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音訊品質要求提升 噪音消除技術獻計

2011-05-16
在提供更佳的聲音品質的同時,手機電池的續航力也須不受影響,一直是手機製造商與消費者追求的目標。為符合此需求,音訊解決方案業者紛紛推出具備噪音消除技術的DSP,期以更好的演算法與音訊處理技術,於手機或消費性電子音訊市場中站穩一席之地。
由於消費者對筆記型電腦、手機、藍牙耳機等消費性電子的音訊品質越來越講究,音訊處理晶片廠商如英商劍橋無線半導體(CSR)、歐勝(Wolfson)等陸續研發噪音消除技術,希望藉此進一步消除環境的噪音,以期站穩音訊處理晶片市場。

其中,歐勝推出第一個完整的行動電話轉鑰式(Turn Key)噪音消除方案,可強化通話兩端語音的音訊品質,而安森美(On Semiconductor)也推出新一代噪音消除系統單晶片(SoC),愈發突顯此一市場的重要性。

安森美祭出多元收音模式

目前各家廠商發展的噪音消除技術大同小異,皆強調可消除外界噪音干擾,讓使用者可更清楚的聽到發話端說話者的聲音,並更進一步優化聲音品質,如CSR推出具備回音與噪音消除技術的晶片產品;歐勝產品除了音訊處理單晶片外,並推出整合電源管理技術的產品。

圖1 左起為安森美產品市場經理周宇浩、現場應用工程師陳慶耀
安森美產品市場經理周宇浩(圖1左)表示,目前噪音處理技術三足鼎立,包括降噪麥克風、類比電路降噪與數位電路降噪等三種方式,其中數位電路降噪具備聲學設計複雜度低、高靈活度與較佳的降噪效果,而其數位訊號可直接外接數位麥克風,無需額外的周邊轉換器,因此成為目前廠商發展的主流技術,並獲筆記型電腦大量導入。

針對安森美新產品與其他廠商有何區隔與優勢?安森美現場應用工程師陳慶耀(圖1右)指出,雖然安森美的新產品未具備回音消除技術,但更高階已量產1年的24位元R300數位訊號處理器(DSP)可同時消除回音與噪音,新的R261產品則有不同的著重範圍,與競爭產品最大的差別在於,R261具備三種收音距離模式可供客戶選擇,亦即涵蓋遠、中、短距三種模式,使用者可自行切換,甚至也可客製化距離,為目前市面上唯一以唯讀記憶體(ROM)為基礎的可調收音距離模式的產品。

除此之外,新的DSP還具備易於設計、低功耗、小尺寸與高效能等特色,陳慶耀強調,R261產品還可利用兩顆價格親民的類比麥克風,取代雙數位麥克風的架構,即可獲得較佳的音訊品質,為系統廠商節省成本,而針對音訊處理器最大設計挑戰--演算法,安森美除了最佳化演算法,並將該演算法整合至DSP中,分擔中央處理器(CPU)的工作比重,使終端裝置不會因為加入噪音處理技術而拖累整體運算速度與效能。目前已有使用前一代R250產品的筆記型電腦廠商逐步轉換為R261,系統整體成本可減少30~40%。

陳慶耀指出,即使ROM架構的DSP無法修改軟體,但安森美透過外接I2C介面解決問題,因此可支援不同距離的收音模式。

歐勝手機消噪專用DSP登場

2010年歐勝即推出行動電話耳機消噪晶片,但僅有發話端可達到消噪的功能,收話端仍無法擁有較佳的聲音品質,且加入消噪晶片後,如何在不影響手機電池續航力的要求下,提供使用者更好的聲音品質,亦為歐勝思考的重點,有鑑於此,歐勝推出新一代WM2200消噪專用DSP,提供手機通話兩端更強化音訊品質。

圖2 右起為歐勝亞洲區業務副總裁盧能相、大中華區經理鍾慶源
歐勝大中華區經理鍾慶源(圖2)表示,WM2200結合歐勝myZone環境噪音消除技術(ANC),及包括傳送路徑(Tx)噪音消除、聲學回音消除(AEC)、風切聲抑制(Wind Noise Rejection)和接收路徑(Rx)主動噪音消除技術等功能,能顯著改善語音通話,達到清澈的音質,不受發話和收話者周遭環境或背景噪音的干擾。此外,WM2200具備架構中立性,能讓設計者輕易結合既有的設計,並利用原有的語音麥克風,WM2200典型設計應用藉由波束成形(Beam forming)功能提供高品質電話會議和視訊收錄。鍾慶源強調,WM2200的功率效益相對於現今業界的ANC方案可延長25%以上的通話時間,減少20%的被動元件數量。

另外,歐勝同時推出功能更強的通用型音訊DSP--WM0010,鍾慶源指出,所謂通用型音訊DSP是指該產品可用於手機、平板裝置等行動裝置,甚至消費性電子中,相較WM2200,WM0010並未具備ANC功能,須搭配另一顆ANC晶片,不過,歐勝並不打算推廣WM0010與WM2200的整合架構,原因在於,搭配WM2200將過於大材小用。

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