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[觀賞未來式] ④ AI驅動創新音效技術

on 08.05.2020
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家庭娛樂時代來臨,「家」不再只是居住空間,而是放鬆、娛樂和共享美好時光的場所。家之所以轉型的關鍵,歸因於現今超大型、超高解析度以及超細膩畫素電視所打造的近3D內容體驗。當然,高品質的音效更為實現優質觀賞響宴提供畫龍點睛的效果。

 

借助2020QLED 8K量子電視和 AI音效技術,三星電子為電視聽覺響宴樹立新標竿。OTS+魔術音效(Object Tracking Sound+)透過AI軟體讓聲音隨著畫面影像移動;智慧抗噪模式(Active Voice Amplifier, AVA)可以追蹤使用者的聲音環境;而魔幻音場(Q-Symphony)則創造更真實立體的聲音效果。

 

三星新聞中心特別採訪影像顯示事業部(Visual Display Business)音效開發團隊,深入介紹團隊成員的十八般武藝,以及實現音效技術的創新歷程。

 

(左起)Youngtae Kim(音效實驗室)、Jongbae Kim(音效實驗室)、Yoonjae Lee(音效裝置實驗室)和 Sunmin Kim(音效實驗室)

 

OTS+魔術音效:耳聽八方,呈現逼真聽覺體驗

 

在電影院觀賞動作片時,深刻到位的音效往往能讓觀眾身歷其境。這是因為電影院幾乎每一面牆上(包含天花板)以及螢幕四周皆設置3D多聲道揚聲器,與僅有左右音響的雙聲道相比,電影院的多聲道揚聲器更能營造細膩逼真的氛圍。那麼要如何在自家重現如影院般的擬真體驗呢?三星音效開發人員研發出OTS+魔術音效,透過電視內建的六顆揚聲器,讓聲音與畫面動作如影隨形。

 

憑藉該項技術,影片的聲音能與畫面動作即時同步。當汽車從畫面的左邊開到右邊時,聲音也會由左至右移動;當重物從上方墜地時,聲音也會呈現相同軌跡。

 

 

在開發2020QLED 8K量子電視時,三星的電視研發團隊將內建揚聲器數量從兩顆增加至六顆,以實現音效與動作達到同步。Jongbae Kim解釋:「我們在側邊各安裝兩顆、頂端與底部兩顆,總共六顆揚聲器,讓聲音得以傳遞至四面八方。我們特別將兩顆主揚聲器之間的距離拉到最寬,再加上其餘的揚聲器,使各軸線的聲音最大化,實現立體環繞效果。例如螢幕上方的揚聲器可讓聲音按照垂直路徑傳遞,進而獲得更加身歷其境的聲音體驗。」此外,Kim特別強調,雖然內建六顆揚聲器的電視結構相對複雜,但團隊仍設法維持電視輕薄極簡外觀。

 

為確保聲音能夠確實地跟上螢幕影像,瞭解內容創作者的初衷變得十分重要。Jongbae Kim表示:「音效工程師必須在混音時,將畫面上的動作與搭配的音軌盡可能同步。他會將一段影像中聲音的位置資訊,包含聲音定位等,轉變成聲道中的音訊。這些音訊必須是可以追蹤的,才能精準重現聲音的位置與動作。三星研發的OTS+魔術音效能分析音訊在原始混音時加入的位置資訊,這意味著電視可以區分聲音方向,以及音源是否為畫內音、畫外音、近距離或遠方,將聲音有效地分配至六顆揚聲器中播放。」

 

AVA智慧抗噪模式:偵測噪音以提升聲音清晰度

 

當節目最精彩的一幕被果汁機干擾,或是電視播報突發新聞時剛好雷聲巨響,此時再伸手拿遙控器調高音量可能為時已晚。這就是三星團隊研發智慧抗噪模式的原因,該技術可以偵測外部噪音,並在環境音太大時自動調高電視中的人聲音量。

 

 

