ここでは、honor8に搭載されているマイク周りの技術をまとめています。

それぞれどういった役割を果たしているのかを、いささか乱暴にかいせつしています。

こちらの記事の補足として調査結果をまとめています。

honor8(HUAWEI)とiPhone6 plus(Apple)ボイス(音声)メモ性能比較実験。honor8のマイクのノイズキャンセリングが超有能

ノイズキャンセリング

カラオケルームやヘッドホン・イヤホンなどで多く聞くことのある言葉ですが、そのほかにも、コールセンターなどでは、以下のように利用されているといいます。

[出典]

大勢のスタッフが電話応対するコールセンターなどでは、受話および送話において、環境音を消し去るノイズキャンセル機能を持つヘッドセットが使われています。

そのしくみを簡単に説明すれば、まず受話においては、ヘッドセットのスピーカ近くに設置されたマイクが環境音を検知し、これと逆位相の信号をつくって出力することで環境音を打ち消します。このため、周囲が騒がしくても通話相手の音声が明瞭に聞こえます。

送話においては、環境音を拾うマイクと口元に配置されたマイクにより、環境音のみを打ち消して送ります。このため、電話先の聞き手には話し手の音声のみが聞こえ、周囲の騒音が伝わることがありません。[出典]

ノイズキャンセルの、キャンセルというのは、約束していたのを中止にするという意味ではなく、「相殺」のことを指しています。

「この前借りた1000円、今日のお昼のお金と相殺しておくね」なんてことと、根本的には同じことで、普段生活しているなかでは聞くことの少ない「逆位相」という原理がその根本に利用されています。

ノイズキャンセルには、「アクティブ(動的)」と「パッシブ(静的)」という2種類に大まかに分類され、アクティブは電力を必要とする逆位相を発生させる小さい装置を使ってキャンセルするもので、パッシブは「ノイズ」そのもののエネルギーを利用することでノイズを消すというある意味では「アナログ的な」装置です。

[出典]

iPhone6 plus についてのテクノロジー技術の解説まとめ

MEMSマイク

上で説明した、ノイズキャンセリングという技術において、現在広く使われているものが、以下に説明する「MEMSマイク」だといいます。

[出典]

【小型マイクロフォン市場動向】小型マイクロフォンは従来、ECM(Electret Condenser Microphones)が多用されてきましたが、近年ではMEMS(Micro-Electrical-Mechanical Systems)マイクロフォンへの置き換えが進んでいます。
MEMS マイクロフォンは、ECMに比べ耐熱性が優れており、他の半導体、電子部品と同時にリフロー実装が可能になり、信頼性の向上、実装でのコストダウンにつなげることが出来ます。

MEMS マイクロフォンは、MEMSトランスデューサとMEMSマイクロフォンアンプをひとつのパッケージに封止しモジュール化します。新日本無線で設計・製造するMEMSトランスデューサとMEMSマイクロフォンアンプのチップを組み合わせて使用することで、マイクロフォンモジュールとしての特性の合わせ込みが容易となります。マイクロフォンモジュールメーカー様にはチップをペアで提供しています。[出典]

参考サイト:Yahoo!知恵袋 リフロー実装

スマホなどの小型化が求められる機器へのニーズが高まったこと、ストレスのない生活を求める心が、このように進化させているとも言えます。

そして、これまでにiPhoneのマイクの性能は5以降上がっていないという指摘があり、その鍵を握るのが「MEMS技術」によるマイクの開発だといいます。

しかしAppleなどが求めている性能には到達していないのが現状で、メーカー側はマイクの数を増やすことで問題に対処しようとしています。

たとえばiPhoneの場合、初代は1個のマイクでしたが、iPhone6は3個、iPhone6sは4個搭載しています。MotorolaのスマートフォンDroid Turboは5個、AmazonのスマートスピーカーEchoが搭載するMEMSマイクは7個です。

数を増やせば音声認識度は上がり、よりクリアな音で録音可能となりますが、その半面製作コストが増し、消費電力が増え、場合によってはマイクそのもののノイズが増えるといった短所もあります。

MEMSマイクメーカーも、手をこまねいている訳ではありません。昨年約14億個のMEMSマイクを出荷した、同市場最大手の米Knowlesは、ソフトウェア開発にも手を広げています。また新興企業の米Vesperは、世界で初めて圧電MEMSマイクを開発、注目を集めています。ただしVesperによれば、同社のMEMSマイクが製品に搭載されて市場に出るのは、2017年中盤になるとのことです。[出典]

