[Entrevista] La innovación del sonido impulsada por la IA: Redefiniendo la experiencia de audio en televisión

No es ningún secreto que Samsung Electronics —líder mundial en la fabricación de televisores desde hace 17 años consecutivos— también tiene una fuerte presencia en el mercado de las barras de sonido, con un impresionante reinado de nueve años desde 2013. El secreto del éxito de Samsung reside en un equipo dinámico de ingenieros innovadores que son pioneros en la forma de consumir contenidos. En el centro de este cambio está el avance de Samsung en la inteligencia artificial (IA) y el uso que hace la empresa de la IA para mejorar la calidad del sonido y la imagen en todas sus pantallas.

Tras la primera entrega de esta serie sobre la importancia de la innovación en hardware para lograr una calidad de sonido de primera, Samsung Newsroom platicó nuevamente con sus ingenieros para examinar más de cerca las notables funciones de IA de Samsung que ayudaron a crear una experiencia de sonido de vanguardia.

La inteligencia artificial al servicio de la perfección sonora: Adaptar el sonido al entorno

“Irónicamente, no recuerdo que los ingenieros de sonido estuvieran interesados en la IA al principio, cuando empezamos a ver el auge de esta tecnología”, afirma Sunmin Kim, Director del Laboratorio de Dispositivos de Sonido de la División de Pantallas Visuales de Samsung Electronics. Pero con la intuición de que la IA podría ayudar a mejorar el sonido de los televisores, el Laboratorio de Dispositivos de Sonido decidió poner manos a la obra, hace unos seis años, para explorar la IA y sus aplicaciones a las tecnologías de sonido.

Entonces se produjo un cambio. Con la llegada de la Unidad de Procesamiento Neuronal (NPU) y su aplicación a los televisores insignia de Samsung, se desvelaron las posibilidades de aplicar la tecnología de IA al audio de las TV’s. El equipo aceleró el aprendizaje automático para sus televisores, lo que se tradujo en importantes éxitos iniciales. Kim confía en que la IA ha elevado y seguirá elevando exponencialmente la experiencia visual al mejorar el sonido del televisor de numerosas y profundas maneras.

▲ “La IA desempeña un papel fundamental en la mejora de la experiencia del usuario en nuestras pantallas”, afirma Kim.

Las aplicaciones avanzadas de IA de Samsung incluyen un algoritmo de aprendizaje profundo que distingue y separa la voz principal en la pantalla de otros sonidos. Antes, una función de ecualizador se limitaba a ajustar los sonidos agudos, medios y graves dentro de la gama de frecuencias auditivas de los humanos -aproximadamente de 20 a 20.000 Hz- para mejorar la calidad del sonido. Los televisores y pantallas 2023 van más allá y ofrecen detalles más profundos y amplios analizando el contenido detalladamente y acentuando diversos elementos de audio, como voces, música de fondo y efectos de sonido. Además, este proceso de optimización se produce entre bastidores para que los usuarios puedan disfrutar de un sonido óptimo sin esfuerzo.

Sonido SpaceFit: Adaptación del audio al espacio

El entorno de escucha y sus propiedades acústicas deben tenerse en cuenta para optimizar realmente el sonido de los televisores. Los últimos televisores de Samsung incluyen la función SpaceFit Sound, que aprovecha la tecnología de inteligencia artificial para evaluar el entorno y garantizar que el sonido se ajuste adecuadamente. Esta función utiliza el micrófono integrado del televisor para identificar automáticamente varios factores presentes en la habitación, como la distancia entre el televisor y la pared, así como las propiedades acústicas de la habitación, para medir el reflejo del sonido de la pantalla. La IA se utiliza para mejorar el sonido en consecuencia.

▲ SpaceFit Sound aprovecha la inteligencia artificial para conocer las propiedades acústicas del entorno y calibrar el sonido en consecuencia.

“A través de la investigación y el análisis continuos, hemos encontrado ciertos patrones de frecuencia que son más susceptibles de cambiar en función del entorno de un dispositivo, lo que puede afectar a la calidad del sonido del televisor”, dijo Kibeom Kim. “El micrófono integrado identifica los cambios en las propiedades acústicas y el sonido causados por factores como una alfombra o una habitación vacía para optimizar el sonido independientemente de la ubicación del televisor.”

“Tradicionalmente, los televisores utilizan un conjunto de sonidos dedicados para comprobar el sonido a través del micrófono. SpaceFit Sound, en cambio, utiliza contenido real para analizar los entornos de visualización y modifica el sonido en consecuencia”, explicó Kim. “La tecnología se ha diseñado no sólo para escenarios reales, sino también para circunstancias en tiempo real, ya que la función ajusta el sonido de forma automática y cómoda”.

▲ SpaceFit Sound de Samsung se ha convertido en la primera tecnología del sector en obtener la certificación Spatial Sound Optimization de VDE.

En reconocimiento a la dedicación de la compañía a la innovación y al diseño centrado en el usuario, SpaceFit Sound de Samsung también se ha convertido en la primera tecnología de audio en recibir la certificación Spatial Sound Optimization de Verband Deutscher Elektrotechniker (VDE) en 2021.

Q-Symphony 3.0: Aprovechar la hiperconectividad para un sonido tridimensional

Ya sea a través de pantallas más grandes o de una acústica más profunda, los espectadores de hoy en día desean experiencias más cinematográficas. Q-Symphony es una tecnología patentada por Samsung que orquesta una interacción armoniosa entre los altavoces de un televisor y una barra de sonido conectada, lo que resulta en una experiencia de audio más rica y vibrante. Como su nombre indica, la función permite sincronizar dos salidas de audio, de forma similar a un concierto cuidadosamente dirigido, creando un escenario sonoro unificado y envolvente. Concretamente, la barra de sonido reproduce los canales de audio principales, mientras que los altavoces del televisor añaden sonidos de fondo y envolventes para crear una experiencia de audio dinámica y tridimensional.

