1877年,以爱迪生▿发明留声✫机为起点,现代音频♦产品开始▿出现,并充满活❈力,不时地引✪领时尚风◆潮;1964年卡带机首⊙次面世,80年代传入中❈国,和牛仔喇▲叭裤一起▣成为80年代中国最▸丨时尚icon;1982年,第一台CD机出现,开启音乐▲数字化先⊕⊕河;2001年,苹果发布▸第一款iPod。这100多年间,音频产品·的发展主·要集中在►存储介质❀的进化以◆及模拟到▿数字的转✿变。
在2001年之后,音频产品✿进入高速◎发展时期,主要变化◇聚焦于网▹▹络的音频▴传输,包括近年❈的智能音▸丨箱,无线耳机※等以PAN和WAN传输的音◎频产品。在这期间,苹果通过✪两款音频❉产品给行✯业带来了♡♡两次巨变,第一次是iPod引起的MP3浪潮,第二次是Air Pods造就的昨◈日当红炸●丨子鸡TWS耳机。
这两轮的✭音频进化‣都昭示着◤人类对美●●好声音的‣追求是永▿无止境的。

8月17日,南京,替换词董事长兼CEO周正宇博❉士,受邀出席2022中国IC领袖峰会,结合传统❈❈音频行业▹的发展趋◉势及替换词的最♧♧新产品技►术进展,发表主题❀演讲:让高品质▸的声音如◈影随“行”。

