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【技术原创分享】OPPO Enco Free如何实现120ms超低延时的?

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发表于 2020-1-3 16:50 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自 北京市
本帖最后由 lzhzhzh 于 2020-1-3 17:08 编辑

我在上一篇文章中,着重介绍了OPPO Enco Free这款真无线耳机为提升音质,单元采用的一些独特技术,例如双磁路设计、FPC力臂等……以及简单的听感评测。音质相对于耳机而言固然重要,是影响一款耳机评价的决定因素,但蓝牙耳机的断连和延迟问题,则更能比音质影响消费者心情。

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咱们先从蓝牙耳机的延迟说起。

OPPO Enco Free这款真无线耳机一大亮点,就是具备超低延迟特性——仅为120ms,也是目前延迟最低是真无线蓝牙耳机之一。我查了查目前主流真无线耳机,基本都在180ms~220ms左右,虽只差几十毫秒,但确实可以通过一些比较考验音画同步的应用感觉出区别,例如《和平精英》这种快节奏的射击游戏。

声音延迟到底是个啥?

很多朋友在接触真无线耳机前,也接触过无线耳机,但为什么「延迟」这个词汇直到最近真无线耳机的蓬勃发展才被频繁提起?按理说无线耳机出现这么多年,延迟早应该被关注了啊?我觉得有两点因素,其一是手机的3.5mm耳机孔消失,大家只能转到无线耳机;其二是,随着目前音质技术的提升,无线耳机已经参与到更深入的互动中,比如激活智能语音助手、玩游戏时进行语音沟通等场景,因此这时候,大家对「延迟」这个词就颇为敏感。

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那究竟什么是「延迟」?这里为大家简单讲讲。理论上,大多数人对低于100ms的延迟是感觉不出来的,而200-300ms延迟算是一个正常范围,不过玩游戏就不行了,会明显感觉出音画不同步。

蓝牙在传输信号过程中,会经历压缩打包、无线传输、拆开解压、数模转换等一系列环节。这时候虽有延迟,但可以忽略不计。

而问题就出现在编解码过程中,即各种「蓝牙音频编码协议」对声音数据进行压缩处理时。消耗时间最多,所以会造成延迟。

OPPO Enco Free真无线耳机实现120ms低延迟深度解析

OPPO Enco Free并没有采用目前主流的高通芯片,而是采用了恒玄科技最新的BES2300ZP这块目前最新的顶级蓝牙芯片,在性能方面已经做得相当出色了,比如采用了先进的28nm HKMG CMOS工艺,实现了业界领先的低功耗水平,音乐模式下的功耗小于5mA。单芯片集成了Cortex -M4F CPU等等,另外频率达到400MHz,性能还是很可以的。

但这颗芯片是否支持双路传输?从目前已有的解决方案来看,高通的QCC虽然支持TWS+,但是对发端也就是手机端的性能要求比较高——仅支持855及以上机型,对大众消费者而言,兼容性等并不好。

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为了从根源上解决延迟问题,OPPO Enco Free其实是通过手机+耳机共同实现的(OPPO Enco Free真无线耳机搭配OPPO系手机可以获得更好体验)。

其通过系统、定制化的蓝牙编解码加上蓝牙双传技术实现低延迟。从APP到手机发射端,对系统底层进行声音传输处理,到声音编解码器时,打造了一套自己的定制化蓝牙编解码技术,之后再通过低功耗双传,解决延迟问题。

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如果芯片端无法提供双传支持,那就单独开发一套。OPPO目前还在走专利,我在这里简单说下框架:在手机传输部分,OPPO打造了一种新的定制化的编码,手机端则会根据当前应用场景,告知耳机端,这时后者就会动态调节编码方式和缓存,通过定制化编码的技术,可以去优化70毫秒以上的效果。当然这项协议固然是好,但是需要APP端进行深度优化,但像OPPO这样有千万级别的体量,相信会很快解决适配问题。

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OPPO采用的双耳同传原理也很有意思,OPPO声学产品经理张弛表示「只发一路的双声道立体声信号,两个耳机都从这个信号中获取自己的单一声道的信号,这样对智能手机兼容性门槛很低,让OPPO Enco Free真无线耳机的双耳同传可以兼容几乎所有智能手机,而且在蓝牙列表中只显示一个耳机设备」。

还有一创新点,相比友商更为「大胆激进」:即左右耳纠错技术,这可以大幅度提升声音的稳定性。

就这样,OPPO Enco Free通过从耳机芯片到底层优化的一系列组合方案,再到定制化的编码制定,最终实现了120ms超低延迟。

AI降噪通话 「黑科技」加持

说实话,我对目前市面上的真无线耳机通话质量并不满意,主要有几点,首先无法根据环境音进行智能判断,降噪后声音依旧忽大忽小,其次是有部分真无线底噪明显,通话降噪效果甚微。

