【CRI投资】九音科技“双向降噪”黑科技引领TWS极致体验

▉ 前情提要

自2016年9月，苹果发布了其首款TWS无线耳机AirPods后，一跃成为沉闷了几十年的全球耳机市场的新宠，发行短短一个月已占据美国耳机市场26%的份额，TWS无线立体声智能耳机标志着音频技术进入了一个全新的时代，无线耳机市场的竞争和创新自Airpods 起被全面点燃。

TWS 耳机全称为真无线立体声(True Wireless Stereo)耳机，区别于有缆线蓝牙耳机（Cabled Wireless Stereo Headphones），TWS 是把缆线去掉，实现左右耳之间的无线连接。在此前一篇关于无线耳机蓝牙技术难题的文章中，提到蓝牙技术联盟（Bluetooth SIG）今年新发布的蓝牙BLE Audio标准，不仅能够提升蓝牙的音频性能，还可支持音频分享，并将彻底解决安卓系TWS耳机“双耳连接”性能问题，从而迅速推动TWS耳机的发展和普及。

蓝牙技术联盟市场营销副总裁Ken Kolderup 

▉除了蓝牙连接问题， AirPods好在哪？

在解决基本无线蓝牙传输问题后（断线、延迟、低功耗及部分音质问题），好像还有一些体验和 AirPods 有些差距，比如打电话。

2019年全品牌TWS耳机出货量占比情况

资料来源：Strategy Analytics

可能部分人会有这样的体会，在闹市或地铁、公交上听歌，一个电话过来正好切到耳机听讲，可是对方多次表示听不清你这边的讲话，你无奈摘下耳机把手机重新放到耳边，倒是听得清了。在嘈杂的咖啡厅、声音极其不稳定的地铁以及快速行进的风噪中，使用者会有更加明显的体现。

这里就涉及到另外一个非常重要的概念——语音降噪。先解释一下降噪技术，降噪是要通过硬件端（芯片、传感器、麦克风阵列等）与软件端算法的协作来实现噪声消除。现有的降噪又分为上行和下行两种，下行降噪又称“主动降噪”，是指让使用者在听歌、通话时忽略所在环境噪声的影响。上行降噪又称为“语音降噪”或“通话降噪”，主要功能是调大输入语音信号，同时降低噪声信号。在佩戴上行降噪功能耳机通话时，耳机可以清晰地拾取你说话的声音，因此通话对方也能感受到降噪的效果。

语音降噪价值不仅仅体现在通话，对于软件和人工智能来说，现在很多人开始使用语音助手进行一些基本信息查询，包括输入法的语音转写功能，在嘈杂的环境下提供一个更加清晰的语音输入可以使识别成功率显著提升。

智能手机、头戴式耳机，在通话消噪技术方面，已经有了较为成熟的积累。多数是通过多麦克风组成阵列来实现，即不同麦克风分别收集人声、环境音，降噪麦克采样后，将波形倒相后与话筒采样重叠即实现降噪的功能。

其中将该技术发挥到极致的要数Bose于去年发布的头戴式无线降噪耳机Bose 700，搭载了八个麦克风系统，其中六个麦克风组合用于主动降噪；同时，六个其中的两个麦克风和另外一对麦克风会形成一个新的麦克风阵列组合，大幅提升拾音效果，实现“双向降噪”。

Bose 700头戴式耳机

TWS产品因为其本身的设计空间有限，在麦克风的增加上肯定是不如头戴式来的游刃有余。由于多麦克风设计会使得声学音频路径的设计更加复杂，在ODM和OEM角度都会增加生产设计成本。硬件上，多麦克风对产品设计本身的要求极高，对ODM和OEM能力考验较大，甚至可以说与耳机小型化、低功耗的行业趋势相悖。软件上，多声道音频处理算法难度增大，一旦出错，耳机的可用性会大大降低，这个情况从BOSE 700上市以来在音质差、品控不行等负面评论也能窥得一二。另外，风噪问题也是多麦克阵列无法解决的一大难题。

这也是为什么TWS耳机厂商选择牺牲一部分降噪效果和语音识别能力的原因，相比于有线耳机和传统蓝牙耳机，TWS耳机的产品定位决定了其需要优先考虑便利性，而传统多麦克风阵列技术瓶颈显然是对TWS耳机普及的一大考验。

▉AirPods引领语音降噪新浪潮

AirPods作为TWS耳机的标杆产品，在通话降噪方面可以说是下了血本。毕竟，用耳机听电话，是用户的重要需求。

AirPods采用的是双麦克风及骨振动传感器方案进行降噪。其原理是麦克风负责环境音收入，骨振动传感器仅收集人声带振动的音频信息，算法将来自这两条路径得到的声音信号进行对比后，对环境音进行弱化处理，留下相对干净的讲话声。Airpods Pro更进一步加入ANC（主动降噪）功能，单只有3 颗麦克风。

这也是为什么在使用 AirPods 时，往往给人感觉「体验」会比其他 TWS 耳机要好的关键之一，当然AirPods的价格（美国价格249.99美刀/中国价格2099人民币）也摆在那里，确实香，也确实贵！

AirPods 骨振动传感器运作原理图

Apple-designed H1芯片

目前市面上也有通过AI实现通话降噪的低成本、低功耗解决方案的技术探索，比如使用AI语音交互技术来实现嘈杂环境下的语音唤醒。不过这项技术目前应用还局限于语音交互，以智能家居场景为主，人人交互场景下的语音还原效果还有待考证。未来如果在大量的场景数据支持下，AI智能降噪对于耳机厂商来说，会是一个不错的选择。

▉ 九音科技：降噪黑科技推动TWS新体验

源创力清源基金投资的深圳市九音科技有限公司（“九音科技”）是一家从事语音降噪、音效优化相关软件算法模块以及音频处理芯片的公司。公司目前阶段的产品为包含软件算法的模块以及音频处理芯片，主要应用于有线数字耳机和蓝牙无线耳机。公司在中国、美国、日本和欧盟拥有多项发明专利。

九音科技独有的识音算法技术可实现强噪音环境下的清晰识音，即在高分贝（100dB以上）嘈杂环境中，将说话者的声音清晰准确提取、处理后传递给对方。配合其回声消除算法、声场识别算法，可实现微弱声音放大功能，在需要保持安静或不便于高声说话的环境中，可实现超小声通话。该解决方案可有效降低耳机产品内置麦克风数量，结合其主动降噪算法，在不牺牲耳机产品小型化、低功耗、长续航等产品功能的同时，实现低成本的「双向降噪」。

目前，公司基于自己的专利技术进行芯片的设计和研发，通过与业界顶尖的芯片制造企业进行流片合作保证产品的质量，未来九音SoC音频处理器芯片将给用户带来优越的性能和使用体验。

参考来源：

[1]《为什么我说安卓tws耳机爆发在即》-慧博资讯

[2]《2方向3测算4领域，千亿朝阳行业下的价值研判》-广证恒生

[3]《音频产业的新一轮变革-AirPods引领TWS无线立体声耳机时代》-招商证券

[4]“2019 真无线耳机发展划重点：降噪、降噪，首先是通话降噪”-深圳湾

源创力清源基金是源创力的投资平台之一，重点关注智能城市、智能健康等领域的科技变革。源创力清源人民币基金Ⅰ期聚焦先进制造、再生医学两个领域的早、中期科技企业，整合产业需求，搭建新技术应用场景，致力于为产业投资人实现基金财务回报价值、创造传统产业转型升级的技术合作价值。