時也降低了功耗卧惜。

動手:各種傳感器打造的花式觸控交互

在瘦長的耳機腿上厘灼,耳機廠商創(chuàng)造出了「按一按、點一點咽瓷、撓一撓设凹、敲一敲、捏一捏茅姜、捂一捂」等花式操作

在控制層闪朱,為了減少對手機的依賴,從有線年代開始,耳機廠商便會通過物理按鍵等線控等方式奋姿,讓耳機上完成操作通話锄开、音樂控制等操作。

這種操作一直延續(xù)到了真無線的早期階段——在類似 Bose称诗、鐵三角萍悴、三星早期發(fā)布的真無線耳機上,耳機外側(cè)基本都有一個以上的物理按鍵寓免,以此來完成開關(guān)機癣诱、音樂控制等操作。

鐵三角今年發(fā)布的 ATH-CKS5TW 依然保留了物理按鍵

但由于物理按鍵體積大再榄、密閉性和美觀性也較差狡刘,現(xiàn)在的觸控交互正從最開始的「按一按」變成了「敲一敲、捏一捏困鸥、點一點嗅蔬、撓一撓、捂一捂」等更加花俏的操作疾就。

敲一敲:加速度傳感器

沒有物理按鍵和觸控板的 AirPods澜术,機身上的物理交互只好通過「敲一敲」來實現(xiàn)——依靠耳機內(nèi)部的加速度傳感器,AirPods 可以通過感知用戶敲擊耳機的次數(shù)來實現(xiàn)喚醒 Sir猬腰、切歌鸟废、接/掛電話等操作。

AirPods 敲兩下切換音樂或接/掛電話

然而姑荷,這操作也并非百發(fā)百中盒延,敲擊姿勢不對、動作不連貫性鼠冕,AirPods 都用可能感受不到用戶的命令添寺。

捏一捏:壓力傳感器

大概是覺得敲擊不夠用了,在上月底發(fā)布的 AirPods Pro 身上懈费,蘋果加入了將原來的「敲一敲」變成了精確度更高的「捏一捏」计露。

比起原來的「雙擊」,AirPods Pro 的「按壓」精確度更高了

AirPods Pro 的兩側(cè)耳機腿上各增加了一個力度感應(yīng)器憎乙,基于此票罐,用戶可以通過「捏一下、捏兩下泞边、捏三下该押、長按」等操作來實現(xiàn)通話、音樂控制阵谚、降噪模式切換等操作沈善。

點一點:觸控板

除了各種傳感器乡数,點觸交互的另一種實現(xiàn)方式是觸控板和觸控條。

比如闻牡,采用蠶豆式設(shè)計的索尼 WF-1000XM3 兩耳的外側(cè)均搭載了一塊觸控板净赴,用戶可以通過點觸來實現(xiàn)日常控制:左耳點按實現(xiàn)「降噪罩润、環(huán)境音玖翅、關(guān)閉環(huán)境音控制」的切換,右耳點按暫停/播放音樂割以,長按呼出手機的語音助手 Siri 等金度。

索尼 WF-1000XM3 通過點按可以實現(xiàn)音樂、降噪严沥、通話等基礎(chǔ)操作

撓一撓:觸摸條猜极、電容感應(yīng)

除了音樂控制、通話控制消玄,用戶對耳機交互最大的需求便是音量控制的跟伏。為此,出門問問 TicPods Free Pro翩瓜、vivo TWS Earphone 等 TWS 均在耳機腿上增加了一個「滑動」控制受扳,讓用戶可以通過滑動來調(diào)整音量等操作。

出門問問 TicPods Free Pro 采用的是觸控板的方式兔跌,雙耳側(cè)面均搭載了一條觸控板勘高,以此來檢測用戶的滑動動作實現(xiàn)音量控制。需要注意的是坟桅,這種方式對觸控條感應(yīng)靈敏度华望、精確度有著極高的要求。

