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至顶网智能硬件频道MP3发明者的“脑洞”又起飞了:它要让每部手机的通话质量也达“CD音质”

MP3发明者的“脑洞”又起飞了:它要让每部手机的通话质量也达“CD音质”

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从MP3格式到AAC技术,再到目前几乎在每部移动手机都配备的HE-AAC技术,Fraunhofer IIS先后研发了五代编解码技术。除了编码和音频处理产品,他们的解决方案还致力于为语音通信提供更高的音质效果。

来源:至顶网智能硬件频道【原创】 2017年10月8日

关键字: Fraunhofer IIS EVS Cingo

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至顶网个人商用频道 10月01日 北京消息(文/黄当当):1991年的某一天,位于德国埃尔朗根的Fraunhofer-Gesellschaft工作室在研究如何抓取CD音轨时,衍生出一种计算机文件格式,命名为MP3。就在这种音乐格式成为全球最流行的音频压缩解决方案时,却有“唱衰”迹象冒出,诸如“MP3格式将推出历史舞台”的传闻传出。归其溯源,正是它的发明者,Fraunhofer IIS宣布终止“对某些MP3相关专利和软件的许可程序”。

Fraunhofer IIS:19年前“意外”发明了MP3,现在想让手机通话也拥有“CD音效”Fraunhofer IIS中国区业务代表Toni Fiedler

然而,就在一周前举行的PT/EXPO展(中国国际信息通信展览会 )上,Fraunhofer IIS接受了至顶网采访,独家回应此事。Fraunhofer IIS中国区业务代表Toni Fiedler表示,“我们虽然终止了专利许可,但MP3并不会消失。”

被“误解”的确是一件让人很头疼的事,但Toni Fiedler也道出此举原委。他坦言,MP3格式“在消费者群体中仍然非常受欢迎”,但其他多媒体数字信号编解码器能够提供更好的效率和功能,包括该公司也在致力于的MPEG-H格式。(目前,MPEG-H电视音频系统已在韩国正式商用。)

Fraunhofer IIS:19年前“意外”发明了MP3,现在想让手机通话也拥有“CD音效”

现下,Fraunhofer IIS致力于研发两大类技术:第一个是EVS(增强语音服务),将主要应用于4G LTE领域,第二是MPEG H,它是下一代广播电视将会主要使用的编解码。

简单来说,只要是与“声音”相关的音频研究,Fraunhofer IIS都有参与,比如现在在PC、手机、电影中最常见的AAC标准,也是出自Fraunhofer之手。除了编码和音频处理产品,他们的解决方案还致力于为语音通信提供更高的音质效果。

手机通话为何难实现“CD”音质?Fraunhofer IIS是这么做的

CD是人们熟悉的一种音频格式,而MP3作为一种压缩与解压缩的计算方式,用来处理高比率的声音信息。其所生成的声音文件音质接近CD,而文件大小却只有其十二分之一。换言之,原本一张光盘张只能储存约12~20首的CD格式音轨,若存成MP3格式,则约可储存将近100首。

为什么手机语音通话的声音质量很难达到CD水平?Fraunhofer IIS认为主要有三点,第一个是传输的时候可能出现了一些错误;第二个原因,现在手机上使用的语音编解码器,编解码技术还没有采用Farunhofer最先进的技术;第三个原因,音频带宽受限, 影响来自于运营商线路和连接的问题以及带宽条件。

既然要在手机通话上实现声音高品质如此之难,作为在音频领域研究25年的权威机构Fraunhofer IIS自然担负起重任。Fraunhofer IIS的解决方案就是要解决传输时语音质量下降的问题,以及如何能够把音频和语音通话的编解码结合在一起。直白来说,Fraunhofer IIS正在做的就是让你的手机也能听低码率高保真音频。

在中国,Fraunhofer IIS的目标客户主要是电信业和广电业,希望与这些行业的公司进行合作,包括电视台和移动运营商,以及电视和机顶盒设备的制造商。现在,Toni Fiedler表示,Fraunhofer IIS也在跟中国的一些协会,标准组织保持联系,参与到中国标准的制定中,比如参与中国下一代广播电视音频标准制定中的MPEG-H。