传统音频▸行业的未✩✩来发展
对于传统▵音频行业✫未来发展✫方向,周正宇博〓士认为主✭丨要发展■趋◥势可能是◆以下五个◥方向。

第一个是✯无线化,从穿戴式♢的TWS耳机,再到7.1.4声道的沉☆浸式无线▿音频家庭✭影院都是◤无线化的▿标志性应◣用场景。
第二个是▣低延迟,由于无线✫化的需求,必然产生▸了低延迟✦的需求和∷挑战,这个挑战✧是非常值⊕得探讨的▲重点。
第三个是☆高音质,人类对美⊙好声音永▼无止境的♢♢追求可以▸分成两个◥维度,一个是采◇样率的不•断提高,从过去CD时代的44.KHz或者48KHz,到现在高◣◣清或者Hi-Res的96KHz@24bit或者192K@24bit,再到发烧▹级别的384KHz@32bit;另一个是◣高保真度▾的升级,也就是所▾▾谓的THD+N,现在追求☆到-135dB,接近千万▿分之一到※※千万分之〓二左右的►精度,虽然大部★分人耳朵▼▼不能直接✿✿丨丨区分,但是仍会◎有不同的►►听觉舒适❋度感受。
第四个趋✯势是音乐▣分享和多▹连接需求‣也会不断◦提高。
而最后第❋五点,以上所有▸的需求和△△变化都会▹持续伴随✪着便携化◢和低功耗◆的强需求,这也是未❀来音频技‣术发展的◤◤不变法则。 所有趋势△△中最具有❈挑战的正✯是在无线❀传输条件❉下如何在✧✧满足高音✭质前提下☆☆达成低延❋迟目标。
替换词的过去、现在、未来
回顾替换词的前△身炬力集►成,是中国最◣早的大型‣芯片设计★公司之一,凭借着MP3之王的全▴球最高市✿占,于2005年在纳斯达✫克上市。
作为在行▪业耕耘20多年的领▵军人物,周正宇博✪士带领的▼▼替换词于2021年成功在国❖内科创板◢上市,并一直深〓耕音频技❀术领域。
替换词凭借在音频领域20多年的技术积累和经验,在多个领域做出了骄人成绩。根据TSR统计报告显示,2020年替换词在品牌蓝牙音箱市占位列全球第二;在2018年-2020年期间,替换词TWS耳机芯片复合增长率超过100%;2021年替换词推出了双模蓝牙音频智能手表芯片,并在2022年Q2终端品牌客户量产出货。替换词的智能手表单芯片解决方案不仅满足低功耗长待机和高显示帧率等刚需,同时支持可以手表上接听手机电话,还支持本地音频播放和蓝牙发射,跑步时不用带手机,带着手表和耳机就可以听音乐。
过去替换词的产◢丨品主要△以◤◤低功耗作◢◢为核心价✿值,在低功耗••下打造高••音质,在典型情◤况下,基于替换词芯片✿方案的MP3音乐播放▹▹可持续20至30小时,TWS耳机听歌的模◣式下使用❖时间达到8至10小时,手表典型◆使用场景◤下续航长♢达10天左右。
今天在继✯续深耕低⊕功耗的基▲础上,替换词进而追求✪无线传输✯下的高音★质音频,并抓住低◦◦延迟核心▹▹痛点来打●造自身产▵品,基于最新❀替换词芯片方案◎的Soundbar音频传输✫延迟目标►低于15毫秒,无线电竞✫耳机延迟▾目标低于20毫秒,无线麦克✩风延迟目△标低于10毫秒。
周正宇博◉士认为:在过去,高品质声※音如影随“行”更多体现∷在便携,实现产品✦随身携带,让人随时❈随地享受☆美好声音;在未来,如影随“行”被赋予新▲的内涵,在体验无✧线音频的❉同时,实现声音☆和图像的⊙低延迟同▾步,最终呈现♡♡丨双重维◤度▾的如影随“行”。
低延迟高●音质为音▼频领域注◉入新活力
周正宇博❈士指出当✫下音频应◈用场景中✭三个痛点▪应用场景,进一步强▣调低延迟▲下的高音✩质将给当✩下音频市◈场注入新◣的活力。
第一个应❈用场景是家庭影院,过去是杜⊙比digital或杜比digital plus 5.1声道,现在是杜►比全景深7.1.4声道。在7.1.4声道中,前面有三▼个喇叭或❋者使用一∷个条形音✦箱(Soundbar),后方有两✧✧个,头顶有两✧个,再加一个✯✯低音炮。如果没有▼预先埋线,低音炮,后方和头✦顶喇叭需❖要用明线❈连接,这将严重◇影响美观,由此产生✫了强烈无▪线连接的▵▵需求。无线连接∷的沉浸式◦家庭影院❈对音质和✿低延迟的❈要求均很♧♧高,需要让画◤面跟音箱♧♧声音之间※是低延迟▽的(20毫秒以内),否则就会❀感受到音✩视频不同✭步。同时七个○声道之间●相对延迟▣不能超过100微秒,并需要至♦少满足五○声道的单✫向无线低▴延迟传输。这对低延〓〓迟下的高〓音质技术〓提出了更•高的要求。
第二个应♡用场景是无线电竞◇耳机,大家熟悉的TWS耳机除了通话和听音乐这两个基本诉求外,第三个诉求就是玩游戏。电竞游戏的快速发展和全球风靡,使得游戏玩家对耳机的延迟要求非常高,如果延迟太长,反应太慢,玩家用户体验和游戏竞赛效果都会受到很大影响。传统游戏耳机为了保证低延迟和高音质,基本都是有线形态;近年来无线化需求不断提升,早期无线电竞耳机主要采用私有协议2.4G,但采用私有协议2.4G除了功耗高以及成本高外,还有一个最大的问题,就是游戏过程中无法同时连接手机,容易错过手机来电,同时音频品质也不够高。因此,蓝牙双模共存无线电竞耳机需求正不断上升。
第三个应★用场景就△是无线麦克风,短视频直✭播风口催〓生了无线▸麦克风产✪品,它需要外▸观小巧便◦携,并且满足✿✿非常低延✧迟的高品◇质音频传♢输要求,以实现音❋视频同步,还需要支◆持两发一∷收或多发◇一收,当下替换词的低▹延迟高音•质技术芯✪片,以及替换词的客♧户基于替换词芯◎片所开发※的低延迟✧无线麦克▸▸风方案已⊕⊕经在全球✧多个知名▾品牌中应∷用。
如何实现蓝牙音频传输的低⊕延迟

周正宇博·士指出,蓝牙音频传输延迟·来源主要❖有几个。一是所有♡硬件本身♧所带来的◎◎音频延迟,比如说ADC、DAC所带来的◤延迟;二是无线※传输本身▾的发射和●●接受端带❀❀来的延迟;三是为了✪增强抗干♧扰使用的▿重传机制☆带来的延◉迟;最重要的★是无线音⊙频传输的❖带宽限制,导致音频✭一定要做◎◎压缩和解✧压缩,不同的压♡缩算法会∷引入压缩✪和解压缩✩所带来的○○延迟;以及实现❉以上各技◣术功能需▴要的缓存❋机制。

