มาทำความรู้จัก DSEE เทคโนโลยีปรับปรุงคุณภาพเสียงจาก Sony กันเถอะ ตอนที่ 2

Sony Walkman WM-1A DSEE HX

ในบทความตอนที่ 1 เราได้รู้จักเทคนิค Spectral Band Replication (SBR) ซึ่งเป็นเทคนิคการสร้างสัญญาณเสียงในย่านความถี่สูง และได้กลายเป็นเทคนิคพื้นฐานในการบีบอัดข้อมูลสัญญาณเสียงกันไปแล้ว

ในบทความ DSEE ตอนที่ 2 นี้ เราจะไปดูรายละเอียดการพัฒนาของ DSEE ในแต่ละรุ่นกันครับ

DSEE

sony-dsee-freq

กราฟอธิบายการทำงานของ DSEE ซ้าย : ไม่ได้เปิดใช้งาน ขวา : เปิดใช้งาน

DSEE รุ่นแรกนั้นถูกเปิดตัวในฐานะหนึ่งเทคโนโลยีในกลุ่ม Clear Audio Technology ของ Sony กับเครื่องเล่นเพลงพกพา Walkman NW-A800 ในเดือนมีนาคม 2017 ทาง Sony ได้โฆษณาว่า DSEE สามารถชดเชยย่านเสียงความถี่สูงที่หายไปจากการบีบอัดของไฟล์ MP3 และ ATRAC ให้เสียงกลับมาเป็นธรรมชาติใกล้เคียงกับต้นฉบับที่อยู่บน Audio CD

จากบทสัมภาษณ์คุณ Chinen Tooru ซึ่งเป็นหนึ่งในสมาชิกทีมผู้พัฒนา DSEE HX ได้อธิบายหลักการทำงานของ DSEE เอาไว้ว่า  DSEE จะใช้รูปคลื่นสเปกตรัมในย่านความถี่ต่ำมาสร้างรูปคลื่นสเปกตรัมในย่านความถี่สูงที่หายไป ซึ่งมีความคล้ายคลึงกับเทคโนโลยี SBR ที่เขียนถึงไปในบทความตอนที่แล้ว

DSEE HX

sony-dsee-hx-logo

ในเดือนตุลาคม ปี 2013 ทาง Sony ได้เปิดตัว Walkman ZX1 ซึ่งเป็น Walkman ที่รองรับมาตรฐาน Hi-Res Audio ของ Sony และมาพร้อมกับ DSEE HX ที่โฆษณาว่าสามารถยกระดับคุณภาพเสียงของเสียงที่ถูกบีบอัดได้ใกล้เคียงกับเสียงความละเอียดสูงซึ่งมีการปรับปรุงจาก DSEE เดิมดังนี้

sony-dsee-hx-upscaling

  • เพิ่มช่วงความถี่สูงที่สามารถสร้างได้สูงสุดจากในช่วง 20 – 22 kHz เป็น 96 kHz (เทียบเท่า Sampling Rate 192 kHz)
  • ขยายความละเอียดของสัญญาณเสียงจาก 16 bit เป็น 24 bit
  • ทีมพัฒนาได้ศึกษารูปแบบของรอยต่อระหว่างเสียงย่านความถี่ต่ำและย่านความถี่สูงในรูปคลื่นสเปกตรัมของเสียงความละเอียดสูง, Audio CD และเสียงที่ถูกบีบอัดจากเพลงหลากหลายแนว เพื่อพัฒนาอัลกอริทึมสำหรับคาดเดารูปคลื่นสเปกตรัมเสียงย่านความถี่สูงที่จะถูกสร้างออกมาให้เหมือนต้นฉบับ