Siriの音認識などの音声アシスタントの技術も、今後もっと格段に向上することもあるのかもしれません。

*MEMSマイク番外編は記事最下部へ

このMEMSマイクが以下に説明する「ビームフォーミング」に適した性能を持つマイクとも言われています。

ビームフォーミング

ビームフォーミングとは、複数のマイクロフォンアレイによって、音源の方向をとらえたり、周囲の音の分布を可視化したり、特定の位置の音声のみを強調・再生したりする技術。

目配りならぬ高度な“耳配り”により、電子会議システムや人間型ロボット、自動車の事故防止など、さまざまな応用に期待されています。[出典] 

[出典] 

honor8についてのテクノロジー技術の解説まとめ

DTSサウンド

聴覚原理に基づき、臨場感あふれるサウンドを生み出すDTS Studio Sound

そもそもDTSというのは、会社のことで、あの、スティーブン・スピルバーグが関与している会社です。

カリフォルニア州に本社を置くデジタル音声コーデックの会社で、1993年にユニバーサル映画スタジオと、スーティブン・スピルバーグ監督の間で設立された。

サラウンドのオーディオ技術を劇場で映画用に提供しており、1993年に公開された映画「ジュラシック・パーク」が特に有名だ。

その後サラウンド技術を家庭でも楽しめるよう家庭用AVシステムもサポートしているが、現在では家庭内で体験できるサラウンド感を、そのままスマートフォンなどの携帯端末で外に持ち出せるよう開発を行っている。[出典]

シャープとの開発談話はこちら

AQUOSとDTS Soundの“イイ関係”

そして、これを読むと「DTSサウンド」という技術は、シャープなどのクライアントとの間で調整して製品に組み込まれるようなので、クライアントごとに、それぞれ微妙な違いがあるようです。

しかし、基本的には、冒頭に引用した言葉のように「聴覚原理に基づき、臨場感あふれるサウンドを生み出す」ということで理解しておけばいいのではないかと思います。

そして、この度比較したiPhone 6 plusとhonor8の違いは誰が聞いてもわかりやすいものになっていると思います。

honor8(HUAWEI)とiPhone6 plus(Apple)ボイス(音声)メモ性能比較実験。honor8のマイクのノイズキャンセリングが超有能

ちなみに、DTSは社名であり、その会社が提供する様々な状況での音響技術が”DTS-○○○”として、様々な商品に使われているものです。

詳細はこちらがくわしいです。

ヤフー知恵袋「DTS SoundってDTSではない楽曲ファイルでも音質良くなるのですか? DTsではない曲…」

もしくは、東芝のDynabookの解説がよりわかりやすいかと思います。

TOSHIBA「dynabook×DTS」

デュアルマイクノイズリダクション

これは、文字通り、ノイズのリダクション(削減・抑制)をデュアル(2つの・双数)マイクで対処・処理しているということですね。

[出典]

Hi6402 audio chip

honorP9の情報になりますが、そのスピーカー性能技術に「HiSilicon社製Hi6402 オーディオ専用DSP」が使われているそうです。

そして、DSPとは「デジタルシグナルプロセッサ」の略称で、信号処理に特化した、特殊な演算用LSI(大規模集積回路)のことです。

カーオーディオで使われているDSPの場合、車内の音響環境の補正や特殊効果を加えて臨場感、迫力を出すということに使われる技術。[出典]

このように、デジタル技術によって、最適な音響効果を作り出す装置・技術のことをDSP「デジタルシグナルプロセッサ」というそうです。

Fig.HC0501_a DSPの使われ方

[出典]

これはある意味、DTSサウンドと同じような技術なのかもしれません。

ちなみに、この技術を提供している「HiSilicon社」はもともとHUAWEIのASIC(特定用途向け集積回路)デザインセンターだったようです。

honor8に使われているCPU「Kirin 950」を製造している会社でもあります。

integrated sound chamber

こちらは、再生時の技術のようですが、日本語にすると「一体型音響空間」

しかし、全く何のことかはわかりませんでした。すみません。

その代わりではありませんが、予測検索にあった「Smart PA」について、その効果をいくつか簡単にまとめます。

スピーカーに搭載される「Smart PA」システムは厚みのある重低音を紡ぎ出し、力強いビートに包まれる感覚を味わえる。[出典]

