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HomePod技术解读,为何苹果设计了这个样式的怪产品?

发布时间:2020-06-07  编辑:



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HomePod技术解读,为何苹果设计了这个样式的怪产品?
台湾时间 2017 年 6 月 6 日凌晨 1 点,第 28 届 WWDC 苹果全球开发者大会,苹果终于压轴重磅发表了 HomePod,一款苹果精心打造的智慧型音响。但是,估计这让很多果粉失望了,这应该是苹果系列中极少称得上「很丑」的产品。鉴于笔者并不懂艺术,因此凌晨着急询问了很多美学人士,这才没让笔者怀疑自己的审美出现了问题。HomePod 的设计师估计是成长在 80 年代的中年人,因为看到 HomePod 的第一眼就想起妈妈的毛线球,新世纪的年轻人哪见过这古董。当然,还有一种更难看的尼龙绳球也是这个造型。HomePod技术解读,为何苹果设计了这个样式的怪产品?HomePod 虽然丑了点,但性能一点不差,苹果对用户体验的极致追求还在,而且,HomePod 是迄今为止首款回归音响本质的智慧型音响。苹果甚至不惜代价同时部署了麦克风阵列和扬声器阵列,这就是苹果的态度:不仅追求远场语音互动的体验,也追求极致音质带来的享受。靴子落地,为何要用 6 麦的环型阵列HomePod 内建 Siri,这次苹果採用业界流行的 6 麦环形阵列技术。这种麦克风阵列技术适合远场语音互动,这样可以满足用户远距离透过「Hey, Siri」与 HomePod 的命令互动。苹果 HomePod 採用麦克风阵列技术,也表明了苹果将 Siri 从近场语音互动升级到远场语音互动的技术思路。前几年,语音互动应用最为普遍的就是以 Siri 为代表的智慧手机,这个场景一般都是採用单麦克风系统。单麦克风系统可以在低噪声、无混响、距离声源很近的情况下获得符合语音辨识需求的声音信号。但是,若声源距离麦克风距离较远,并且真实环境存在大量的噪声、多径反射和混响,导致拾取信号的质量下降,这会严重影响语音辨识率。而且,单麦克风接收的讯号,是由多个声源和环境噪声叠加的,很难实现各个声源的分离。这样就无法实现声源定位和分离,这很重要,因为还有一类声音的叠加并非噪声,但是在语音辨识中也要抑制,就是人声的干扰,语音辨识显然不能同时辨识两个以上的声音。显然,当语音互动的场景过渡到以智慧型音响、智慧电视、机器人或者汽车为主要场景的时候,单麦克风的局限就突显出来。为了解决单麦克风的这些局限性,利用麦克风阵列进行语音处理的方法应时而生。麦克风阵列由一组按一定几何结构摆放的麦克风组成,对採集的不同空间方向的声音信号进行空时处理,实现噪声抑制、混响去除、人声干扰抑制、声源测向、声源追蹤、阵列增益等功能,进而提高语音信号处理品质,以提高真实环境下的语音辨识率。从目前海内外市场产品来看,Amazon Echo 的方案是 6+1 麦的环型阵列结构,Amazon Echo Show 是 8 麦椭圆型阵列结构,Google Home 是 2 个麦克风结构,中国科大讯飞的叮咚音响是 7+1 麦的环型阵列结构,当前声智科技的产品线最为齐全,拥有 3 / 4 / 4+1 / 6 麦的环型阵列结构以及单麦、4 麦线型、6 麦 L 型,8 麦双 L 型、10 麦分布式阵列等结构。实际上,不同的阵型适应不同的场景,同时还要考虑性价比,显然阵列结构越複杂其成本也越高。而对于智慧型音响来说,由于用户使用习惯需要 360 度的拾音和定向,所以环型阵列结构是最为合适的。至于选用 3 个、4 个还是 6 个,则是根据定向精度和互动距离来决定,从某个角度可以理解为麦克风的数量越多定向越準,语音识别的距离也会越远,当然,这和阵型的具体结构也有关係。注意,这里的 2 麦克风不是阵列,并不具有阵列的一些功能和性能,2 麦最通常是用在类似手机和蓝牙耳机等超薄的装置上实现降噪功能,实际上,很多场合经过特殊设计的单个麦克风即可替代 2 麦结构。由于苹果 HomePod 必须差异于 Amazon Echo 和 Google Home,选用 6 个麦克风的结构非常明智,性价比最为合适,这也是声智科技主推的麦克风阵型,事实上,根据声智科技当前的技术,选用 4 个麦克风的效果也不会太差,只是语音互动距离会损失一点。