出門問問 TicPods Free Pro 「撓一撓」仅乓,其背后主要是通過兩側(cè)的觸摸條來檢測用戶的滑動操作

而 vivo TWS Earphone 則通過電容感應(yīng)的方式來檢測用戶觸控及滑動操作立美,進而完成音樂控制、音量控制等操作方灾。

Solutions Hub: vivo TWS Earphone 觸控交互采用了 Goodix 匯頂科技 GH611 電容式入耳檢測及觸控 2 合 1 單芯片解決方案。GH611 集成了高性能碌更、低功耗的 MCU 及自容感應(yīng)前端電路裕偿,可根據(jù)電容變化進行入耳檢測以及觸控操作。

捂一捂:電容感應(yīng)器

除了上面提到的按痛单、摸嘿棘、敲、捏等直接接觸的操作外旭绒,索尼 WF-1000XM3 還進一步支持了「捂一捂」的操作——通過電容感應(yīng)鸟妙,當我們把左手捂在左耳面板上時焦人,音樂音量會自動將降低,并把環(huán)境音級數(shù)開到最大重父,松開手之后恢復(fù)到自然狀態(tài)花椭。

點頭:六軸傳感器讓耳機識別你的頭部動作

不想接電話你就搖搖頭,耳機會知道的

相較于上述幾個需要動手的觸控交互方式房午,本月初矿辽,出門問問的 TicPods 2 Pro 搭載了一項頭部識別技術(shù),把耳機上 Hand-Free 的想法執(zhí)行得更加徹底郭厌。

TicPods 2 Pro 通過耳機內(nèi)部的六軸傳感器(3D 加速度計和 3D 陀螺儀)+出門問問自研的 TicMotion 頭部姿態(tài)識別算法袋倔,可以識別用戶的頭部動作,當收到新來電時折柠,用戶可以通過點頭或者搖頭來實現(xiàn)接聽宾娜、掛斷電話。

Solutions Hub:TicPods 2 Pro 頭部姿態(tài)識別背后扇售,運用了意法半導(dǎo)體 LSM6DSO iNEM 慣性測量單元(IMU)前塔,它是一款整合 Always On 的 3D 加速度計和 3D 陀螺儀的系統(tǒng)級封裝。

TicPods 2 Pro 的這一頭部控制在初步的使用時缘眶,由于不熟悉在點頭或搖頭時依然會感覺有點別扭嘱根,但在騎行或者做飯等雙手不便的場景下,這種交互模式的效率要遠遠高于觸控巷懈。

動口:智能麥克風與 AI 算法讓語音交互更簡單

語音交互效率不斷提升该抒,讓你能少說一句就少說一句

直接語音喚醒:低功耗芯片與算法、骨聲紋識別

在過往耳機上的語音交互并沒有辦法實現(xiàn)真正的 Hand-Free——雖然很多 TWS 都宣稱支持語音助手顶燕,但在使用時往往需要我們通過物理觸控來激活語音助手凑保,這也使得耳機端的語音交互顯得格外雞肋。

而隨著低功耗芯片涌攻、低功耗算法的日漸成熟欧引,今年發(fā)布的 AirPods 2、小米 Air 2恳谎、vivo TWS 1 等耳機都陸續(xù)加入了語音直接喚醒功能芝此。

有蘋果 H1 芯片加持的 Powerbeats Pro 同樣支持「嘿 Siri」語音喚醒功能

這種操作進一步解放了我們的雙手,也帶來了誤喚醒的問題因痛。因此婚苹,語音喚醒也需要更加準備的喚醒詞二次驗證。

在一般的操作中鸵膏,喚醒詞的二次驗證會被防止在手機端——當耳機聽到喚醒詞后會將音頻信號回傳到手機進行二次喚醒聲紋驗證膊升,驗證成功之后再出發(fā)手機上的語音助手,根據(jù)命令執(zhí)行相應(yīng)操作或調(diào)用相應(yīng)的服務(wù)谭企。

但這種手機端的二次驗證鏈路長廓译、反應(yīng)慢评肆,因此,像 AirPods非区、vivo TWS 等耳機瓜挽,在耳機上加入語音加速感應(yīng)器(微型骨振動傳感器)——基于語音加速感應(yīng)器,耳機便可以通過骨震動的信號來確認「主人」的身份院仿,確保耳機只聽佩戴者的命令秸抚,避免了在地鐵上一個人喊「Hey Siri」全車廂的 iPhone X 都被喚醒的尷尬情況。