OPPO真无线耳机在耳机外部拥有两个麦克风,组成麦克风阵列,形成波束实现降噪。

光有麦克风其实并不能完全达到理想效果,这时就需要AI大数据来辅助进行降噪处理,其通过对各种各样的噪声分析建模、进行大数据的分析之后,建立起这些噪声的功率图和特征库,之后波束成形麦克风把人声和噪声一起采集进来之后,通过对比,把噪声识别出来并且消除掉。

OPPO Enco Free告诉大家,什么是「为智能手机而生」

OPPO Enco Free在发布之初,其slogan就已经定义了这款耳机的「使命」:为智能手机而生。

一开始还不能理解,一款耳机究竟能够和手机有多大联系。深入研究后才发现,想要实现低延迟,手机发端和耳机收端的编解码密不可分。

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能够自主开发出双传系统,足以说明其在技术上先发制人的优势,市面上有成熟的双传方案,但对手机要求过高,而OPPO这套解决方案则可以兼容大部分主流手机。

OPPO手机事业部副总裁也在12月26日的发布会上提到,未来OPPO将会拿出500亿元用于研发,如果拿出5%用于音频声音技术的开发,都是一个天文数。在采访中,我也问到OPPO后续的音频产品规划,他们表示在2020年,TWS仍然是重点。

 楼主| 发表于 2020-1-4 09:49 | 显示全部楼层 来自 北京市
纯手打,如果大家有问题,欢迎提问哈
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发表于 2020-1-4 12:52 来自手机 | 显示全部楼层 来自 四川省绵阳市
相比这个我还是比较关注jvc的真无线大招...
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发表于 2020-1-4 17:03 | 显示全部楼层 来自 广西南宁市
音质怎么样呢?
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发表于 2020-1-6 21:39 | 显示全部楼层 来自 广东省广州市
搞不清楚699对于airports2现在1000不到有什么优势?
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 楼主| 发表于 2020-1-6 22:36 | 显示全部楼层 来自 北京市
william336 发表于 2020-1-6 21:39
搞不清楚699对于airports2现在1000不到有什么优势?

主要还是低延迟优势,AirPods延迟大概在180ms。
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 楼主| 发表于 2020-1-7 00:08 | 显示全部楼层 来自 北京市
安非己命 发表于 2020-1-4 12:52
相比这个我还是比较关注jvc的真无线大招...

哈哈,木质振膜吧,一样
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 楼主| 发表于 2020-1-7 00:08 | 显示全部楼层 来自 北京市

真无线耳机中可以的,但是需要煲机。
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 楼主| 发表于 2020-1-16 12:52 | 显示全部楼层 来自 北京市
顶一个
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发表于 2020-1-16 13:15 来自手机 | 显示全部楼层 来自 四川省成都市
lzhzhzh 发表于 2020-1-7 00:08
哈哈,木质振膜吧,一样

万一有音频传输方面的大招呢....ldac的tws
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 楼主| 发表于 2020-1-16 14:54 | 显示全部楼层 来自 北京市
安非己命 发表于 2020-1-16 13:15
万一有音频传输方面的大招呢....ldac的tws

很有可能,还有通话技术,高通在CES2020上就发布了aptX™ Voice音频技术
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发表于 2020-1-16 20:14 | 显示全部楼层 来自 云南省昆明市
120ms是在何种蓝牙协议下实现的?我猜是SBC
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 楼主| 发表于 2020-1-17 00:08 | 显示全部楼层 来自 北京市
nosounds 发表于 2020-1-16 20:14
120ms是在何种蓝牙协议下实现的?我猜是SBC

是的,高传输码率和低延迟看来不能共存
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发表于 2020-1-22 00:48 | 显示全部楼层 来自 广东省广州市增城区
lzhzhzh 发表于 2020-1-6 22:36
主要还是低延迟优势,AirPods延迟大概在180ms。

听完**的推荐马上入了一个,声音真的太好了。没想到啊,不过还是airpords配苹果手机方便
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发表于 2020-1-26 14:17 | 显示全部楼层 来自 安徽省池州市
入了一个,声音绝对是对得起价格!!!
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 楼主| 发表于 2020-1-27 13:34 | 显示全部楼层 来自 北京市石景山区
masmancj 发表于 2020-1-26 14:17
入了一个,声音绝对是对得起价格!!!

这耳机音质确实可以
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发表于 2020-2-12 20:14 | 显示全部楼层 来自 广东省广州市增城区
william336 发表于 2020-1-6 21:39
搞不清楚699对于airports2现在1000不到有什么优势?

我现在明白了,是音质!音质!
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发表于 2020-2-12 22:02 | 显示全部楼层 来自 浙江省宁波市
有兴趣等全面复工了去试听,不知OPPO手机专卖店可有试听?
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 楼主| 发表于 2020-2-12 23:26 | 显示全部楼层 来自 北京市
振金 发表于 2020-2-12 22:02
有兴趣等全面复工了去试听,不知OPPO手机专卖店可有试听?

可以进行试听,去OPPO线下授权店好像就行,或者直营店。
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发表于 2020-2-13 01:58 | 显示全部楼层 来自 广东省深圳市
如果跟一加7Pro一起用会怎样?还能保证低延迟吗?
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