อย่างไรก็ตาม DSEE HX ยังมีข้อจำกัดเรื่องการใช้พลังงานประมวลผลจาก SoC ของ Walkman ที่สูงมาก (อายุการใช้งานแบตเตอรี่ลดลงไปประมาณ 66%) และการที่ DSEE HX จะสลับรูปแบบการสร้างเสียงย่านความถี่สูงตามลักษณะเสียงไปมาภายในเพลงเดียวกันนั้นทำให้การฟังเพลงไม่ลื่นไหล ทีมพัฒนาจึงได้เลือกรูปแบบการสร้างเสียงย่านความถี่สูงที่สามารถใช้งานได้กับลักษณะเสียงหลากหลายเพียงแบบเดียวแทน

sony-dsee-hx-32bit-upscaling

DSEE HX ได้ถูกปรับปรุงในปี 2016 พร้อมกับการเปิดตัวของ Walkman WM-1 โดยสามารถขยายความละเอียดของสัญญาณเสียงได้สูงถึง 32 bit และเปิดให้ผู้ใช้เลือกรูปแบบการสร้างรูปคลื่นสเปกตรัมเสียงความถี่สูงเองได้ 5 รูปแบบได้แก่ มาตรฐาน, เสียงร้องหญิง, เสียงร้องชาย, เครื่องเคาะจังหวะ และเครื่องสาย เพื่อให้ DSEE HX สามารถคาดเดาและสร้างเสียงย่านความถี่สูงขึ้นมาได้อย่างแม่นยำและเหมาะสมกับลักษณะของเสียงที่สุด แต่ผู้ใช้ก็ต้องเป็นคนตั้งค่าการทำงาน DSEE HX ให้ตรงตามลักษณะของเสียงในเพลงที่ฟังด้วยตัวเอง

DSEE Extreme

sony-dsee-extreme-logo

ในช่วงปลายปี 2018 ทาง Sony ได้เปิดตัว DSEE HX รุ่นใหม่ที่มาพร้อมกับเครื่องเล่น DMP-Z1 และ Walkman A50 สิ่งที่ปรับปรุงจาก DSEE HX รุ่นที่แล้วคือการนำปัญญาประดิษฐ์ (AI) มาช่วยคาดเดารูปแบบการสร้างรูปคลื่นสเปกตรัมเสียงความถี่สูงที่แม่นยำขึ้นมาโดยไม่ต้องให้ผู้ใช้เลือกรูปแบบการทำงานที่เหมาะสมกับลักษณะเสียงเอง

ทีมพัฒนาได้ทำการฝึก AI ด้วย Deep Neural Network (DNN) ด้วยข้อมูลจากเพลงความละเอียดสูงหลากหลายแนวจาก Sony Music Entertainment จนได้อัลกอริทึมที่มีประสิทธิภาพที่สุด นอกจากนี้ทีมพัฒนายังได้รับความช่วยเหลือจาก Mixing Engineer และ Master Engineer จาก Sony Music ในการวัดผลการทำงานด้วยการฟัง นอกจากการวัดผลเป็นตัวเลข จนได้ DSEE HX ที่สามารถปรับการทำงานตามลักษณะเสียงที่เล่นเข้ามาในแต่ละช่วงของเพลงได้โดยอัตโนมัติ

sony-new-dsee-hx-comparison

เปรียบเทียบการสร้างย่านเสียงความถี่สูงของฉาบ Hi-Hat ระหว่าง DSEE HX เดิมและ DSEE HX ใหม่

นอกจากการสร้าง AI เพื่อคาดเดารูปแบบการสร้างเสียงความถี่สูงแล้ว ทางทีมพัฒนายังสนใจเรื่องของ Dynamic ของเสียง เช่น เสียงช่วง Attack ของเครื่องเคาะ และเรโซแนนซ์ของเสียงร้อง ซึ่งมีส่วนให้ผู้ฟังรู้สึกถึงความสูงของเสียง นอกเหนือจากรู้สึกถึงความกว้างและลึกของเสียง และปรับปรุงให้ DSEE HX สามารถชดเชยเสียงลักษณะดังกล่าวได้อย่างมีประสิทธิภาพ จนได้ DSEE HX ที่ทำงานได้สมบูรณ์แบบจนหาจุดให้พัฒนาต่อไม่ได้อีกแล้ว

