半开放式耳机主动降噪背后的低时延秘密

如果你对耳机行业没有太多了解，或许不知道华为的主动降噪耳机已经推出过三代了。

2013 年华为首次推出第一款华为一体式主动降噪耳机，它无需换电池和额外充电，直接把耳塞插到华为手机上就可以自动给耳机充电。第二代支持 30db 的深度主动降噪；到 2016 年的第三代，华为已经做到了支持多场景的自适应主动降噪功能。

不过今年华为推出的首款半开放式主动降噪耳机，你一定有所耳闻：华为 Freebuds3 真无线降噪耳机于今年德国柏林国际消费电子展（IFA）发布，类鹅卵石的耳机盒加上分体式设计，是当下最流行的 TWS（True Wireless Stereo，真无线立体声）蓝牙耳机品类。

此前普通人很难相信真无线蓝牙耳机能够加入降噪功能，Sony 用 WF-1000XM3 给大家开了一个好头，但它还是入耳式的，华为 Freebuds3 则让你对半开放式 TWS 蓝牙耳机有一个新的认识。

半开放式耳机怎么做主动降噪？

这将是所有人最为关心的点，也是 Freebuds3 的差异点所在。在半开放式的设计下， Freebuds3可以实现主动降噪效果。

不过何为“主动降噪”？简单说就是通过耳机检测外界的噪音，计算并发出相反的声波，二者叠加相抵消，最终获得环境“相对安静”的效果。

目前常见的真无线降噪耳机，绝大多数采用了入耳式设计。华为则一改传统，采用了半开放式的耳腔。对于刚开始做真无线降噪耳机的华为来说，是一个大胆的挑战。

要知道，主动降噪技术已诞生二十多年，还从未有人在这种产品形态上尝试做降噪功能。

因为传统的入耳式降噪耳机本身拥有被动降噪加成——塞入耳道的硅胶会有一层物理声音屏蔽，即使不开降噪，也会有一定的隔音效果。不过入耳式耳机也有着天然的劣势：硅胶耳套与耳道直接接触，会有部分用户受到刺激，同时长时间佩戴之后，耳朵会被挤得十分难受。

“我戴久了就不舒服，一趟飞机的时间，落地取下耳机，耳朵有些疼。”阿离一名耳机爱好者，他体验了多款入耳式降噪耳机。“相较而言，半开放式耳机佩戴舒适度更好，可以较长时间佩戴。”

此时我们面临着一个选择：是选择降噪效果更好的入耳式，还是佩戴舒适度更佳的半开放式。

这次华为选择尝试半开放式主动降噪的新选择。在音视频内容越来越多的背景下，人们佩戴耳机的时间越来越长。佩戴舒适度这件事，或许刚买耳机的人不清楚，可一旦尝试过，便会把它放在耳机挑选要素的第一位。

但是半开放式也因为舒适度做了牺牲——耳塞与耳道无法紧密相贴，其效果因此衰减，给降噪带来了很大难题。

如何提高降噪负向声波的工作效率，是关键所在。

不过每个人的耳道形状都不同，降噪效果便会因人而异。有资料显示，不同耳道的响应最大甚至可以造成 40db 的差异。

针对这个问题，华为 Freebuds3 提供了一个全新的解决思路：从软件出发，Freebuds3 提供了 9 组耳道降噪模型，以适应不同用户的耳道情况，最大程度保证降噪效果。

因此 Freebuds3 的降噪效果调整较为独特，大致可分为两步：

• 戴上耳机，双击耳机，或在手机设置中开启主动降噪功能；

• 打开“智慧生活APP”，在“主动降噪”中选择降噪效果最好的档位（其实就是 9 组耳道降噪模型）。

但如果你错误地调整到和耳道不匹配的档位，极有可能加剧环境音。这是由于负向降噪声波和环境噪声声波正向叠加导致的，所以上面最后一个步骤一定记得调整。

一般来说，降噪模型与用户耳道是大致相对应的。选择了对应的降噪模型之后，今后佩戴就不用重新选择。但如果感觉降噪效果略有差异，稍微调整佩戴姿势就可以了。

不过华为是如何得到这 9 组耳道降噪模型的呢？

此次，华为FreeBuds3的开发邀请到了华为德国声学研究中心一起做噪声的大数据分析，并对其进行深度算法训练，最终匹配智能参数优化，以此提高耳机对环境噪声判断的准确性。其二是重中之重，华为在俄罗斯的基础科学研究中心完成对上万组用户听感测试数据的分析，归纳出了 9 组连续的耳道降噪模型，以此满足大多数用户的耳道形状的降噪要求。

相比普通降噪耳机，Freebuds3 降噪调整是一种创新，但需要对入门用户进行教育——9 组耳道降噪模型能够满足绝大部分用户的降噪需求，前提是大家养成首次使用时在手机上进行调整的习惯。