厚みのある重低音を紡ぎだすファーウェイ独自のSmart PAシステム。SmartPAは音を増幅して、音の歪みを減少させ、より少ないバックグランドノイズとよりクリアーなサウンドを提供。[出典]

音楽再生や動画の音割れ、ハウジングを防止するHuawei独自のテクノロジ「Smart PAシステム」[出典]

ということで、HUAWEIが独自に開発した「Smart PAシステム」により、チューニングされているということでがわかっていただけたと思います。

まとめ

ということで、個人的な忘備録のためにもと、普段聞き慣れない言葉をまとめて置きました。

何かの参考になると幸いです。

 

番外編:シリコンマイクについて

このマイクの特徴は、従来のマイクロホンユニットのように音を音圧として感知する樹脂製の振動版が無い固体マイクだそうです、従来携帯電話のマイクロホンは熱に弱いエレクトレットコンデンサーマイクだったので手作業で取り付けられていたらしいですが、高熱と衝撃に強いシリコンマイクはハンダ作業による性能劣化が無く基板実上に他のデバイス同様ハンダ槽によるハンダ付けが出来且つ薄いので、現在の携帯電話に実装されているマイクロホンの主流のようです。[出典]

番外編:MEMS(Micro Electro Mechanical System)について)

以下こちらより引用

MEMSとは、シリコンや水晶などの結晶やガラス材料などにエッチングやCVD(化学的気相成長)などの処理を施して、1mmにも満たないような大きさで極めて微細な機械的な構造を作る技術のことだ。

MEMS技術で作られた加速度センサのおかげで、スマホの画面を90度回転させると縦長の画面から横長の画面に変えることができる。重力加速度は常に垂直に地面に向かっているため、スマホを傾けると加速度の向きが変わることをMEMSセンサが検知する。

[出典]

スマホの通話音が昔の電話よりもきれいに聞こえることにも気がつくだろう。これはMEMS技術で作られたマイクロフォンによる。MEMSマイクはやはり1~2mm角程度しかないため、1個だけではなく2~4個もスマホに入っている。通話する音をきれいに拾うために周囲の雑音を抑えるノイズキャンセル技術に使う。二つのマイクで周囲の音を拾い、一つの音の位相を180反転させると雑音同士が打ち消し合って弱められる。あるいは打ち消し合うための予測アルゴリズムを使うという技術もある。このようにして雑音を減らす。従来のコンデンサマイクは大きすぎて三つも四つも搭載できない。MEMSだからこそ、可能になる。

写真を撮る場合のカメラの手振れを補正するためのジャイロスコープ(回転を検出する)もMEMS技術で作られる。シリコン技術で中を空洞にし、細くて薄いカンチレバーの構造を作る。加速度や角速度(回転)が動くとカンチレバーの先端がブラブラする。そのブラブラの程度を測ることで加速度や回転の度合いを知ることができる。これがMEMSセンサの基本原理だ。マイクロフォンは音によって薄い膜を振動させ、その容量変化を検出する。静電容量のわずかな変化で気圧を測ることもできる。
超先端の一部のスマホに入っているが、圧力センサはこれからスマホに大量に入り込むセンサだ。微妙な違いの気圧を測定することで、建物の1階にいるのか2階にいるのかの違いを検出する。アルプス電気に聞いたところ、30cmの高さを検出できるという。GPSと組み合わせれば、住所と建物を入力すれば、先端スマホを持っている人物が建物の何階にいるのかがわかるようになる。あるいは何階の部屋かを示す。

*引用ここまで

番外編:MEMSセンサの作り方・素材

MEMSセンサは、厚さ500µm(0.5mm)程度のシリコンウェーハ(円板)の中をくり抜いて、薄いメンブレン(薄膜)を形成し、その上にホィートストンブリッジや静電容量ブリッジなどを作る。この薄いメンブレンによって、わずかな変化を感度よく検出したり、あるいは静電容量の変化を検出したりできる。半導体技術そのものだ。

こういったMEMS市場の先頭に立つ企業は、ドイツのボッシュ、次がフランス・イタリアの合弁半導体のSTマイクロエレクトロニクスが続く。トップ10社に入る日本の企業は、パナソニック、デンソー、キヤノンの3社だ。[出典]

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 * が付いている欄は必須項目です

日本語が含まれない投稿は無視されますのでご注意ください。(スパム対策)