Trí tuệ nhân tạo AI trong công nghệ âm thanh tivi Samsung

Đăng bởi: Trần Văn Toàn

Cùng với TV QLED 8K 2020 và công nghệ âm thanh được hỗ trợ bởi trí tuệ nhân tạo AI, Samsung đã nâng tầm cho trải nghiệm âm thanh trên TV. Tính năng Âm thanh vòm chuyển động theo vật thể+ (Object Tracking Sound+) sử dụng phần mềm dựa trên trí tuệ nhân tạo AI giúp liên kết những chuyển động của âm thanh với chuyển động trên màn hình; tính năng Tự động điều chỉnh âm lượng hội thoại (Active Voice Amplifier) nhận diện môi trường âm thanh xung quanh TV và điều chỉnh âm lượng hội thoại phù hợp; và Q-Symphony tạo ra âm thanh vòm ba chiều mang đến trải nghiệm chân thực hơn.

Samsung Newsroom đã có buổi trao đổi với các nhà phát triển công nghệ âm thanh của ngành hàng Hiển thị Hình ảnh, Công ty Điện tử Samsung để tìm hiểu thêm về hành trình mang đến sự đổi mới trong công nghệ âm thanh.

(Từ trái sang phải) Youngtae Kim (Phòng nghiên cứu Âm thanh), Jongbae Kim (Phòng nghiên cứu Âm thanh), Yoonjae Lee (Phòng nghiên cứu Thiết bị Âm thanh) và Sunmin Kim (Phòng nghiên cứu Âm thanh)

Tính năng Âm thanh vòm chuyển động theo vật thể+ (Object Tracking Sound+): Nhận biết không gian nhằm tăng cường trải nghiệm âm thanh chân thực

Những bộ phim hành động với hiệu ứng âm thanh tuyệt vời mang đến trải nghiệm chân thực, nhất là khi xem tại các rạp chiếu phim vì các rạp phim thường trang bị hệ thống loa đa kênh với âm thanh 3D được đặt trên các bức tường và cả trần nhà, cũng như xung quanh màn hình. So với âm thanh hai kênh loa trái và phải, loa đa kênh trong rạp chiếu phim mang đến cảm giác chân thực và tinh tế hơn. Vậy làm thế nào để tái tạo hiệu ứng âm thanh vòm chân thực ngay tại nhà? Các nhà phát triển âm thanh Samsung đã tạo ra công nghệ Âm thanh vòm chuyển động theo vật thể+ (Object Tracking Sound+), qua đó âm thanh sẽ di chuyển theo chuyển động trên màn hình thông qua sáu loa được tích hợp trong TV.

Nhờ có công nghệ này, âm thanh của một đoạn video sẽ di chuyển theo hành động trên màn hình trong thời gian thực. Khi một chiếc xe di chuyển từ bên trái sang bên phải màn hình, âm thanh cũng sẽ chuyển từ trái sang phải; và khi một vật nặng rơi từ trên xuống dưới, chuyển động âm cũng phát ra theo cùng hướng.

Khi phát triển TV QLED 8K 2020, các nhà phát triển TV Samsung đã tăng số lượng loa trên TV QLED từ hai lên sáu nhằm giúp âm thanh có thể bắt kịp theo các hành động. “Bằng cách đặt hai loa ở mỗi bên của màn hình, cũng như phía trên và dưới, chúng tôi đã cho phép âm thanh phát ra theo mọi hướng với tổng số sáu loa. Khoảng cách giữa hai loa chính đã được mở rộng hết mức có thể và các loa phụ đã được cài đặt để tối đa hóa âm thanh trên tất cả các trục tạo nên hiệu ứng âm thanh ba chiều. Chẳng hạn, chúng tôi đặt loa ở phần phía trên màn hình để cho phép chuyển động âm thanh theo hướng dọc, giúp tăng trải nghiệm hiệu ứng âm thanh.”, ông Jongbae Kim giải thích.

Ngoài ra, ông Kim nhấn mạnh về việc mặc dù bản chất cấu tạo phức tạp của TV bao gồm sáu loa được trang bị, nhóm đã quyết định giữ cho thiết kế của TV mỏng và tối giản nhất có thể.