连接设备与运营商的“完美音质”EVS,连iPhone 8都用了这项技术

EVS,增强型语音服务(Enhanced Voice Service)是专为LTE等分组交换网络而设计的下一代3GPP实时通信编解码器,是超宽频VoLTE/VoWiFi服务中唯一指定的编解码器。相较于普通或者高清语音通话,EVS能够为语音通话的质量带来实质性的改善。很大原因得益于它能够覆盖从50Hz到14.4KHz人耳所能听到的频率范围。值得注意的是,EVS还具备超强的纠错能力有效防止数据丢包。

EVS在2016年通过第三代合作伙伴计划(3GPP)认证,在欧洲和亚洲迅速部署,并在硬件部件制造商的帮助下逐渐进入美国。目前全球已有4家运营商,包括美国T-Mobile,日本NTT DoCoMo,德国Vodafone Germany,德国Deutsche Telekom先后为其用户带来具有EVS技术的VoLTE服务。

在中国,中国移动已完成了针对EVS技术的一轮实验室和外场试点测试,而中国移动研究院也已完成测试规范企标制定工作,并在其官方微信上发布了测试结果,如下:

Fraunhofer IIS:26年前“意外”发明了MP3,现在也想让手机语音通话拥有“CD音效”中国移动研究院官方微信发布的EVS测试结果

除了运营商本身需要支持EVS,芯片与终端方也受到了影响。芯片层面,像高通骁龙427、435、625、626、653、820、821、835都在列表之中 ;英特尔、CEVA、Cadence、联发科之外,最近又新增三星与华为海思。终端层面,比如三星、LG、索尼、HTC、华为P10/P10 Plus,还有今年首次加入的iPhone 8、iPhone X

“EVS技术由12家企业合作研发,其中就包含了重要的中国企业。我认为这是中国技术走向世界舞台的一个典型案例,而这也为EVS走入中国市场奠定了坚实的基础。”Toni Fiedler表示。

极低比特率下音视频仍不受损的“法宝”:xHE-AAC 中国首秀

从MP3格式到AAC技术,再到目前几乎在每部移动手机都配备的HE-AAC技术,Fraunhofer IIS先后研发了五代编解码技术。

xHE-AAC是拓展型HE-AAC,它可以在极低的比特率下(单声道低至6 kbit/s,立体声低至12kbit/s)传输各式各样的高品质音频内容,满足数字广播和移动音视频流媒体应用的需求。

在网络发生拥堵时,xHE-AAC流媒体播放器能够按需切换至极低的比特率流,并实现连续不间断的还放效果。当网络环境变好时,xHE-AAC客户端能够获取一个更高的比特率版本,并能在整个比特率范围内实现无缝切换。通过高效的编码效率而节省出的音频带宽能够使视频质量得到进一步提升。

目前,该项技术已成功为诸如印度、印度尼西亚以及非洲国家的数十亿2G用户带来了稳定可靠且不间断的音频流媒体服务。Fraunhofer IIS称,通过这项技术,流媒体服务提供商能够显著降低CDN开销并带来更为简易的编码媒资管理方式,而用户也能够在享受流媒体服务的同时节省月度流量。在今年PT/EXPO上,Fraunhofer就首次将这项技术带入中国。

Fraunhofer IIS:19年前“意外”发明了MP3,现在想让手机通话也拥有“CD音效”

当然,不止是MP3,消费音频领域Fraunhofer IIS还展示了最新技术:Cingo&MPEG-H。前者是即用型软件应用,为移动终端特别做了定制优化, 能够为设备和应用带来“身临其境”的真实感和沉浸式音效,尤其是VR;结合后者能够在虚拟环境中使用2D环绕声的传输比特率为移动设备传递沉浸式3D声音。

同时,Fraunhofer IIS也在积极地尝试与中国的中小企业展开合作。Toni Fiedler表示,他自己也常驻北京, 作为PT/EXPO的“常客”,帮助中国制造商以正确的方式来实施AAC系列的技术、使得他们在全球范围内保持竞争优势是Fraunhofer IIS坚持不懈的目标。

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