HDMI2.1與主動(dòng)降噪在智能家居中大有可為

David Dashefsky 竇烈 Sophie Mao

1 HDMI 2.1與ANC（主動(dòng)降噪）在智能家居中的應(yīng)用機(jī)會(huì)

過(guò)去幾年，“智能+”在家居行業(yè)涌現(xiàn)一些熱門應(yīng)用，智能音箱、智能門鎖、智能攝像機(jī)成為千萬(wàn)級(jí)的爆品品類。隨著5G的全面部署，5G+AIoT賦能下，家居產(chǎn)品有望迎來(lái)全面革新智能形態(tài)，家居行業(yè)正式邁入爆發(fā)期，智能新技術(shù)有望全面融入家居空間。特別是ANC（主動(dòng)降噪）、HDMI2.1等新技術(shù)在智能家居應(yīng)用中發(fā)揮關(guān)鍵賦能作用，為更加智能和舒適居家提供更多產(chǎn)品創(chuàng)新機(jī)會(huì)。

在消費(fèi)全面升級(jí)的今天，智能家居設(shè)備品類不斷豐富，場(chǎng)景化特征明顯。其中，傳感器、轉(zhuǎn)換器、處理器和收發(fā)器是智能家居產(chǎn)品應(yīng)用開(kāi)發(fā)中不可或缺的部分。這些器件可收集和傳輸數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)智慧功能并激發(fā)其潛能。這是“智慧”開(kāi)始的地方，其中智能、高精度和可靠性要求至關(guān)重要，是提供檢測(cè)、測(cè)量、解譯、連接和分析功能的組件——運(yùn)行在智慧家居前沿的器件。半個(gè)多世紀(jì)以來(lái)，ADI一直在率先實(shí)現(xiàn)并推動(dòng)這些器件發(fā)展。此外，智慧家居要依賴于家居產(chǎn)品的智能。擁有信息不等于擁有洞察力。只有準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)，才最有價(jià)值。憑借最佳質(zhì)量數(shù)據(jù)、邊緣智能和可靠連接，才可為家居邊緣端和云端提供深度學(xué)習(xí)和洞察力。這也是ADI的關(guān)注點(diǎn)。

ADI音視頻產(chǎn)品總監(jiān)David Dashefsky指出，現(xiàn)在的智能家居會(huì)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將家中的音視頻設(shè)備、空調(diào)控制、安防系統(tǒng)、數(shù)字影院系統(tǒng)等等連接到一起。它與戶主使用者的交流方式大部分是用語(yǔ)音來(lái)完成的。我們看到的趨勢(shì)是隨著智慧屏的普及，今后智能家居與使用者的交流方式會(huì)是智慧屏和語(yǔ)音并存。即通過(guò)事先設(shè)定或具備自我學(xué)習(xí)能力的智慧屏，適時(shí)地或者在你經(jīng)過(guò)或停留在屏幕前時(shí)，顯示你感興趣的或需要的信息，例如天氣、通勤交通或你的下一個(gè)會(huì)議。

2 HDMI 2.1應(yīng)用的挑戰(zhàn)及解決方案

ADI音視頻產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理竇烈認(rèn)為，HDMI 2.1提供了支持下一代智能家居音視頻設(shè)備及數(shù)字影院系統(tǒng)的技術(shù)。目前市面上新發(fā)布的智慧屏產(chǎn)品能夠支持前沿的120幀（靠插幀）、8K解碼（但屏還是4K的）和高動(dòng)態(tài)范圍成像（HDR但還不是Dynamic HDR）等等。所以將來(lái)需要用HDMI 2.1來(lái)解決以上這些不足，同時(shí)也帶給用戶更高級(jí)以及與高端大屏更匹配的音響效果（DOLBY ATMOS和dtsX）。工程師在設(shè)計(jì)HDMI 2.1產(chǎn)品時(shí)面臨的挑戰(zhàn)在于其前所未有的高數(shù)據(jù)傳輸速率、更高難度的壓縮和加密技術(shù)、以及更嚴(yán)格的接口兼容需求。這需要工程師在設(shè)計(jì)符合HDMI 2.1 標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品時(shí)，從編程、系統(tǒng)兼容和認(rèn)證等多個(gè)方面進(jìn)行創(chuàng)新，同時(shí)還需要實(shí)現(xiàn)解決方案的驗(yàn)證。