HomePod技术解读,为何苹果设计了这个样式的怪产品?智慧型音响的根本属性还要听音质智慧型音响毕竟还是音响的品类,这是成熟的品类,也不明白为何很多智慧型音响的厂商非要定位自己是机器人。事实上定位于机器人对于消费市场来说反而是一个灾难,因为机器人市场还是一个需要巨大投入教育的市场。因此,HomePod 选择了回归音响的本质,非常注重音质和听觉体验。HomePod 拥有非常棒的音频技术,底部採用了 7 个波束形成的高频扬声器阵列,可以精準呈现声学效果以及声场控制。过分的是,在如此小的产品之中,苹果竟然用了一个 4 吋的低频扬声器,这里就不再强调低频扬声器越大越好了。不仅如此,HomePod 还採用了大量音效演算法,包括自动低音均衡、动态建模等。虽然 7 英吋的小身材,即使调大音量,音质也不会失真。 HomePod 採用的是苹果手机使用的 A8 处理晶片,同时兼具了实时声学建模、音频波束形成、多通道迴声消除技术,这使 HomePod 是迄今为止速度最快、音效最棒的智慧型音响。笔者相信,单凭这个理由,就有很多果粉会掏腰包。另外,苹果也提到了 Spatial awareness 技术,其实这不是什幺新奇的技术,就是强调了空间感和沉浸感,也就是让音乐在不同的场景以不同音效播放。顾名思义,当 HomePod 放在房间里,可以根据现场环境来调整音乐效果。虽然不新鲜,但是这是一个很大的进步,因为虚拟空间音效极度依赖空间的声场环境。顺便多说几句,杜比折腾了那幺多年的全景声,应用到家庭级产品中始终没解决这个问题。小米的超薄电视强调空间音效,也就增加了从天花板反射的声音,但是杜比显然无法依据用户的家庭环境来适应最佳音效。HomePod技术解读,为何苹果设计了这个样式的怪产品?当然,HomePod 肯定支持多房间音乐系统,如果使用多个 HomePod,其音效将更棒,这更适合国外喜欢聚会的年轻朋友。当前声智科技也提供了支援多房间音乐系统,同时还有一项「就近唤醒」的技术,也就是当多个语音智慧设备同时存在,优先响应用户指令的是距离用户最近的智慧装置。至于苹果的音乐生态、家庭控制就不再重複强调了。HomePod 增加的声纹辨识功能倒是一个小亮点,这样 Siri 会辨识用户的声音是否与用户声纹相符,不仅提升使用效率,而且能为用户的隐私提供安全保障。那幺,为什幺苹果越变越丑了呢?似乎不仅 HomePod,苹果自从离开贾伯斯时代后,就再也没推出过外观令人惊豔的产品,甚至,闭着眼睛都能猜到苹果 iPhone 8 的造型,更不用说一直没变化的 Mac 和 iPad 系列了,包括 AirPods 的设计也是吐槽对象。这自然是库克的功劳,这位供应链出身的 CEO 驱动苹果帝国一直前行,但太过务实的作风也让库克失去了结合技术和艺术的掌控力。HomePod技术解读,为何苹果设计了这个样式的怪产品?显然,HomePod 是艺术妥协技术的结果,因为从布局来看,从下到上依次是高频扬声器阵列、麦克风阵列、4 吋低频扬声器和主控板,这样罗列在一起,再考虑到声学结构设计,从技术角度来看确实也想不出更好的造型。但这是苹果啊!拥有全世界最牛的设计人员和技术人员,结果还是设计出一款没有摆脱技术思路的产品。有时候不得不说,让技术或供应链的大腕负责产品设计或也是一场灾难。总之,这是一款完全符合技术人员审美和风格的产品,因为从技术层面来说,这款音响确实没毛病,而且还挑战了技术难度,比如麦克风阵列放置中部的技术实现难度就很大。产品的尴尬,如何应对苹果的打法但苹果终归是苹果,苹果对产品的理解和打法还是超过普遍业界认知。首先来看苹果的定位,高阶这是必须的。Amazon Echo 是先入为主的产品,售价 179 美元,这接近成本的价格很要命,几乎堵住了很多产品的出路。逼 Google 不得不走低阶,售价拉低到 129 美元,为此还弃用了麦克风阵列,牺牲了远场语音互动的体验。不管怎样,反正苹果售价定到 349 美元了,这对苹果应该还算降价了,但是也把高阶智慧型音响市场的出路给堵死了。其次,苹果既然定位高阶,其产品就要给消费者带来高阶的体验,因此苹果堆砌了麦克风阵列和扬声器阵列技术,再加上原本的音乐和控制生态,对于吸引一大批苹果粉丝来说,还是稳妥的策略。