TWS真无线耳机：蓝牙技术应用验证挑战

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TWS真无线耳机：蓝牙技术应用验证挑战
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Allion 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。

$ ~5 [+ m7 |2 F7 D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
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6 k0 A- c3 y- L' V. o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
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4 h: X6 d+ t3 d0 JTWS 真无线蓝牙耳机干扰与不同步之研究
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, N$ G' o% m1 o% Y$ r0 R! R# x% ^! s( 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。
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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。
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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。

+ q9 n$ G; Y4 z* A; X. m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
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ITU-R BT 1359 (RELATIVE TIMING OF SOUND AND VISION FOR BROADCASTING)：
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- U  O' R3 ?7 g# i. y0 I: ODetectability ：+45 ms ~ -125 ms
Acceptability ：+90 ms ~ -185 ms
( L- L4 }) Z8 Y  `$ qRecommended：+ 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。
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纯声音延迟的介绍
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$ g- T9 j, b1 l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。
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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。
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百佳泰所使用的仪器是Audio Precession 搭配蓝牙模组来做量测
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% Q3 Z# l8 y( r6 Q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
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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。
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+ ~& N0 Z6 F6 m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。


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Audio & 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。
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Test 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。

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。
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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。
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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。
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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。
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! I$ c/ l; ~7 d, B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。

3 X) v6 \9 S1 u' r3 @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。
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6 Y2 w  G2 @# @, e- s- ]( E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，
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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。

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，
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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