智能音箱市場爆發(fā)式增長，遠場音頻采集挑戰(zhàn)得以解決

近幾年,人工智能技術(shù)發(fā)展迅速,語音交互成為當(dāng)下最流行的交互方式,智能音箱正在掀起一股新的技術(shù)革新浪潮。國際市場調(diào)研公司Strategy Analytics公布的2018年第四季度全球智能音箱市場統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,在2018年第四季度,全球智能音箱出貨總量達到3,850萬臺,環(huán)比大漲95%,同時超過了2017年全年出貨總量。而2018年全年智能音箱的出貨量高達8,620萬臺,是2017全年的3倍。全球智能音箱市場呈現(xiàn)出爆發(fā)式增長態(tài)勢。隨著中國智能音箱市場的迅速擴張,智能音箱在語音助理、智慧家居等方面扮演著愈發(fā)重要的角色。據(jù)國際調(diào)研機構(gòu) Canalys 預(yù)測,全球智能音箱安裝總數(shù)將從 2018年的1.14 億部增長到 2019 年的 2.079 億部。然而,音頻接收距離與噪音干擾是目前亟待解決的挑戰(zhàn)。Strategy Analytics預(yù)計,全世界大約有6,000萬家庭目前擁有至少一臺智能音箱。到2024、2025年全球智能音箱市場規(guī)模將達到300億、400億美元。面對井噴式的市場增長率,隨之帶來的也有相應(yīng)的技術(shù)性挑戰(zhàn)。

目前市場上的智能音箱,在距離較遠或所處環(huán)境較復(fù)雜情況下,用戶在下達命令時顯得不太收放自如,這也是制造廠商需要在音頻接收距離與噪音干擾方面待解決的問題,。近日,德州儀器(TI)近日推出了一種新型音頻模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC),其技術(shù)方面,能夠在比行業(yè)同類產(chǎn)品遠4 倍的距離以外采集到清晰的語音。《電子產(chǎn)品世界》受邀參加發(fā)布會。會上,德州儀器(TI)音頻產(chǎn)品市場工程師Abhi Muppiri先生介紹到,TLV320ADC5140 是業(yè)界具備同等性能的體積更小的四通道音頻 ADC,是 TI 新推出的三款 Burr-Brown?音頻 ADC 系列產(chǎn)品之一,可以在嘈雜的環(huán)境中實現(xiàn)低失真錄音,還可以在任何環(huán)境中進行遠場高保真錄音。

我們知道,遠場環(huán)境要求拾音麥克風(fēng)的靈敏度高,這樣才能在較遠的距離下獲得有效的音頻振幅,同時近場環(huán)境下又不能爆音(振幅超過最大量化精度)。這樣的環(huán)境下,噪音必然會很大,從而使得語音質(zhì)量變差,即SNR降低。智能音響方面,家庭環(huán)境中的墻壁反射形成的混響對語音質(zhì)量也有不可忽視的影響。在實驗室測試環(huán)境下,它可以拾取到聲源超過10米以上的距離發(fā)出的聲音。在實現(xiàn)遠的距離同時,能夠做到120dB的信噪比,同時以16平方毫米的尺寸和整個解決方案進行配合,實現(xiàn)良好的效果。

除去較遠的聲音拾取距離以外,TI還使用幾十種audio的性能,在各種應(yīng)用環(huán)境里能實現(xiàn)更好的性能。TLV320ADC5140內(nèi)部加入動態(tài)的范圍的調(diào)節(jié),能夠?qū)崿F(xiàn)小聲音拾取的特點。聲音采樣后檢測到為小聲音,DRE系統(tǒng)接入后端人為放大信號,使其更容易提取。DRE的作用不僅局限于放大小信號。它可以清晰地錄制包括聲音命令和噪聲信號進行辨析,以此為后端的算法辨別帶來較好的先決條件。TLV320ADC5140TI不僅可以和模擬麥克風(fēng)進行配合,也可以和數(shù)字的麥克風(fēng)配合。其最多可以與8個數(shù)字麥克風(fēng)或4個模擬麥克風(fēng)進行匹配。此外,芯片還提供同時驗證數(shù)字和模擬麥克風(fēng)的效果,便于合作廠商在最后量產(chǎn)時選擇的方向。另一方面,智能音箱在播放TTS時可以其精準識別用戶的命令。芯片具有非常高信噪比的性能,智能音箱放到最大音量時,依舊可以清晰地錄命令和聲音之后在app端消除,最終形成清晰的命令。

關(guān)于Burr-Brown? 音頻技術(shù),據(jù)Abhi Muppiri先生介紹,自TI收購Burr Brown以后一直延續(xù)品牌在音頻上較獨特的技術(shù)和發(fā)展的方向,包括TI的ADC或者是DAC,甚至還包括Class D的聲噪及audio的運放放大器,TI利用品牌的精髓和內(nèi)涵向下進行延續(xù)。Burr Brown品牌從DA、AD到HIFI產(chǎn)品,是其一直以來延續(xù)的開發(fā)路線,TI繼續(xù)延續(xù)整個開發(fā)路線,爭取在音頻市場能夠提供更好的產(chǎn)品。

德州儀器(TI)音頻產(chǎn)品市場工程師 Abhi Muppiri先生

本年度,TI發(fā)布系列Burr-Brown? 音頻技術(shù)產(chǎn)品,分別針對汽車、智能家居、專業(yè)音頻領(lǐng)域。汽車領(lǐng)域,TPA6304-Q1擁有四通道的模擬輸入屬于汽車應(yīng)用的Class-D類放大器;TAS6421-Q1作為數(shù)字輸入單通道的Class-D放大器,其2.1兆高頻的開關(guān)中對EMI的影響相對較小,而其一系列產(chǎn)品在整個車機應(yīng)用中比較廣泛。專業(yè)音頻領(lǐng)域,OPA1656可以提供非常好的噪聲的指標,其技術(shù)水準處于業(yè)界領(lǐng)先地位。智能家居方面TI在整個audio上采用比較完善的產(chǎn)品系列,包括功放、音頻放大器,一直到ADC。

  自2016年始,智能家居逐漸流行,TI作為業(yè)內(nèi)主要的公司,在市場方面也有精湛的觀點。市場方面,德州儀器(TI)華北區(qū)技術(shù)應(yīng)用經(jīng)理趙般多先生表示,智能家居中國還是處在領(lǐng)先地位,和歐美、日本相比中國的智能家居水平處在領(lǐng)先位置。除了智能音箱以外,包括電視機頂盒、冰箱也可做語音交互,目前TI已經(jīng)跟很多國內(nèi)領(lǐng)先的家電廠商進行合作。不久的將來,更多的日常產(chǎn)品中都會出現(xiàn)語音交互控制功能,同樣會越來越多產(chǎn)品在市場中出現(xiàn)。

德州儀器(TI)華北區(qū)技術(shù)應(yīng)用經(jīng)理 趙般多先生

    對于語音交互方面,很多領(lǐng)先的廠商已經(jīng)自研芯片,但大都是主平臺處理芯片。這就需要外圍的模擬的高清的芯片助力主平臺優(yōu)化。這是互補、互助的關(guān)系,定義芯片時不只是供給智能音箱,我們希望在各種不同的應(yīng)用場景中做到相應(yīng)的適配。