当然苹果最大的失误就是 HomePod 丑了一点,否则会让更多厂商感觉悲观。从当前国外市场来看,Amaon、Google、Apple 从低阶到高阶针对智慧型音响的布局,一致都压缩利润空间,这绝对不是一款以赚钱为目标的产品,而是一款战略级的产品。说白了,巨头们压根就没指望依赖智慧型音响赚多少钱,而是不能失去这个语音入口,即便不确定未来是不是入口,至少赌错了要比错过更好。何况,以现在的形势来看,声音和图像注定是人工智慧时代的两大核心基础数据。HomePod技术解读,为何苹果设计了这个样式的怪产品?这就产生了一个难题,Amazon Echo 和 Google Home 怎幺应付?Amazon 还好,毕竟市场佔用率在那,而且产品线也比较齐全,尴尬的反而是 Google,花费那幺大精力,反而只是做了其他两家巨头的陪衬。这还好,最尴尬的是中国做海外市场的一些厂商,比如联想,联想的智慧型音响该怎幺面对这个複杂的情况?在这样的压力下,会不会有更令人惊喜的产品出现,比如小米该如何行动?这也是这个年度最期待的事情。为什幺 HomePod 需要等到年底?苹果 HomePod 预计至少等到 12 月才在美国、英国、澳洲同步发售,而全球发货要等到明年稍晚。这是什幺情况?一款音响竟然就要等到半年以上。而且,根据现场的朋友反应,发表会展示的音响,应该只是一个壳子,因为除了展示时亮了一下灯,其他什幺功能都没有。所以,苹果确实也急了一点,必须要推出智慧型音响才行了。不得不说,这也是技术上颇尴尬的事,苹果绝对保证用户体验,但 HomePod 一下子加了两个阵列,哪个阵列都不是简单的事情。毕竟现在的产品已不是纯功能型的产品,这是一个完整的技术链条。比如麦克风阵列,就包括了噪声抑制、混响去除、人声干扰抑制、声源测向、声源追蹤、阵列增益、模型匹配、语音辨识等功能,这都是需要认真打磨的複杂技术体系,即便是苹果,也需要足够的时间积累经验。产品考验的是每处细节, 所以很多时候,请善待你们身边那些没日没夜加班的创业公司吧。苹果为何如此重视一款音响?随着人工智慧领域的不断发展,人们开始追求更自由的语音互动方式,远场语音互动的优势逐渐突显出来。事实上 Echo 出现之前,语音互动产品解决的一直都是近场问题,这是典型的由于技术限制而刻意迴避场景的案例,因为近场语音互动要求人类适应机器。但是人类之间的语音互动从来都要拉开一定距离,所以现在需要机器适应人类。这可以说是计算机技术的巨大进步,也是人工智慧的核心要素之一。当然,这并非声学领域特有的问题,当镜头和雷达安装到汽车,以及 GPS 安装到自行车的时候,场景变化所带来的技术挑战才会突显,因为真实场景需要的技术支援并非简单升级,而是颠覆性创新,这也是巨头公司纷纷进入这个领域的主要原因,谁也不想在技术升级换代过程中被淘汰。HomePod技术解读,为何苹果设计了这个样式的怪产品?事实上,当机器获取的融合数据足以覆盖到人类十分之一的时候,人类确实很多时候只需要说一说、看一看或想一想,机器就能明白,但这个时候,我们也不知道到底会产生哪些新的商业模式,毕竟从我们角度来看,广告模式肯定不是人工智慧时代的最佳商业模式。从亚马逊 Echo 畅销,大家逐渐瞄準智慧型音响。Google 推出 Google Home,微软也联手哈曼卡顿、惠普等推出搭载 Cortana 的智慧音响。虽然,苹果透过智慧耳机 Airpod 抢佔语音市场入口,然而,随着亚马逊 Alexa 用 Echo 在智慧家居市场攻城略地,似乎渐渐吞噬苹果在智慧家居领域的市佔率,也逐渐稳固其语音互动入口的地位,Alexa 似乎成为新一代「Android」或「OS」。如此看来,苹果推出 HomePod 的确势在必行。即便在贾伯斯时代,苹果的每款产品发表都会被吐槽多次,但苹果的销量就是最佳回应。至少,从苹果 HomePod 的性能和价格来看,HomePod 的销量也不会太差,这从 Airpods 可以类比一下。延伸阅读:HomePod 贵得有道理?音质讚但 Siri 答题能力超逊贵一倍又姗姗来迟,苹果 HomePod 能否追上 Amazon、Google?

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