其運作方式相當聰明-電視底部中間的音效感測器,會同時收錄畫面影像聲音和周遭環境音。接著透過AI技術比對兩種聲音的音量大小,一旦偵測到外部聲音大於電視聲音,它將有選擇地調高電視音量。Sunmin Kim指出:「只要是會干擾觀眾欣賞電視內容的因素,系統皆會歸類為噪音。當外部聲音持續高過特定的分貝標準,系統就會記錄為『噪音』。」

 

然而,僅在環境音過大時調高電視音量,其實只是讓觀賞空間的整體音量變大而已,這並非智慧抗噪模式的目的。Sunmin Kim強調:「該系統透過AI保持音效和背景音的音量維持在同一水平,並只調高語音的音量。根據研究顯示,多數影像內容都含有大量對話,我們認為對話的完整傳遞最有助於觀眾理解內容。」

 

Q-Symphony魔幻音場:創造多重聲景

 

電視播放影像內容時,要實現原音重現的關鍵之一便是立體感,包括水平與垂直的聲音特性。在此之前,這些細節由電視團隊和Soundbar團隊各自研發。不過,透過在2020 QLED 8K量子電視上方增加揚聲器,團隊研發出整合解決方案,完美平衡內建揚聲器與Soundbar的特性,實現相輔相成之效。Q-Symphony魔幻音場讓聲音同時從電視揚聲器和Soundbar播放,不僅為業界首創,更榮獲 CES 2020創新大獎肯定。

 

 

Yoonjae Lee表示:「魔幻音場的核心是將聲音和諧地分配至不同特性揚聲器的技術,依照預先設定的聲音播放規則,並在電視與Soundbar連接時交換必要資訊,如此一來就能打造優質的聲音體驗。此外,該技術另一關鍵因素便是我們特別設計的演算法,此演算法可在電視揚聲器和Soundbar之間無縫區隔並協調聲音。」

 

研發過程中,團隊在維持對話品質上遇到挑戰-當Soundbar和電視揚聲器同時播放對話時,可明顯聽出聲音品質變差。對此,音效開發團隊將對話所在的主要音軌從整個訊號中獨立出來,並分配不同音軌給電視揚聲器和Soundbar,成功解決了該問題。Lee 說:「在2020 QLED 8K 量子電視系列,我們將語音訊號從電視揚聲器的聲音中抽離,這些內建揚聲器會用來播放環境音訊號,包含音效等,接著由Soundbar重現對話的主要聲音。如此,Q-Symphony魔幻音場便可同時展現電視揚聲器和Soundbar的優勢,帶給觀眾最動聽、和諧的聲音體驗。」

 

多方攜手實現最高品質聲音體驗

 

音效開發團隊一致認為,2020 QLED 8K 量子電視可以成功新增揚聲器數量並調整位置,同時透過 AI 技術與Soundbar相輔相成,是三星各團隊齊心合力的成果。Youngtae Kim表示:「在開發電視新產品時,每一個環節都必須跟上創新腳步。我們共同提出各式解決方案,以開放的態度克服每一個技術瓶頸。」

 

Youngtae Kim(左)和 Sunmin Kim介紹2020 QLED 8K量子電視的創新音效技術

 

帶給觀眾極致聲音體驗是三星音效研發團隊長久不變的使命。除了與三星位於美國的Audio Lab共同研發未來聲音技術,團隊也與全球的三星研發中心、各大學和新創公司專家合作。Youngtae Kim 說:「我們的目標是盡可能呈現自然且逼真的聲音。我們會繼續鑽研聲音的端對端流程,並優化電視產品的聲音表現。」

 

三星的音效技術創新也有助實現公司「螢幕無所不在」(Screens Everywhere) 的願景。「未來,AI 技術會更進步,使用者在觀賞喜愛的內容時,不需使用遙控器來調整完美的音量平衡。電視安裝環境、生活方式和年齡層都會隨著時間變得更多元。無論內容類型或是觀賞環境為何,期望所有使用者皆能隨心所欲,享受最高品質的聲音體驗。」

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