Технология аудиозаписи RRT (Rich Recording Technology) от Nokia

Мы продолжаем знакомить вас с инновациями, применяемыми в смартфонах линейки Lumia. Сегодня мы расскажем о технологии, позволяющей записывать самые важные моменты на видео с идеальным качеством звука.

Большинство микрофонов имеют определенный динамический диапазон — одни чувствительны к тихим звукам, а другие могут воспринимать очень громкие.
Довольно сложно создать микрофон, одинаково чувствительный к звукам разного уровня громкости, при этом сравнительно компактный: размер компонентов мобильного телефона как правило ограничен 3-4 миллиметрами.

Для начала разберемся, как воспринимаются звуки человеческим ухом и микрофоном. Максимальный уровень звукового давления, который мы можем перенести, составляет 140 дБ. Такой величины, сопоставимой со звуком взлетающего на расстоянии 25 метров реактивного самолета, вполне может достигать шум на рок-концерте, спортивном мероприятии или шумной вечеринке. Это критическая величина, и воздействие звука такой громкости может повредить органам слуха.

Сопоставление типичных источников звукового давления и их уровня: от шепота до звука взлетающего реактивного самолета.

Посетители настолько шумных мероприятий сталкиваются с неспособностью записать видеоролик со звуком без искажений. Микрофоны, устанавливаемые в обычных телефонах, работают в динамическом диапазоне до 87 дБ. В результате при записи видео звуковая дорожка изобилует помехами, если шум в процессе съемки был слишком громким. Обычно для исправления ситуации используется фильтрация записываемого звука, но это обрезает низкие частоты.

Программный комплекс
Для того чтобы вы могли наслаждаться чистым звуком видеоролика, снятого на Nokia Lumia, мы разработали специальную технологию Rich Recording Technology (RRT). Она состоит как из программных, так и из аппаратных решений, направленных на идеальный результат. Динамический диапазон звукозаписи для Nokia Rich Recording technology составляет 107 дБ (от 33 до 140 дБ SPL)

Схема записи видеоролика на Nokia Lumia.

Захват звука производится микрофоном, затем данные обрабатываются и кодируются плагином сжатия аудиопотока. Видео записывается модулем камеры, обрабатывается и перекодируется. Высокое качество записи звука обеспечивается стереокодером AAC с частотой дискретизации 48 кГц и с битрейтом 192 Кбит/с. HQ-видео записывается с использованием кодера AVC (MPEG-4 Part10 AVC) с частотой 30 кадров в секунду при разрешении 1980x1080 p и битрейтом 20 Мбит/с. Аудио- и видеопотоки объединяются в один файл-контейнер (.mp4) и сохраняются в готовый файл.

Кроме того, мы разработали пакет алгоритмов звукозаписи для улучшения качества, включающий в себя подавление шума ветра, звука автофокуса камеры, эквалайзер микрофона и автоматическую регулировку усиления звука. Пакет также содержит алгоритм для HAAC-микрофона и предоставляет интерфейс и инструменты для легкой настройки его чувствительности.

Благодаря этим разработкам технология Nokia Rich Recording гарантирует, что громкие звуки сохранятся без различимых шумов, а тихие звуки при этом останутся различимы.

Аппаратная составляющая
Ключевая аппаратная составляющая этой технологии — микрофон HAAC (High Amplitude Audio Capture), установленный в большинстве моделей линейки Lumia. Он имеет два разных уровня чувствительности и, соответственно, два канала для записи звука. После захвата дорожки совмещаются, а итоговая запись отличается широким динамическим диапазоном. Благодаря высокой чувствительности HAAC-микрофон отлично фиксирует и очень громкие, и самые тихие звуки, а аудиодорожка воспроизводится без искажений на любой громкости.

Графически это выглядит так:

Базовый функционал микрофона HAAC.

Размещение устройства
Большое влияние на качество звука оказывает размещение микрофонов в устройстве. Мы стараемся располагать стереомикрофоны максимально далеко друг от друга и от источников механического шума и вибрации, чтобы избежать ненужных искажений.

Сравнение технологий
Благодаря расширенному диапазону используемых HAAC-микрофонов стало возможно записывать звук громкостью вплоть до 140 дБ без искажений. Это означает, что технология Nokia Rich Recording позволяет записывать в четыре раза более громкий звук, чем традиционно используемые цифровые микрофоны.

В результате необходимости регулировать частотный отклик для уменьшения уровня шума, RRT может обеспечить высокое качество звукозаписи во всем слышимом диапазоне.

Для ознакомления: HAAC white paper (.pdf, eng., ~146 kB)

Автор: nokiaman

Источник