独立空间音频打造360°沉浸声场，小米让科技更无界

Posted 2023-04-05 小米技术

在小米最新发布会中亮相的小米Buds 4 Pro，凭借旗舰级降噪、高保真音质和超长续航等优势，成为众多新产品中的焦点。而在众多华丽功能中最为亮眼的，则是小米自研的全新独立空间音频技术。

这一技术实现了空间音频技术在耳机内部芯片上的独立计算，无需依赖外部设备，即可营造出水平360° 的立体听感，既使头部转动，声源仍然保持固定，宛如置身现场。

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独立空间音频功能一经亮相则艳惊四座，用户反馈也好评如潮。让我们一起了解其背后技术研发的故事。

01 

独立，想法何来？

空间音频是一种通过声音的计算来还原空间感的技术，试图提供一种符合人直觉与习惯的听觉体验，目前在市面上已经有多个上线技术已经相当成熟。

然而传统空间音频技术因为算法复杂、计算量大，因而必须依赖指定品牌及型号的外部设备运行，而手机与耳机之间数据的来回传递也会导致过高的延时，从而干扰沉浸体验。

传统空间音频运作原理

小米工程师想到，如果打破已有技术路线的桎梏，直接让空间音频在耳机内部进行独立运算，是否可以将延时尽可能地缩短？这一设想被马上付诸于行动，最初的测试版本果然如同预期，延迟很小。

一个冒险的想法，一次满足预期的测试，由此开启了小米AI实验室声学团队近两年的研发之路。

02 

要好用，也要好听

独立空间音频作为一个技术模块，主要分为两部分，一部分是“360 声场”，其在保留声源方向感的同时，会伴随产生扩散或者混响的效果，形成声音好像把听者包围起来的听感。

另一部分为“头部追踪”，通过耳机内置的六轴传感器，智能识别并动态跟踪头部方向，将声场的位置与对应方向形成映射，从而打造360° 环绕和声随头动的沉浸式体验。

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  1    自研声学算法探索性能“天花板”

这项技术实现所要面临的首要难题就是算法的优化。尽管耳机内置芯片具备旗舰级水准的算力，但是想要直接承担手机处理器的工作还是有些吃力。哪怕经过简单优化之后，也会导致声音卡顿和高延迟的情况。而且也会出现转头引发的听感突变以及前后方向混淆等细节问题。

因此，小米工程师认为，需要完全修改传统空间音频的工作逻辑，自主开发全新算法。在保证听感的情况下，工程师们优化了处理代码，并将计算量大幅压缩，实现在耳机算力限度内性能的“天花板”：

• 陀螺仪算法：通过更少的计算，在两个陀螺仪数据间作出取舍和平衡，尽可能降低误差，保持方向识别持续的高精度。

• 双耳重放算法：陀螺仪算法得到的姿态信息和对应角度的头相关传递函数，进行双耳重放，即可模拟出真实场景下双耳听感（声随头动）。

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  2    “在几百个几乎一样的版本中选一个最好听的”

好听，是一个极其主观的评价。而作为致力于营造沉浸空间感的耳机，小米Buds 4 Pro 的“好听”标准非同一般。在音质之外，对于方向感的体验，评价同样千人千面。因而为了使成品得到更多人的认可，小米工程师经历了无数次的测试，甚至达到了吹毛求疵的程度。

由于人的生理特性差异会影响方向感的感知，因此团队需要针对同一首歌，对几百个人的听感进行数学模型处理，以特定的姿态进行反复试听，从而进行听感对比。

除此之外，数学模型处理方法和音频处理方法也在持续的迭代，反复的修改导致不断地升级处理。为了提升效果，工程师还专门写了一个盲听的测试软件。“在几百个几乎一样的音频中选出一个最好的，真的是太难了，现在听到这首歌甚至都有生理性的反应。”

盲听测试软件界面

最终，团队的共同努力没有白费，小米Buds 4 Pro 的空间音频实测效果完美达到预期，甚至比计划还要提前两个月完成。

03 

新技术，让新耳机更强悍

基于独立空间音频技术，小米Buds 4 Pro 在多个方面都达到了行业领先水平：

• 超低延迟：相比小米上一代支持空间音频的耳机，转头延迟降低74%，用户感受提升明显；

• 普遍适配：只要是任何支持蓝牙立体声输出的设备，无论是电视、Switch、Pad 还是小米品牌之外的手机，连接小米Buds 4 Pro耳机，都可以获得原汁原味的空间音频体验；

• 全方位听感：此前市面大部分产品只能支持180° 的方位限制，而小米Buds 4 Pro 的方位感知能够达到水平方向的360°，真正做到”全方位环绕听感“。

有了独立空间音频的小米Buds 4 Pro ，在听音乐时有着如同置身于live 的现场体验，音乐的元素真正在你的面前铺开——头向左转可以听到左前方的架子鼓，头向右转可以听到右前方的电吉他，头转回中间则继续收听主唱的声音。

与视觉效果结合，则能够碰撞出极佳的沉浸效果，看电影时如同亲临电影院一般，尽情享受云端观影的快乐。

独立空间音频是传统空间音频的下一代，正如研发出这一技术的小米工程师们一样，永远对技术的下一代方向有着饱满的好奇心和无尽的探索力。

未来，游戏可能成为即将开发的新场景，比如在射击游戏中，通过转头的方式可以实现听声辩位，更早的识别敌人的位置，取得先机。此外，这项技术也将尝试适配AR、VR、MR 等虚拟现实场景，通过更简便的智能设备，呈现更为融合的沉浸式视听体验。

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二、如何白嫖安装

在安装方面，当然也非常简单： CSDN开发助手

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第一步下载安装包

第二步 打开扩展管理页面

浏览器输入地址“ chrome://extensions/ ”进入扩展程序页面，开启开发者模式

第三步 以下操作任选其一

1.crx文件安装：将crx文件拖拽到“chrome://extension”页面, 完成安装

2.Chrome商店安装：前往商店安装

3.zip文件安装：将zip包解压到任意目录，点击“加载已解压的扩展程序”按钮， 选择已解压的插件目录完成安装。

注：zip安装方式需手动替换文件升级。zip包版本迭代比Chrome商店更快，如有问题，欢迎加群沟通反馈

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三、更多功能，未来可期

除了上面提到了基础功能，还有很多很多的“黑科技”，CSDN也太牛皮了8

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