Để đảm bảo âm thanh sẽ theo kịp các chuyển động trên màn hình một cách chính xác thì cần phải hiểu ý định ban đầu của người tạo ra nội dung. Ông Jongbae Kim giải thích “Vai trò của một kỹ sư âm thanh là tăng cường tính nhất quán giữa hành động trên màn hình và đoạn âm thanh đi kèm khi chúng kết hợp với nhau. Thông tin vị trí của âm thanh trong một đoạn video sau đó được kỹ sư âm thanh thiết lập để tự động truyền vào kênh âm thanh, giúp theo dõi để tái tạo vị trí và chuyển động âm theo nội dung một cách chính xác. Công nghệ Object Tracking Sound+ sẽ phân tích thông tin vị trí của tín hiệu âm thanh có sẵn trong nội dung. Điều này có nghĩa là TV sau đó có thể phân phối âm thanh một cách hiệu quả giữa sáu loa bằng cách phân biệt giữa các định hướng âm thanh và nguồn âm, sau đó phát âm thanh ra từ nhiều vị trí khác nhau, trên màn hình, ngoài màn hình, cận cảnh hay từ xa.”

Tự động điều chỉnh âm lượng hội thoại (Active Voice Amplifier): Tính năng thông minh giúp phát hiện tiếng ồn để nâng cấp độ rõ của giọng nói

Sẽ có lúc những phân cảnh quan trọng trong chương trình bạn đang xem bị gián đoạn bởi tạp âm hoặc các chương trình tin nóng bị làm ồn bởi tiếng sấm lớn và bạn không kịp điều chỉnh âm lượng từ chiếc điều khiển tivi. Đây là lý do tại sao Samsung phát triển công nghệ AVA, giúp nhận diện tiếng ồn bên ngoài để tự động tăng âm lượng giọng nói trong nội dung tương ứng khi có các tạp âm bên ngoài.

Cách thức hoạt động của công nghệ này rất thông minh. Cảm biến âm thanh được gắn ở giữa cạnh dưới của TV, thu âm thanh từ nội dung trên màn hình cũng như môi trường xung quanh. Công nghệ trí tuệ nhân tạo AI sau đó so sánh mức âm lượng của hai loại âm thanh, nếu âm thanh bên ngoài được phát hiện lớn hơn nội dung trên tivi, công nghệ sẽ chọn cách tăng âm lượng TV. “Tuy vậy, hệ thống không có một định nghĩa chính xác về tiếng ồn. Nó sẽ coi tất cả các yếu tố làm phiền đến việc thưởng thức nội dung là tiếng ồn. Khi âm thanh bên ngoài duy trì trên một mức dB nhất định, hệ thống ngay tức khắc sẽ ghi nhận nó dưới dạng tiếng ồn.” ông Sunmin Kim giải thích.

Tuy nhiên, công nghệ AVA không làm tăng âm lượng của TV khi nhận ra âm thanh môi trường xung quanh to hơn, điều này chỉ làm cho âm thanh trong phòng trở nên ồn hơn. “Hệ thống tận dụng AI để giữ hiệu ứng âm thanh và mức âm thanh nền đồng nhất và chỉ tăng âm lượng giọng nói. Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng đối thoại luôn chiếm phần lớn trong các nội dung trình chiếu, vì vậy chúng tôi tin rằng việc điều chỉnh âm lượng của các cuộc đối thoại sẽ giúp người dùng dễ dàng hiểu được nội dung hơn.”, ông Sunmin Kim cho biết

Q-Symphony: Tạo ra âm thanh đa chiều

Một trong những yếu tố quan trọng để đạt được âm thanh trung thực khi trình chiếu các nội dung trên TV là tính ba chiều, bao gồm cả các chiều âm thanh ngang và dọc. Trước đây, những yếu tố này đã được phát triển riêng biệt bởi các nhóm TV và Soundbar. Tuy nhiên, với việc thiết kế các loa phía trên trên TV Samsung QLED 8K 2020, nhóm đã phát triển một giải pháp toàn diện, khai thác các khả năng của cả TV và soundbar một cách hoàn hảo. Q-Symphony là một tính năng phát âm thanh đồng thời bằng cả loa TV và soundbar. Là thành tựu đầu tiên trong ngành, công nghệ Q-Symphony đã được công nhận với Giải thưởng sáng tạo xuất sắc nhất tại CES 2020.