▲ Q-Symphony permite que la barra de sonido y los altavoces del televisor funcionen en perfecta sincronía, produciendo mezclas armoniosas de sonido para experiencias envolventes.

A pesar de la aparente simplicidad del concepto, Q-Symphony aprovecha una amplia gama de tecnologías de IA para producir y sincronizar sonidos con tanta precisión. Cualquier diferencia en los niveles de sonido entre los altavoces del televisor y la barra de sonido debe sincronizarse con precisión para evitar ecos no deseados y lograr una armonía de audio perfecta. A lo largo de los años, los ingenieros de Samsung han trabajado incansablemente para perfeccionar esta tecnología. Q-Symphony 1.0, que originalmente utilizaba los altavoces superiores del televisor, evolucionó a Q-Symphony 2.0, que controla todos los altavoces con una tecnología de separación de canales mejorada para lograr una mayor sensación de profundidad e inmersión.

La última versión Q-Symphony 3.0 lleva el sonido al siguiente nivel al integrar el procesador neural y la tecnología de separación de voces en tiempo real basada en IA. Esta avanzada función Q-Symphony proporciona un sonido tridimensional al distinguir y optimizar varios elementos de audio, como voces, música de fondo y efectos de sonido, en función del tipo de contenido y de los ajustes de volumen de los usuarios. El sonido resultante es una réplica perfecta de la pista de audio que pretendían los creadores.

El algoritmo de IA de Samsung también puede tomar las señales de entrada y reproducirlas a través de varios canales, ya sea la barra de sonido o todos los altavoces del televisor, personalizando cada canal para obtener sonidos potentes y dinámicos. Además de los contenidos con Dolby Atmos o audio de 5.1 canales, los contenidos con canales estéreo normales también se pueden procesar para crear 20 canales individuales. Esto significa que cualquier contenido puede reproducirse con una calidad de sonido excepcionalmente envolvente en los televisores y barras de sonido Samsung.

▲ “Q-Symphony es un algoritmo revolucionario de Samsung capaz de sincronizar magistralmente el volumen y el tiempo del audio en perfecta armonía”, afirma Kim.

“El sonido ofrecido a través de Q-Symphony es tan envolvente que los espectadores se sienten como si estuvieran físicamente presentes en el set con tantos sonidos de fondo diferentes que cobran vida a través de la función”, dijo Kim.

Imagen y sonido en soncronía para una experiencia visual óptima

En la actualidad, la IA es el núcleo de la estrategia de audio de Samsung y sus aplicaciones se extienden a numerosos productos. Esta adopción generalizada de la IA ha dado lugar a funciones como Q-Symphony y SpaceFit Sound, que enriquecen la experiencia de audio, junto con otras tecnologías de sonido que dan vida al contenido a través del diálogo y el movimiento. Otras funciones son Active Voice Amplifier, que ajusta y mejora la claridad de los diálogos teniendo en cuenta al orador y el ruido circundante, Human Tracking Sound, que reproduce dinámicamente el sonido en función de la posición del orador en pantalla, y OTS Pro, que crea un paisaje sonoro dinámico basado en el movimiento de los objetos o del orador en pantalla.

Estas funciones son el resultado de dos tecnologías de IA simbióticas: un modelo de análisis de contenidos y un modelo de separación de sonidos. Los procesadores neuronales trabajan con señales auditivas y visuales, entre otras, para crear la experiencia de audio perfecta que se sincronice con lo que ocurre en la pantalla. A pesar de la complejidad de este proceso, Samsung fue capaz de dar vida a estas funciones formando un equipo interdepartamental de ingenieros y aunando recursos entre los departamentos de imagen, sonido y otros.

El futuro del sonido: El laboratorio de dispositivos de sonido de Samsung rediseña la experiencia sonora

▲ (De izquierda a derecha) Seongsu Park, Sunmin Kim y Kibeom Kim, del Laboratorio de Dispositivos de Sonido, tienen la misión de capturar el audio tal y como lo concibieron los artistas.

En el Laboratorio de Dispositivos de Sonido, hay un objetivo claro e inquebrantable que guía cada innovación: recrear el sonido original lo más fielmente posible a la intención de los artistas, con los consumidores como prioridad. La IA es una herramienta fundamental que permite a Samsung conseguirlo.

Sunmin Kim, que dirige el Laboratorio de Dispositivos de Sonido, cree que el sonido es solo una cara de la moneda: “La atención a la calidad del sonido es un hecho, pero todas las innovaciones que han supuesto un gran avance proceden de un diseño centrado en el usuario. Los ajustes y funciones de sonido tienen que ser sencillos y fáciles de usar”.

Seongsu Park señaló que el 70% del sonido de la televisión procede del producto, mientras que el 30% restante lo determina el espacio en el que se reproduce el sonido: “Nuestros productos seguirán aprovechando los últimos sistemas de medición y algoritmos de IA para analizar el espacio y la configuración del sonido y conseguir una calidad de sonido óptima.”

Por último, Kibeom Kim también compartió la ambición del Laboratorio de Sonido en la era de las experiencias sonoras multidispositivo iniciada por la función Q-Symphony: “Q-Symphony tiene un potencial ilimitado para producir audio que funcione en perfecta armonía. Seguiremos mejorando la conectividad entre dispositivos y mejorando la función para nuestros usuarios.”

Samsung se compromete a ofrecer experiencias de primera calidad a los consumidores, dando prioridad a sus necesidades a través de productos innovadores. Con una sólida trayectoria como líder del mercado durante 17 años consecutivos, Samsung seguirá mejorando la experiencia visual e impulsando una sólida innovación.