低时延的秘密

真无线降噪耳机，首先是“无线”，那么什么是好的无线耳机？就是把无线的体验做到和有线耳机一样，或者说接近。

此时涉及到一个极容易被用户忽略的基础问题，耳机没有线缆之后需要通过蓝牙协议与手机进行通信。两者之间建立的无形连接，其通信速度、时延以及稳定性都影响着耳机的正常使用。把这些基础建设好，才能让一款蓝牙耳机用起来像有线耳机一样。

华为有一个优势，它的老本行是做“连接”，尤其是在芯片与 5G 通信技术的研发上一骑绝尘。

而华为做好蓝牙耳机的秘密便是芯片，2019 年华为专门推出了可穿戴芯片麒麟 A1，其体积极小，平铺尺寸为 4.3mm*4.4mm。麻雀虽小五脏俱全，麒麟 A1 集成了蓝牙处理单元、超低功耗的应用处理器等等。

不用怀疑，这颗芯片也为 Freebuds3 所用。据 PingWest品玩了解，麒麟 A1 芯片的研发前后筹措了三年时间，在它之前诞生的还有应用于手机终端的数颗麒麟芯片，最新的是麒麟 990 系列。

就像一家人聊天没有隔阂一样，当 Freebuds3 耳机与华为手机相连接，就像一家人在沟通信息。其连接、配对都非常快。

当它靠近搭载麒麟 990 芯片的华为 Mate30 Pro 时，连接窗口会自动弹开，并请求配对。配对一旦完成，今后我再拿出耳机，打开耳机盒便能立即连接上手机。

蓝牙耳机的另一个重要因素，是时延，也就是俗称的“延迟”。这个问题在看视频、玩游戏的时候尤为明显，时延高的耳机会出现声音比画面慢的情况。用户对于蓝牙耳机的时延非常看重。

Freebuds3 官方时延是 190ms，而普通人对于音频基础响应需求是 200-250ms。

但这里有一个背景需要大家了解，蓝牙耳机的延迟并非仅由耳机本身造成，设备系统也天然有着延迟，而 Android 的主流手机通常为 100ms 左右，优秀机型可达到 50ms 左右。

同时对于延迟，每个人的敏感度都不同。有调查显示，约 70% 的用户在低于 250ms 时感觉不到延迟，另外约 30% 的用户在低于 200ms 对延迟感觉不明显。

我算是比较敏感的用户，因为经常会玩《王者荣耀》和《和平精英》。我在戴上 Freebuds3 玩游戏时，在极少情况下会感觉略有延迟，但总体并不影响游戏体验。

当我把耳机交给平时不玩游戏、只看视频的同事董科后，她表示无论是视频还是游戏，都感觉不到延迟。这个要求与效果真是因人而异。

下放 5G 通信技术，做蓝牙抗干扰

刚才说到华为的老本行是做“连接”，“连接”的基本要求就是稳定，就好像玩游戏想要有一个稳定的网络连接一样。

华为 Freebuds3 终归还是采用的蓝牙作为连接，因此它会面临着空气中千千万万无形的信号传输通道干扰，蓝牙、WiFi 等等。尤其是在蓝牙设备密集的环境中，例如车站、飞机场等人多的地方，蓝牙耳机将出现断连再次重连的情况，反映到耳机工作中就是卡顿。

据悉，华为 2012 实验室在做完 5G 技术研发后，立即投入了蓝牙的技术适配，将 5G 的抗干扰算法下放到蓝牙智能跳频技术中。这项技术一旦蓝牙检测到干扰，5 秒内它会自动切换到另一个频道，以最快速度选择无干扰的信道下进行传输。

想要让蓝牙设备对空气中的其它信道 Say No 并不容易，一方面它要求蓝牙芯片的监测响应速度足够迅速，另一方面也有着低功耗的要求。

依赖于麒麟芯片相互之间的通信优势和低功耗特点，Freebuds3 与采用最新麒麟 990 芯片的手机连接时，抗蓝牙干扰的能力会更强；如果手机是采用麒麟 980 芯片的话，比如 Mate20 这样的手机，没有加入智能跳频技术，抗干扰的能力相对会弱一些。

在TWS 蓝牙耳机逐渐崛起的今天，打出差异化才能立足于行业。华为 Freebuds3 让大家看到，原来半开放式耳机也能做主动降噪，它是目前市面上首款、也是仅有的半开放式主动降噪耳机，不过大家只能看见 1199 元的定价与它圆润的外观，背后的研发细节与用户体验的考量却往往被人忽略。

红色 Freebuds3

华为强大的研发实力毋庸置疑，其能力体现在了近两年的设备出货量上。

国际市场研究公司 IDC 近日发布的第三季度全球可穿戴设备报告显示，华为位列第四。在可穿戴设备迅猛增长的时候，华为以 202.6% 的增长率傲然挺立，耳机作为可穿戴设备中的一个品类，留给它的发挥空间还有很多。

编辑：hfy