“Trọng tâm của Q-symphony là giúp cho âm thanh được phát từ các loa có các đặc điểm khác nhau trở nên hài hòa. Công nghệ này tuân theo các quy tắc phát âm thanh được xác định trước và trao đổi thông tin cần thiết giữa TV và soundbar khi được kết nối. Cách tiếp cận này cho phép trải nghiệm âm thanh được tái tạo vượt trội. Một yếu tố quan trọng của công nghệ là một thuật toán đặc biệt mà chúng tôi đã tạo ra để phân chia và làm cho âm thanh giữa loa TV và soundbar trở nên hài hòa một cách liền mạch.”, ông Yoonjae Lee giải thích

Trong quá trình phát triển, khó khăn đã nảy sinh liên quan đến chất lượng tái tạo các đoạn đối thoại. Khi cả soundbar và loa TV phát cùng lúc cuộc đối thoại, chất lượng âm thanh bị giảm đi rõ rệt. Tuy nhiên, nhóm phát triển âm thanh đã có thể giải quyết vấn đề này bằng cách tách đoạn âm thanh chính, bao gồm cả hội thoại, từ toàn bộ tín hiệu và truyền các đoạn khác nhau cho loa TV và soundbar tương ứng. “Trong các dòng TV QLED 8K 2020, tín hiệu giọng nói được trích xuất và loại bỏ khỏi các âm thanh được phát qua các loa được tích hợp vào TV, và những chiếc loa này chỉ để phát các tín hiệu âm thanh nền như hiệu ứng âm thanh. Sau đó, soundbar tái tạo âm thanh chính liên quan đến các đoạn hội thoại. Với công nghệ này, Q-Symphony khai thác các lợi thế của cả loa TV và soundbar để mang đến trải nghiệm âm thanh tốt nhất và hài hòa nhất cho người dùng.”, ông Lee giải thích.

Hợp tác để mang đến trải nghiệm âm thanh hoàn hảo

Nhóm phát triển âm thanh đã đồng ý rằng việc hiện thực hóa việc bổ sung loa, vị trí đặt loa mới và sự hài hòa AI với soundbar trên các dòng TV QLED 8K 2020 khả thi nhờ vào sự phối hợp chặt chẽ với nhiều nhóm khác. “Khi phát triển TV mới, tất cả các lĩnh vực cần phải đồng bộ với những đổi mới. Chúng tôi đã cùng nhau đề xuất các giải pháp khác nhau giúp vượt qua mọi rào cản công nghệ thông qua một tư duy mở.”, ông Youngtae Kim chia sẻ.

Youngtae Kim (trái) và Sunmin Kim giới thiệu các công nghệ âm thanh cải tiến của dòng TV QLED 8K 2020

Nhóm phát triển âm thanh đã và sẽ luôn cố gắng phát triển trải nghiệm âm thanh tốt nhất có thể cho người dùng. Cùng với việc hợp tác với Phòng Nghiên cứu Âm thanh Samsung có trụ sở tại Hoa Kỳ để phát triển công nghệ âm thanh trong tương lai, nhóm cũng làm việc với Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển của Samsung Research, các trường đại học và chuyên gia khởi nghiệp trên toàn thế giới. “Chúng tôi muốn mang đến những trải nghiệm âm thanh tự nhiên và chân thực nhất có thể. Để đạt được điều này, chúng tôi sẽ tiếp tục làm việc chăm chỉ để hiểu các quá trình từ đầu đến cuối của âm thanh và đưa những âm thanh này lên TV của chúng tôi một cách chân thực.”, ông Youngtae Kim chia sẻ.

Sự đổi mới âm thanh của Samsung cũng giúp hiện thực hóa tầm nhìn về ‘Màn hình ở mọi nơi’. “Trong tương lai, chúng tôi sẽ tăng cường sử dụng AI để người dùng thậm chí không cần sử dụng điều khiển từ xa để điều chỉnh chất lượng âm thanh khi thưởng thức nội dung yêu thích của họ. Môi trường cài đặt TV, phong cách sống và độ tuổi sẽ ngày càng đa dạng hóa. Chúng tôi muốn người dùng thưởng thức âm thanh của nội dung với chất lượng chân thực nhất, bất kể loại nội dung hay môi trường nghe.”, ông Sunmin Kim nói.

Sản phẩm tivi Samsung có hỗ trợ "Trí tuệ nhân tạo":