TWS真无线耳机：蓝牙技术应用验证挑战

9028163

1 ~+ [" h4 H8 ^8 n; VTWS真无线耳机：蓝牙技术应用验证挑战

# b- V7 C; m/ e) f# Z( DAllion Labs / Howard Chiang

真蓝牙无线耳机这几年百家争鸣，普遍在影音收听，电竞游戏上的广泛使用。

使用者在使用上体验的两大詬病分别為讯号的干扰与影音的延迟
* U# u! F. ?2 G4 j5 S
先前百佳泰另一篇文章(如下方蓝字连结)，已经提过在干扰之下所造成的问题
7 W) Q1 W, j/ D; ~/ [/ h/ o6 |
. R! [4 E) L7 X3 Z# qTWS 真无线蓝牙耳机干扰与不同步之研究
* |4 @" V( U! L4 k  l) a) w. H
8 m; ?2 B( D3 V9 Q) R而在延迟性相关的验证上面，1)声音与画面的不同步，2)声音的延迟，这两个指标是TWS耳机在看影片、打电动的使用经验上，会造成相当不愉快的使用者经验。

9 {# _  `! e8 u3 @9 R, X相信大家都知道，Android產品的Audio延迟相对於IOS高了不少，再加上TWS的延迟，当你在打电动时，会有种声音与画面是脱离的感受，等你被敌人杀死之后，才听到脚步声。

; s7 o# j& Q/ F+ O' @; ^/ z或是当用VOIP通话时，除网路延迟之外再加上TWS延迟，会让整体使用者观感更不佳。

在一些电视广播相关的要求上面，都有定义到声音与影像的延迟建议，比如说ITU相关的数据是
; _) k# a4 u' k+ X7 f
8 j6 V; p& C: w+ V/ Z& L, Z* cITU-R BT 1359 (RELATIVE TIMING OF SOUND AND VISION FOR BROADCASTING)：
% N- A. K1 c, S' `
Detectability ：+45 ms ~ -125 ms
# K: p9 n# F& ?& b0 C  l( ~0 }Acceptability ：+90 ms ~ -185 ms
8 X; w, ~7 J$ D' s& l. ORecommended：+ 22.5 ms ~ -30 ms
Undetectable ：+25 ms ~ -100 ms
并不是永远都是Audio延迟，Video也会有延迟的时候，这在后面的实验数据会跟大家做介绍。
# B  m: x( o6 ^; d8 {8 w% t
纯声音延迟的介绍

3 a3 E, m3 U( @前面也有提到，因為Android Device本身上Audio Latency比较严重的关係，

所以在各种不同的装置上面，会测量出不一样的结果。

: G  a" }5 L- @1 L. N) ^# Z9 C9 E6 T像是在Apple AirPod pro上面，搭配不同的手机，我们也量出过Latency很高的数值。

百佳泰所使用的仪器是Audio Precession 搭配蓝牙模组来做量测

& [/ n6 u% I- m9 D9 i使用Audio Precession蓝牙音讯拨放及人工耳接收音讯，来判断蓝牙音讯，从耳机接收资讯到拨放出声音的时间是多少
7 C1 l- \$ e0 s4 C; M

: R/ D3 X: V7 f
) {! ~! P  K# ?% j( ^大家可以看到下方图表数据显示：所量测的这隻耳机，它有两种模式，所量出来的结果看的出来在游戏模式(Gaming Mode)之下，好非常多，几乎只有一般模式(Normal Mode)的一半左右，看起来做了不少补偿。

8 s0 U4 }( x% J& q& Y) U, h虽然这个耳机的官方宣称声音延迟在60ms左右，但是因為不能判断官方的延迟量测手法，故数据上会有落差。我们将此数据将国外的一些量测数据做比较，其实是蛮接近的，具有一定的参考价值。
8 [' N# G  f8 s/ }

: O$ u& K) H# n* j

( n  E% R) ~! j, Z0 B
  O# i- T+ P$ P& @' bAudio & Video Latency介绍

使用Allion设计的治具加上视波器或是使用Sync-One2量测设备，量测声音与影像的时间差，进而分析数据可得知对於使用者的体验。

& A$ v9 d! E" M  l0 bTest Pattern可以使用Allion标準测试内容，也可以依照客户需求，使用特定APP。

, T& P5 E8 x) h: }或是拨放Online Streaming，也把网路相关的Latency同时计算，更广泛的量测使用者感受。

2 D( X: T3 H( G. W, _+ Y" X+ t再加上跟各种不同平台，Android, iOS，各种蓝牙晶片等等，可以更清楚自家產品的表现。

- m& S2 \& t' m



+ F* [. a, V: y
上方表格可以看到环境架设的状况跟一些量测结果：有些是已经上市，有些是未上市產品。百佳泰基本上都会做十次量测，取最大最小及平均值，做数据分析。

这边的数据仅供参考，因為有很多变数可以调整，比如说Test Pattern的调整，使用各种不同的手机等等变数，这并非是绝对数值。可以看到这边十组数据，有两组样品有游戏模式(数字红字处)，看的出来都可以大幅减少延迟。
7 _, O& {& a, }* o2 N
以Sample: Razer hammerhead Gaming(表格最下方这组)的参数来看，它其实就是上面有量纯声音延迟的產品，看的出来，搭配上游戏模式，它的延迟性已经到人耳几乎无法察觉的状况，以打电动来说，非常适合。
1 r- @- V( j' ~
大家也可以看到，所以延迟不一定是声音，影像也会延迟，当声音的时间点补偿到一定程度时，就会產生影像延迟的状况发生。

在一些广播相关的规范当中，有定义到一些可以参考的数值，

0 w1 j2 W: Y+ r& x+ ~. N6 |若是以可接受程度的规范 (Acceptability +90 ms ~ -185 ms)，大部分的耳机都是没问题的。
  D" o& u' ~8 }3 s% i' Y* Z% c
" g0 b# h( `  h6 r* @但若是以它最严格的标準来看 (Recommended + 22.5 ms ~ -30 ms)，只有两隻耳机可以通过。

但实际上，必须要跟现实考量，產品取向及市场，成本等等，

如何在这中间取得一个平衡，对使用者来说，是一个非常重要的卖点，也是百佳泰可以帮助到大家的地方。

若有任何TWS延迟性、抗干扰甚至是连线性相关问题