对比Amazon Echo,Google Home为何只采用了2个麦克风?

对比Amazon Echo,Google Home为何只采用了2个麦克风?

雷锋网按:本文作者陈孝良,工学博士,声智科技创始人。雷锋网独家文章,转载请联系授权。

Google今年秋季发布会上正式发布的硬件产品

2014年,数次折戟于智能硬件的Amazon终于发布了Echo智能音箱,这款在Lab 126研发权重排名靠后的产品,刚开始面对市场战战兢兢,仅采用了邀请购买来试水市场。当时估计没人想到这款产品竟然出奇地赢下了口碑!于是Amazon Echo开始在美国市场大肆推广,连广告都做进了超级碗!最近Echo开始在欧洲全面发售。Echo得益于Amazon的线上和线下渠道,其销量蹭蹭蹭的往上窜,成为了智能硬件迄今为止在口碑和销量上都比较成功的产品。

Google显然坐不住了,2016年5月份的I/O开发者大会上,Google的产品副总裁Mario Queiroz以黑色T恤和牛仔裤的经典IT造型,向大家推介了Google Home智能音箱。

北京时间2016年10月5日,Google秋季发布会正式推出了Google Home智能音箱。从10月5日开始,Google要与Amazon Echo一较高下的Google Home,可以从Google网上商店、沃尔玛等渠道开放预订,并于11月4日陆续发货。

当然坐不住的还有Apple, Siri智能音箱也是未来可期的产品,Apple不会错过如此有趣的卧室争夺大战。BTW,这里不得不吐槽一下,Google和Apple相继召开发布会,其保密工作的步调真是极其一致,一塌糊涂。不过也好,说明现阶段各家巨头的技术路线都非常清晰,即便对于智能音箱这片蛮荒之地,确实也很难再爆出令人兴奋的技术。既然惊艳不再,在这个被誉为未来千亿美元的市场竞争之中,巨头之间的技术到底又有多大差别呢?

价格

Google Home售价定为129美元,而Amazon Echo售价为179.99美元,但是Amazon还有更便宜的Amazon Tap和Echo Dot,两者分别定价为99.99美元和49.99美元。显然Home要走性价比路线,但是Echo在低端市场的布局更加完善。

硬件

Amazon Echo配置是TI DM3725/256MB内存/4GB闪存,而Google Home应该是沿用Chromecast的硬件配置,与Marvell Armada 1500/512MB内存/2GB闪存的配置接近。毫无疑问,这两款产品不约而同地选择了ARM芯片架构。

智能音箱的核心属性仍然是音箱,其音质需求应该是第一位的,遗憾的是两款产品的音质体验都是一般。两款产品都是选用了D类标准功放芯片,Amazon Echo选用的是1个2寸扬声器+1个2.5寸低音扬声器组合,而Google Home选用的是1个2寸扬声器+2个被动振膜组合。注意Echo也有被动振膜,被动振膜主要就是为了扩展低音效果,这对于小型音箱来说非常重要。

被动振膜为什么会改善低音体验呢?通俗来讲,可以近似理解为低频体验与扬声器推动的空气体积有关,这在物理上主要有两种实现方法:

一种方法是增加振膜面积,还有一种方法就是增加振膜的运动冲程。

大型扬声器显然推动的空气体积更多,其低频效果要远远好于小型扬声器。被动振膜就是借助扬声器在音腔内的空气振动受迫振动,从而推动更多的空气,改善低频效果。但是受限于智能音箱的体积和功耗,音质的改善还不是当前智能音箱的重点。

Home和Echo这两款产品在硬件方面最大的差异,应该就是Amazon Echo选用的是6+1麦克风组成的麦克风阵列,而Google Home选用的是2麦克风组合。因此Amazon Echo可以使用环形灯带提示不同声源的唤醒方向,而Google Home只用4个LED灯显示是否正在语音识别侦听,Home采用2个麦克风的配置目前来说还无法进行声音定向。

这里可能会有个疑问,为何2个麦克风就不能准确测出声音位置呢?人类也是两只耳朵呀?确实,很多科学的进步都是在仿生中得到启发,但是这有两个前提:首先要搞明白基本原理,其次要有模拟的方法。这两条至少目前还无法做到,迄今为止科学家还没真正搞明白人类耳朵的复杂工作方式,当然也就没有办法造成如同复杂耳朵一般的仿生器件。仅仅凭借2个麦克风,还无法做到人耳这种定位的能力。

为解决这个问题,通常就是增加阵元数量,就是采用多个麦克风,例如Echo的6+1麦克风阵列,用来定向声源信息,抑制无关噪声,保证真实环境的语音识别率。2个麦克风也具有较好的降噪性能,手机和蓝牙耳机上的降噪功能大多也都采用双麦结构,但是这在复杂环境特别是距离较远噪声较多的时候效果不好。综合各家人工智能公司的语音识别率测试来看,多麦克风的性能是普遍认可的。从这点来看,Home的远场识别能力,特别是在复杂环境下的语音交互能力,肯定明显弱于Echo。

为何Google Home仅采用了2个麦克风呢?