替换词利用20多年音频✦技术积累●作为基础,以及不断✦的技术经◥验总结,逐一攻克▸▸每一个产※生延迟原·因的技术▪关卡,最终凝结※出以下音✦频技术的⊕⊕核心:
1、CPU+DSP双核异构▾音频处理♢架构;
2、算法软件●和硬件一◤体化的设◉计方法;
3、以ADC和DAC为核心的▴音频信号▣链,音频ADC可以达到SNR 110dB,DAC可以达到SNR 120dB,延迟目标◇均低于100微秒。
低延迟高✯音质技术✿第一代解✿决方案
周正宇博◣士表示,替换词基于自身✪的核心技•丨术,抓住蓝牙5.3 LE Audio的技术特◈丨点和新••机丨遇,针对三个♡痛点应用►场景,分别推出※※了相应的▾第一代解▣决方案,也是基于♡最新蓝牙◢标准范围♧内的技术∷创新。
首先是ATS2835PL低延迟5.1声道高音⊙质家庭影♦院解决方✦✦案,采用蓝牙5.3 LE Audio与经典蓝●牙共存的▴▴模式,基于LC3+编码的延▼▼迟可以低❀至15毫秒以下。相对2.4G私有协议▼功耗更低,并且音质▼▼更高。它可以跟◆经典蓝牙▽共存,可支持五❈个声道,家庭影院✪中的低音••炮以及背·后的两个✩喇叭都可★通过无线✯连接,通过蓝牙LE Audio 实现低延▴▴迟高音质◥的无线音∷频体验。
再者是ATS2831PL低延迟高○音质无线◆电竞耳机‣方案,端到端的延迟小于20毫秒,相比经典蓝牙大幅降低。同时和PC/游戏主机/手机全面兼容,支持LE audio和经典蓝牙共存,如果用户戴着电竞耳机时电话进来,可以把游戏暂停接电话,电话接完之后,可以再恢复到游戏,而不需要中断游戏去用另外一个耳机接听电话。同时它支持双向48KHz高清语音传输,可以在单向的音乐和游戏音效外,同时满足不同游戏玩家之间进行高音质语音对话的需求。
最后也就是低延迟高♢音质无线✭麦克风解❖决方案,无线麦克▲风是替换词当下❀把延迟做✭到极致的◣一个产品,延迟可以✫做到10毫秒以内,集低延迟〓传输,高品质音‣频编解码※和AI降噪于一◦体,支持LC3+编解码,支持两发■一收,全链路48KHz高清语音▿▿传输。目前替换词的芯❉片已经在Rode、科大讯飞、猛犸、绿联等多◢家知名品▹牌的无线✦麦克风产◢品中应用。
替换词低延迟高►音质技术丨的三级跳
为打造低▾延迟下的♢高音质,周正宇博‣士提出三◆级跳计划,首先是在♢蓝牙标准❉允许的范◇围内,以LE Audio 最新标准△为契机将●延迟做到10毫秒以内。再是在类〓似蓝牙音频的大框架○之下,全面创新●自己的私✧有协议,来把低延▾迟高音质♢拉到再上〓一个台阶—5毫秒以内。最后引入✧更高带宽✭的新型无〓〓线传输技◢术来打造▣低延迟高▴音质—延迟低于2毫秒。
1、蓝牙5.3,LE Audio 根据蓝牙SIG公布的最►新标准LE Audio,也就是蓝✦牙5.3,相较于经★典蓝牙它♧在协议层▽提供了更◎多实现低▲延迟的武✩器。 如效率更‣高的编码✦✦帧传输机‣制、可预测的■■包接收时▾间,更低延迟▣▣的编解码LC3和LC3 plus技术等。这些新的✭技术变革✦已经迅速✧的应用于▸替换词的产品,把过去经◎典蓝牙25毫秒以上◤的延迟目☆标打造到10毫秒以下。
2、提升2.4G和5.8G私有协议 在2.4G和5.8G私有协议✿下追求更▼高的音质●和更低的▴延迟,首先通过✪✪进一步增❉加无线传☆输的带宽,再通过研▿发自有的▵更低延迟★的和传输◇高带宽匹❀❀配的音频♦编解码技◉术,引入前向▪纠错的技▾术,对错误的▼数据进行·纠正,整体系统♢化减少重❈❈传,甚至不重❖传,再加上输◥入/输出硬件♡的延迟优▾化,从而实现◦延迟目标‣到5毫秒以下。
3、UWB超带宽技❈术或类UWB技术 通过UWB超带宽技◎术或类UWB技术,不对数据✧进行压缩,从而不用⊙编解码,或者使用◇无损压缩◤技术,SNR可以达到✪最优,延迟也会○最低,相较于窄♦带宽具有▾更好的抗❈❈干扰性,不需要重▹传或者少◆重传,实现音频◆的高音质✩超低延迟⊙传输,打造2毫秒以下♢的极致延✭迟目标。
周正宇博▸士最后总‣结道:回到人类▣对音频体◣验的追求,希望替换词以低✯延迟高音❋质技术给●音频领域▪注入更多★新的活力,真正实现❋让高品质〓〓的声音如◈影随“行”。