AirPods 2 的語音加速感應(yīng)器與波束成形技術(shù)的麥克風協(xié)作歹垫,讓 Siri 清楚知道誰在說話

離線熱詞:體積更小的邊緣 AI 算法

在直接語音喚醒的基礎(chǔ)上剥汤,小米 Air 2、出門問問 TicPods 2 Pro 等產(chǎn)品還加入了語音熱詞功能排惨,將過往 TWS 語音交互中的觸控喚醒吭敢、語音喚醒步驟直接去掉,通過「上一首/下一首暮芭、播放/掛斷」等常見的語音指令來實現(xiàn)切歌等操作鹿驼。

小米 Air 2 上支持「上一首/下一首」的語音指令來切歌

快捷操作:更精確的 AI 識別算法

除了熱詞喚醒,隨著語音助手的進化辕宏,語音助手的交互流暢度也得到了進一步提升——舉個例子畜晰,在打電話時,以前我們讓語音助手幫忙打電話通常的流程是先喚醒語音助手瑞筐,然后等語音助手回應(yīng)之后再說出要打電話的指令凄鼻,這個過程中需要停下來等語音助手反應(yīng)。

而在現(xiàn)在的耳機上聚假,比如(IQOO Pro+vivo TWS 1)块蚌,當我們要打電話時,可以直接說「Hey Siri膘格,給深圳灣的炫姐姐打個電話」即可峭范,整個語音指令中間基本不需要停頓,更接近我們口語表達方式瘪贱。

在這種一步直達的語音操作的基礎(chǔ)上纱控,用戶還可以在手機上設(shè)置各種語音快捷指令,讓語音助手執(zhí)行多重任務(wù)菜秦。而這種語音指令的快捷程度和靠譜程度則依賴于各家語音助手與手機系統(tǒng)甜害、云端服務(wù)的融合程度。

語音助手與手機系統(tǒng)喷户、云端的集成程度在一定程度上決定了語音助手的聰明程度,比如在 IQOO Pro+vivo TWS 1 的組合可以直接播放微信信息访锻,而 iPhone 11 Pro+AirPods 2 的組合就沒有這種服務(wù)褪尝。

真·智能:環(huán)境自適應(yīng)

隨著越來越多的 TWS 加入降噪功能闹获,耳機的常用交互操作中也需要增加一項降噪控制。如我們在剛剛發(fā)布的 AirPods Pro 上看到的河哑,為了一個主動降噪功能避诽,蘋果將原來 AirPods 身上的「敲一敲」換成了精確度更高「捏一捏」。

除了蘋果這種手動操作璃谨,類似索尼沙庐、小鳥音響等公司,也提供了更加自動的智能模式佳吞。

索尼 WF-1000XM3 的 SENSE ENGINE 支持自動檢測用戶活動狀態(tài)拱雏, 并切換至預(yù)設(shè)的環(huán)境聲和降噪方案,實現(xiàn)智能降噪

其中底扳,索尼 WF-1000XM3 搭載了「自適應(yīng)聲音控制」功能铸抑,利用耳機內(nèi)部的 SENSE ENGINE 自動檢測周邊環(huán)境和用戶狀態(tài),并自行切換切換到預(yù)設(shè)的環(huán)境聲和降噪方案衷模,實現(xiàn)個性化的智能降噪鹊汛。

小鳥 Track Air+ SE 的智能調(diào)節(jié)功能可自動識別環(huán)境噪音大小、有風無風及佩戴者的運動狀態(tài)阱冶,進而自動調(diào)節(jié)降噪到適宜的等級

小鳥音響自研推出了 CityMix Smart 智能降噪算法刁憋,耳機可以通過智能檢測外接噪音及運動狀態(tài),自動調(diào)節(jié)降噪等級木蹬,或者自動開啟器環(huán)境音增強等操作至耻。

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