笔者估计应该是两个原因,一是成本方面的考虑,Echo的6+1阵列成本大概要在45美元左右,Home恰恰就比Echo便宜了50美元;另外一个应该就是时间问题,麦克风阵列不仅成本昂贵,技术上目前还是比较复杂,Home也考察了很多家供货商,最终可能没有赶上产品发布时间。Google Home的二代版本相信就会采用麦克风阵列技术。

麦克风阵列的技术复杂和成本昂贵是阻碍这种技术普及的重要原因,但是在真实环境的表现确是毋庸置疑的。不仅智能音箱,智能汽车和机器人都在广泛使用这项技术。国内也有科大讯飞、思必驰和声智科技致力于推进这种语音交互前端技术的普及应用。

另外,Amazon Echo仅有黑色和白色两款型号,而Google Home可以更换外壳,拥有6种不同的颜色。至于两款产品的功能按键,基本相差不大,对于用户来说足够了。

软件

由于两款产品均是基于ARM架构,采用Linux + APP的可能性更大,Home估计也不会用Android,毕竟Android太过庞大,启动还是太慢。Amazon Echo的APP就是Alexa语音助手,唤醒词默认是Alexa,而Google Home直接使用Google Assistant,唤醒词默认是OK Google或者Hey Google。

这两家产品的唤醒词感觉都挺傻,也不符合用户自然交互的习惯,很多时候我们都习惯采用更简单的名字来开始对话,但是这在当前的语音唤醒中还是有些问题,多个音节的唤醒词至少可以保证虚警率比较低,相比多个音节来说,用户其实更讨厌智能音箱莫名其妙的自己启动,突然的声音往往会吓人一跳。

Google Home和Amazon Echo集成的功能比较类似,包括了天气、音乐、出行、购物、搜索、日历等等,而且都可以与其他智能设备进行连接操控。Google由于收购了Nest,也有自己的ChromeCast,因此一开始就显得咄咄逼人。

平台

智能音箱另一个重要方面就是平台聚合,也就是作为一个平台如何兼容第三方公司的内容、服务和设备。亚马逊的Alexa平台是一个开放平台,目前已经聚合了超过3000项功能,这些都是由第三方公司开发的。Amazon Echo逐渐成为国外用来控制智能家居设备越来越重要的平台,通过这个平台的API,甚至可以控制灯光、门锁、调温器、风扇、空调等一切家居设备。Amazon也启动了的 100亿美元的Alexa开发基金,以便扶持第三方公司在生态链条上的开发。

Google则是另外一个思路,目前来看还是比较封闭,之所以如此,也是因为Google Assistant能够利用过去Google在手机领域积累的优势。虽然Google也创建了开发工具包,为企业直接集成Google Assistant,但是相比Alexa来说还是显得有些复杂。Google最大的优势还是自身资源的无比丰富,包括收购的Nest和自己的ChromeCast,至于第三方合作,目前也仅集成了飞利浦的智能灯泡。

前景

“亚马逊点燃了战火,并证明了语音服务的价值。”Sonos总裁Patrick Spence接受采访时曾经这样说到。

但是Sonos这家WiFi音箱的早期厂商,确实起了个大早,赶了个晚集,竞争的舞台让给了几家巨头。

虽然Amazon的Alexa平台几乎被定义成了下一代的语音搜索引擎,但是Google的Home不仅只是语音搜索,而且是与谷歌搜索整合,了解用户搜索习惯和搜索历史,相比Alexa来说能使搜索结果更加智能,这是非常重要的。

Google同时也拥有更为庞大的内容资源,Amazon的Alexa可以从维基百科提取信息,但这和Google的知识图谱相差甚远,Home将来不仅可以理解人物、地点和事物,还可以知道它们之间的关联,这甚至能够帮助Google实现情景情感的理解。当然,Amazon也有Google无法重建或模仿的功能,Alexa知道用户在网上的购买习惯和购买历史,能够理解甚至预测用户的购买趋势并给用户做出推荐和建议。

值得欣慰的是,人工智能虽然还在模糊中探索,但是竞争已经开始,创新并不局限于任何一个款具体设备。人工智能领域出现更多的产品,引入更多的公司,意味着人工智能,至少是语音助手会变得更加聪明,设计也会更加新颖,而这一切都将加速人工智能产品在全世界的普及。

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