【专利解密】苹果Airpods背后的Snoop监听技术

　　【嘉德点评】苹果的Airpods一经问世就带来了不同凡响的效果，甚至带动了TWS蓝牙耳机行业的发展，其独特的Snoop监听技术，可以实现任意单耳使用，且具有较低功耗。

　　集微网消息，苹果在2016年9月8日推出了第一款TWS无线蓝牙耳机 Airpods，其内置的红外传感器能够自动识别耳机是否在耳朵中播放，可以通过双击控制Siri语音助手，并且拥有充电盒，不仅可以用于收纳耳机，也可以为耳机充电，这种方式极大提升了耳机的续航能力。

　　而自从苹果推出TWS蓝牙耳机以后，也带动了例如OPPO、华为、小米等厂商对TWS蓝牙耳机这个行业的关注。那么，苹果Airpods中到底藏着什么秘密？能够让用户为之着迷，也让其他厂商奋起发力来追赶苹果的脚步、瓜分这个市场，今天我们就带来了苹果Airpods的解密。

　　据悉，苹果在16年9月23日申请了名为“耳塞和盒的无线配对”的发明专利（申请号：20191004213.8）、在16年6月6日申请了名为“无线音频输出装置”的发明专利（申请号：201910875676.8）以及在17年4月21日申请了名为“在未拴系的无线连接设备之间进行角色交换”的发明专利（申请号：201780002928.5）。

　　根据这些专利目前公开的资料，让我们一起来看看苹果TWS蓝牙耳机背后的秘密吧。

　　如上图，为苹果TWS蓝牙耳机的侧视图，设计图中包括外壳105、蓝牙耳机115a、115b和用于容纳耳机的空腔110a和110b，耳机盒的盖120与空腔的正上方对齐，可以完全将耳机封闭在外壳内，具有一定的防水功能。

　　除此之外，耳机盒还包括有处理器、耳机检测器、无线电部位、盖传感器、盒充电电路、电池以及耳机充电电路等，在苹果的设计方案中，电源接口使用了其lightening连接口，专利中也包含了利用感应线圈进行无线充电的说明。

　　如上图，是蓝牙耳机与智能手机进行连接的系统示意图，无线耳机4710可以和智能手机4715之间进行连接，耳机盒4705作为中间设备发起这种连接，当用户打开耳机盒时，耳机盒会指示无线耳机与手机进行配对，耳机可以经由支持双向数据传输的无线通信协议向手机发起配对请求，具体流程如下图所示：

　　从图中可以看到，耳机充电盒首先作为中间设备来响应用户的输入，并可检测耳机是否在盒体中，如果耳机并未在盒体中，就不会响应用户的操作，这样的设计可以降低功耗。当检测到耳机时，将由耳机盒发起配对指令来将信号传输至耳机中，例如我们熟悉的操作：当用户打开盒盖时，盒体将指令传输到耳机中，并与先前配对的电子设备自动配对。

　　正是基于这样的设计，才可以让用户有随开随连的良好体验，相比于其他厂商的蓝牙耳机，苹果的耳机连接速度确实会更快，同时借助于Snoop的监听技术，还可以实现任意单耳使用，不需要进行信号的转发，从下面的连接过程中我们可以看出。

　　如上图（左）所示，为蓝牙耳机与各种电子设备的系统结构，其中包含有智能手机、手表以及笔记本电脑等。在苹果的设计方案中，两个耳机是相互独立的，耳机110和耳机165可以单独与电子设备进行通信，这样不仅提供了更加丰富的使用场景，同时也避免了由于转发模式所导致的中继设备功耗过高的情况。

　　此外，在耳机中还包含入耳检测传感器，可以检测耳机何时处在用户的耳朵内，从而实现用户摘下耳机时可以自动停止播放音频的功能。

　　而在图（右）中可以看到，苹果的TWS蓝牙耳机中还具有处理器、通信接口、存储器以及充电电池，存储器可以存储蓝牙耳机的一些预设状态以及自动连接设备等信息。此外，在盒体上还设置有可以按动的按键，用于和用户进行交互以及接收用户的指令。

　　在蓝牙耳机与电子设备进行连接时，首先由耳机壳体检测传感器检测用户的操作类型，例如用户按动按键、打开盒体以及打开频率等，在接收到用户的具体指令之后，蓝牙耳机就可以与手机进行连接。而当用户需要更换连接设备时，还可以从先前的无线连接设备中擦除连接数据，并继续对两个耳机重新进行配置以及连接。

　　这里还给出了实际使用时的一种可能情况，此时无线耳机从充电盒中取出，390为先前连接过的电子设备，此时蓝牙耳机会自动与390进行连接，而如果有另外的设备想要连接耳机则是不可能的。

　　专利中将这样的额外设备描述为“不可发现的”，这样就保证了多个设备同时使用时不会发生声音的“串线”，保证了用户的隐私以及语音等信息的安全性，这也得益于苹果的出色设备管理，每个耳机都有独一无二的MAC硬件地址。

　　以上就是苹果发明的TWS无线蓝牙耳机，也是我们熟知的Airpods中所使用的技术，正是依靠着这些专利技术，才给Airpods带来了不可比拟的技术竞争力。自从苹果发布Airpods以来，带动了各大厂商的无线蓝牙耳机发展，而在未来也将有更多的新技术应用于TWS蓝牙耳机中，例如在Airpods Pro中使用的主动降噪技术，将让Airpods更受用户的喜爱。