อย่างไรก็ตาม DSEE HX รุ่นนี้ต้องการพลังและหน่วยความจำในการประมวลผลที่สูงมาก รวมทั้งการทำ DNN เองก็ต้องอาศัยพลังการประมวลผลจากคลาวด์เข้ามาช่วยด้วย ทำให้ทีมพัฒนาต้องหาวิธีย่อส่วน DSEE HX รุ่นนี้ลงโดยการลดปริมาณการใช้ข้อมูลในการประมวลผลบางขั้นตอนที่ส่งผลต่อคุณภาพเสียงไม่มากนักและปรับปรุง DNN ให้เหมาะสมกับการประมวลผลเสียงมากขึ้น (เพราะ DNN ที่ทีมพัฒนาใช้อ้างอิงนำมาจาก DNN ของการประมวลผลภาพ) ทำให้สามารถนำ DSEE HX รุ่นนี้ลงใน Walkman A-50 โดยยังคงอายุการใช้งานแบตเตอรี่ใกล้เคียงเดิมกับรุ่นที่แล้วเอาไว้ได้สำเร็จ

sony-dsee-hx-upscaling-dmp-z1

การขยายความละเอียดของ DSEE HX บน DMP-Z1

ในเวลาต่อมา ทีมพัฒนาหูฟัง WH-1000XM4 ต้องการที่จะนำ DSEE HX รุ่นนี้ไปใส่ในหูฟังที่กำลังพัฒนาในขณะนั้น ทีมพัฒนา DSEE HX ได้ปรับปริมาณข้อมูลที่ใช้ในการประมวลผลจนสามารถนำ DSEE HX ใส่ลงใน SoC Bluetooh ได้ รวมทั้งยังได้พัฒนาความสามารถ Speak-to-Chat ที่ใช้ตรวจจับการพูดคุยด้วยไมโครโฟน 5 ตัวบนหูฟัง ซึ่งความสามารถนี้มีอัลกอริทึมใกล้เคียงกับ DSEE HX รุ่นนี้และถูกเริ่มต้นพัฒนามาด้วยกัน ทำให้เพิ่มประสิทธิภาพการทำงานร่วมกันได้เป็นอย่างดี

DSEE HX รุ่นนี้ได้ถูกเปิดตัวภายใต้ชื่อใหม่อย่างเป็นทางการคือ DSEE Extreme พร้อมกับหูฟัง WH-1000XM4 ในเดือนสิงหาคม 2020 ซึ่ง DSEE Extreme ในหูฟังรุ่นนี้จะทำงานที่ความละเอียด 24 bit 96 kHz ในขณะที่เครื่องเล่น DMP-Z1 สามารถขยายความละเอียดเสียงได้สูงถึง 32 bit 384 kHz (เทียบเท่าความถี่เสียง 192 kHz)

DSEE Ultimate

sony-dsee-ultimate-logo

ในเดือนกุมภาพันธ์ 2020 ทาง Sony ได้เปิดตัวสมาร์ทโฟน Xperia 1 II ที่มาพร้อมกับ DSEE Ultimate รุ่นใหม่ ที่โฆษณาว่าใช้ AI มาช่วยในการประมวลผลเช่นเดียวกับ DSEE แบบ AI ที่ออกมาก่อนหน้า

sony-dsee-ultimate-upsampling

รายละเอียดการทำงานของ DSEE Ultimate ได้ถูกเปิดเผยออกมามากขึ้น เมื่อ Walkman ZX500 และ A500 ได้รับอัพเดทเพิ่มความสามารถ DSEE Ultimate ในเดือนตุลาคม 2020 โดย DSEE Ultimate ที่อัพเดทเพิ่มเติมมานั้นทำงานที่ความละเอียด 32 bit 192 kHz และนอกจากจะใช้ AI ในการคาดเดารูปแบบคลื่นสเปกตรัมความถี่สูงที่จะสร้างออกมาแล้ว ยังใช้ AI ในการขยายความละเอียดสัญญาณอีกด้วย

ทั้งหมดนี้คือรายละเอียดการพัฒนาของเทคโนโลยี DSEE ในแต่ละรุ่นที่ทาง Sony ได้เปิดเผยรายละเอียดออกมา ในบทความตอนหน้า เราจะมาลงลึกไปถึงเบื้องหลังการทำงานของเทคโนโลยีตัวนี้กันครับ

Source

2 thoughts on “มาทำความรู้จัก DSEE เทคโนโลยีปรับปรุงคุณภาพเสียงจาก Sony กันเถอะ ตอนที่ 2

  1. Pingback: Sony Japan เปิดตัวหูฟัง WH-1000XM4 สีพิเศษ Silent White | RE.V –>

  2. Pingback: Sony เปิดตัว WF-1000XM4 หูฟัง Truly Wireless ตัดเสียงรบกวนระดับไฮเอนด์รุ่นใหม่ | RE.V –>

Leave a Reply