ADI 擁有一系列新的符合標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證的HDMI 2.1 接口芯片，例如用在音視頻矩陣和高端顯示屏系統(tǒng)中的ADV7672和同系列的ADV767x，同時(shí)也推出了基于ADV767x和ADSP-SC5xx、并且通過(guò)認(rèn)證的音視頻設(shè)備參考設(shè)計(jì)。我們?cè)趪?guó)內(nèi)還可以幫助客戶進(jìn)行HDMI系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證所需的基本實(shí)驗(yàn)室測(cè)試。除了現(xiàn)有的產(chǎn)品和參考設(shè)計(jì)外，ADI也加強(qiáng)了未來(lái)面向智能家居應(yīng)用的HDMI 2.1產(chǎn)品的研發(fā)投入。

3 ANC應(yīng)用的挑戰(zhàn)及解決方案

ADI中國(guó)區(qū)消費(fèi)類產(chǎn)品市場(chǎng)經(jīng)理Sophie Mao稱，智能家居核心是為我們提供便利舒適的家居環(huán)境?，F(xiàn)代居家對(duì)噪聲環(huán)境有越來(lái)越高的要求，降噪技術(shù)存在強(qiáng)烈需求，消費(fèi)者愿意花更多的錢購(gòu)買具有噪聲抑制功能的智能家用電器。ADI將ANC技術(shù)融入家居產(chǎn)品，量身定制ANC主動(dòng)降噪集成解決方案，例如在咖啡機(jī)、抽油煙機(jī)和洗衣機(jī)和冰箱壓縮機(jī)上，使用ANC技術(shù)來(lái)降低其噪聲，讓客戶獲得更舒適的體驗(yàn)，感受技術(shù)對(duì)生活的改變。

目前，主動(dòng)降噪有模擬和數(shù)字兩種噪聲處理電路。雖然模擬電路擁有零延時(shí)的特點(diǎn)，但組成元器件多、PCB尺寸大、精度要求高。因而即使存在延時(shí)，但數(shù)字降噪依然是當(dāng)前ANC的主流。目前市場(chǎng)上的ANC方案兼容性較差，那就意味著客戶在電子，例如通路、麥克風(fēng)、Speaker上的選擇很少，設(shè)計(jì)方案千篇一律。此外，在ANC產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)時(shí)，需要保證能夠有一致性的效果，其校準(zhǔn)重點(diǎn)在于增益和濾波器系數(shù)，尤其是在Hybrid混合式方案上。

主動(dòng)降噪最核心的3個(gè)部分是ADC、DSP和DAC， 作為一直以來(lái)以高性能模擬技術(shù)和數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)先的ADI，在ADC、DAC和DSP上自然取得先發(fā)優(yōu)勢(shì)，精妙地處理好了ANC系統(tǒng)中最敏感的麥克風(fēng)信號(hào)，在保障超低功耗的同時(shí)表現(xiàn)出了強(qiáng)大的信號(hào)處理能力，同時(shí)彰顯了其在芯片小封裝與低功耗上的深厚功力。ADI ANC SoC芯片里還藏有更多貼心的細(xì)節(jié)技術(shù)，例如在自動(dòng)控制領(lǐng)域的PID比例積分微分控制邏輯，可以根據(jù)信號(hào)去預(yù)測(cè)后面信號(hào)的走向。

除此之外，為了幫助實(shí)現(xiàn)客戶產(chǎn)品的差異化，ADI會(huì)幫助客戶去解決芯片應(yīng)用上的問(wèn)題，以及經(jīng)驗(yàn)豐富的第三方合作伙伴可以提供非常專業(yè)的支持。ADI免費(fèi)的音頻處理器編程、開(kāi)發(fā)和調(diào)試軟件Sigma Studio工具，提供多種集成至直觀的圖形用戶界面（GUI）的信號(hào)處理算法，從而能夠創(chuàng)建復(fù)雜的音頻信號(hào)流，對(duì)于不懂編程但精通聲學(xué)的客戶群體來(lái)說(shuō)，他們也可以使用該軟件輕松完成任務(wù)。ADI的所有客戶都可以基于Sigma Studio來(lái)做前期開(kāi)發(fā)，包括完成原型設(shè)計(jì)。