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无线流媒体技术:MFi助听器的音质问题揭秘

文章出处:欧维动态 网责任编辑: 欧维助听器 阅读量: 发表时间:2020-11-25 21:21:08

 使用2.4GHz频段的助听器与iPhone流媒体链接的功能正变得越来越受欢迎,许多助听器制造商在他们的产品配置中都带有这种功能。通过直连流媒体可以更便捷地访问电话和媒体内容,而不必使用信号链中的中间设备。

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MFi流媒体技术 


     移动电话直连到助听器流媒体的发展是由Made For iPhone(MFi)流媒体技术推动的,MFi流媒体利用2.4 GHz ISM(工业、科学和医疗)无线波段将音频无线发送至助听器。MFi对苹果/iPhone品牌有着很强的兼容性,人们可能会认为,它对带有MFi标签的设备(包括助听器)具有相似水平音质的保证。

MFi对苹果/iPhone品牌有着很强的兼容性1
MFi对苹果/iPhone品牌有着很强的兼容性


     然而,在MFi标签背后是相同流协议的不同实现,即每个设备具有独特的音质特性。这意味着流媒体声音的整体质量可能因助听器而异,最终影响终端用户对手机流媒体内容的体验。



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2.4GHz流媒体的音质


     在助听器中添加流媒体可以带来类似蓝牙耳机设备的功能,看电影、欣赏音乐、打电话和听有声读物正成为助听器使用中的一个日常功能。

无线流媒体技术:MFi助听器的音质问题揭秘


     然而,当处理像2.4 GHz MFi流媒体这样的新技术时,终端用户可能期望提供更完美的音质。提供不理想的音质将影响助听器的整体感知质量,并可能使得用户不再积极使用该功能。音质和可用性,可能是一个关键因素,决定了用户对助听器与直连流媒体功能的总体满意度。


     直连到助听器流中的声音质量受到许多因素的限制,这些因素是由于从手机到助听器的数据传输比特率受限造成的。数字音频中使用的典型参考音质是采样率为44.1 kHz/16 bit的非压缩音频信号(例如,与光盘数字音频中使用的相同),具有这些规格的信号需要大约1,411 kbit/s的数据速率。


      在这个速率下,声音的伪迹理论上非常少,以至于对用户来说是几乎“纯净”的。然而,与大多数其他无线音频技术一样,MFi 2.4 GHz流媒体具有更严格的比特率限制,虽然可用的比特率并不是感知音质的直接指标,但它限制了从手机流出来的声音的预期值。



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流媒体中的妥协和权衡


      在比特率受限情况下工作的典型方法是:在传输之前用音频编解码器以“智能”的方式对音频信号进行编码/压缩。这限制了音频流在传输过程中占用的“空间”量,以便尽可能多地传输关键信息。然后在接收端将音频信号解码/解压缩为常规音频比特流,同样的程序也适用于MFi技术。


      因此,人们可以想象不同制造商采用的专有编码/解码过程具有不同程度的声音“复制”能力。此外,无线传输/连接的稳定性、D/A转换过程、如何应用放大等方面的差异都可能影响流媒体声音的音质。


      这些限制的结合最终意味着在流媒体声音的质量上需要妥协和权衡。2.4 GHz流音频的感知音质将比原始信号差可能是不可避免的。然而,将“良好复制”声音发挥到极致的设计方法将有最大的机会避免伪迹和保持音质。

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影响流媒体音质的关键因素 


      对于一些用户来说,一些无线流媒体的声音质量可以被视为降级的音频信号,其伪迹来自于不同的程序中(例如编码解码、D/A转换、信号放大)。


      用户可能会体验到一些不好的音质或伪迹,包括:

  1. 由于频率响应偏斜和频率范围有限,声音变得低沉或不清晰;

  2. 由于过分强调高频放大而发出尖锐的声音;

  3. 在D/A转换中,由于比特深度分配不足而导致的爆裂声或削波;

  4. 由于来自音频编解码器的空间模糊,缺乏空间精度;

  5. 与信号放大和复现有关的嘶嘶声。


      因此,用户对整体音质的满意度是评价流媒体产品优劣的首要关注点。



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唯听“纯链接”技术处理 


      在唯听助听器中,流信号采用唯听“纯链接”技术处理(见图1),纯链接模块利用唯听在WidexLink技术的无线输入处理方面的知识,使得唯听助听器能够通过信号链精细处理和有效地缩放输入,并在保持低电流消耗的同时保持流信号的自然性。

唯听助听器中,流信号采用唯听“纯链接”技术处理

                                                                    图1:从电话端的编码到助听器中通过2.4 GHz的无线电信号解码的信号路径概述


      上述可通过以下两个步骤来实现:

  1. 采样率转换:将无线数据流从编解码器中的2.4 GHz默认采样频率采样到唯听助听器中的33.1 kHz,此时需要非常高的精度和谨慎程度以确保高音质。这样做可以避免由于采样率转换中的错误而添加任何额外的伪迹,并确保尽可能干净地再现声音。

  2. 输入动态范围:纯链路建立在唯听定制芯片上,其设计允许通过整个信号链实现动态范围的精准缩放。纯链接不局限于一个固定的比特深度,而可以使用更高的精度,以保持声音的自然和真实的源输入。这意味着在流处理中分配的有限比特深度中不会发生信号的额外削波。


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  小结  


      2.4 GHz的流媒体技术对用户来说可能并不是一种完美无暇的技术,然而它可能是目前首选的流媒体方式。唯听采用的2.4 GHz MFi技术,可以使得用户从iPhone中获得无限接近自然的音乐和语音质量。


 专栏介绍

唯听官微新增道听“Tu”说栏目,特邀唯听中国医学事务顾问屠文河女士以专业的听力学知识、独特的视度和简单可懂的言语,为大家带来精妙绝伦的听力科普文章、国外听力文献以及最新的研究内容等等,更好地服务广大的中国听障人士,这也是唯听追求专业化道路的践行。

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屠文河


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