声性能测试方面,一个完美的音箱,应该在各个频段都具备饱满、平坦的特点,有些更注重饱满,有些更注重平坦。依据GB/T 12060.5-2011《声系统设备 第5部分:扬声器主要性能测试方法》标准,在尖劈全消音室对音箱进行客观频响测试、失真测试、最大声压级测试。
以上是五款音箱的响应曲线与失真曲线。
小米音箱人耳可闻的失真,最大声压级是70dB,可以保证播放语音类信号的时候声音洪亮,高频的时候有明显下降,会造成小米音箱播放中高频如琵琶,会声音发闷,不具备声音明亮感;若琪音箱有效频段可以有效覆盖中高频段,但低频失真过大;叮咚智能音箱采用四个全频单元,失真在较小范围内,在辅助单元的帮助下最大声压级可以达到76dB,无法完美展示含有中高频段的音乐;问问保证了有效覆盖中高频,失真控制在较小范围内,较高频段存在较大失真,造成听取较高频段的声音时候出现刺耳音;天猫从中频段开始有下降,全频段都有较大失真,最大声压级只有66dB,这款音箱在工艺设计上对音质有较大的损失。
通过以上数据统计,五款音箱有效频带都在100Hz以下,均可完美地表现语音交互效果,但市面上的智能音箱音质还与传统音箱有较大的差距。
依据GB/T 12060.13-2011《声系统设备 第13部分:扬声器听音试验》、GB/T 15000 《标准样品工作导则》、GB/T 10240-88《电声产品声音质量主观评价用节目源编辑制作规范》邀请业内专家与受训普通听众共同对音箱进行低频力度、中频平坦度、高频饱满度、保真度、拟合度五项测试进行主观评价。通过拟人声和音乐欣赏两方面,判断语音清晰及洪亮程度,以及音质优劣。
在拆机分析方面,将基本硬件平台拆分为五个模块,分别是麦克风阵列、主控芯片DSP、扩声单元、数字功放、通信模块。对五款产品每个模块的材料选用进行了横向对比,展现了科研机构的专业性和严谨性。
1.麦克风阵列,主要目的是拾取语音,加载数字音频处理算法可以实现降噪、回声抑制、去混响、声源定位,解决远场拾音问题,与远讲语音识别算法相匹配。
(1)小米AI麦克风阵列,六全向硅麦克风,I2S接口数字硅麦。
(2)天猫精灵麦克风阵列,六全向硅麦克风,TI ADC3101接口。
(3)叮咚麦克风阵列,7+1麦克风阵列,科胜讯CX20810-11Z接口。
(4)出门问问麦克风阵列,双麦克风,科胜讯CX20921接口。
(5)月石智能语音机器人麦克风阵列,六全向硅麦克风。
2.主控芯片,完成的功能是对语音语义的解析理解。与手机等移动设备相类似,包括处理器、存储器、内存等核心部件。主控单元主要完成前端语音信号的整合以及后端语音拾取进行整合。主控单元的选择需要在满足语音交互响应速度的前提下,尽量压缩成本和功耗。
被测的五款样品主控单元如表:
3.扩声单元,提供用户认可的音质。智能音箱扩声部分设计有一定的限制,在发声单元的选择上,受到音箱尺寸限制,低音不足,辅助低音被动辐射器。另外,全双工的工作要求限制了音箱的最大音量,发声单元功率太大会影响音箱拾取用于语音的灵敏度。五款音箱扩声单元选用如下:
(1)小米AI