Dosis suara

Android 14 memberikan dukungan untuk dosis suara dalam framework audio dan Audio HAL dengan terus memantau pengukuran dosis suara dan mengeluarkan peringatan kepada pengguna tentang tingkat paparan yang merusak.

Dosis suara adalah pengukuran tingkat tekanan suara selama jangka waktu tertentu. Dengan memantau dosis suara, kami dapat membantu melindungi pengguna dari efek kerusakan akibat paparan suara yang berlebihan atau berkepanjangan, sehingga menawarkan perlindungan pendengaran yang lebih baik saat menggunakan headphone di perangkat Android portabel dan meminimalkan kemungkinan gangguan pendengaran.

Standar baru untuk perangkat mendengarkan yang aman sesuai dengan persyaratan peraturan untuk perlindungan pendengaran dalam IEC62368-1 edisi ke-3 (memerlukan login) dan EN50332-3 (akses terbatas untuk pelanggan), yang memperkenalkan konsep dosis suara.

Fungsi dosis suara memungkinkan OEM mengikuti peraturan keamanan pendengaran yang baru. Untuk mendukung dosis suara, OEM harus mengikuti spesifikasi dan peraturan antarmuka untuk semua penyesuaian dan sertifikasi. Implementasi OEM yang disesuaikan dapat mengabaikan atau mengubah implementasi default AOSP untuk dosis suara. Namun, penggunaan penerapan AOSP sangat direkomendasikan.

Penghitungan dosis suara

Standar dalam IEC62368-1 edisi ke-3 dan EN50332-3 meningkatkan akurasi pengukuran paparan suara dengan menghitung dosis suara yang dihitung (CSD). CSD dihitung dengan mengintegrasikan tingkat paparan sesaat (MEL) dari waktu ke waktu. Periode tujuh hari yang terus bergulir dari nilai CSD yang terakumulasi dipertahankan untuk komputasi dosis suara.

Sesuai dengan pasal 10.6.3.2 IEC62368-1 edisi ketiga, jika nilai CSD mencapai batas 100%, sistem akan memberi tahu pengguna tentang tingkat suara pada setiap peningkatan sebesar 100%. Jika pengguna tidak mengonfirmasi peringatan, volume akan diturunkan ke nilai sumber energi radiasi class 1 (RS1) yang telah ditetapkan dalam Tabel 39 IEC62368-1.

Seperti yang disebutkan di bagian 10.6.3.3 IEC62368-1 edisi ke-3, bersama dengan peringatan dosis bunyi, sistem harus memulai peringatan berbasis paparan setiap kali nilai MEL melebihi nilai sumber energi radiasi class 2 (RS2) dari Tabel 39 IEC62368-1.

Untuk sertifikasi dengan peraturan ini dan agar nilai CSD lebih relevan, sistem harus menggunakan nilai output yang akurat seperti yang dirasakan oleh pengguna (seperti output pemutaran media). Komputasi CSD harus menggunakan nilai yang mendekati tingkat tekanan suara sebenarnya yang diterima pengguna.

Arsitektur

Bergantung pada tempat frame diambil, karakteristik hardware dan efek transduser dapat memengaruhi tingkat daya frame yang dirender. Untuk mendapatkan pengukuran level tekanan suara output yang akurat, kami memperluas HAL untuk mendapatkan nilai MEL langsung dari hardware yang mendasarinya dan memperhitungkan kemungkinan efek yang diterapkan oleh pemroses sinyal digital (DSP) atau properti speaker, seperti impedansi, sensitivitas, dan respons frekuensi.

Jika HAL tidak dapat memberikan nilai MEL, sebagai mekanisme penggantian, framework audio akan menganalisis dan menghitung CSD. Komputasi ini dalam framework audio didasarkan pada informasi tentang output yang dirender yang dilaporkan dari HAL, dan frame yang dikirim ke DSP audio.

Dosis suara memperkenalkan dua komponen, SoundDoseHelper dan SoundDoseManager, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1:

Gambar 1. Komponen arsitektur fitur dosis suara.

SoundDoseHelper

Class SoundDoseHelper, yang berada dalam proses systemserver, adalah titik pengumpulan utama untuk semua data pemberian dosis suara yang relevan. Class AudioService mengelola class SoundDoseHelper.

Class SoundDoseHelper bertanggung jawab atas hal berikut:

• Menangani informasi dosis baru
• Mempertahankan nilai dosis suara
• Memulihkan status jika terjadi error audioserver
• Memicu notifikasi UI Sistem
• Menurunkan volume

SoundDoseManager

Class SoundDoseManager, yang berada dalam proses audioserver dan merupakan bagian dari class AudioFlinger, mengumpulkan data dosis suara dari HAL atau menghitungnya secara internal, sebagai fallback, dari frame yang dikirim ke HAL. Class SoundDoseManager mengirim data dosis suara ke class SoundDoseHelper.

MelProcessor dan MelAggregator

Jika HAL tidak dapat memberikan nilai MEL, utilitas MelProcessor dan MelAggregator di libaudioutils akan digunakan untuk komputasi dosis suara internal.

Di class MelProcessor, komputasi utama dilakukan pada buffering dengan sampel audio dengan memanggil MelProcessor::process(const void* buffer, size_t bytes). OEM dapat menggunakan MelProcessor dalam implementasi HAL mereka jika diperlukan.

Class MelAggregator menerima nilai MEL dari berbagai port audio dan menghitung nilai CSD dengan periode bergulir tujuh hari. Metode MelAggregator::aggregateAndAddNewMelRecord_l(MelRecord mel) menjalankan logika. Hasilnya dikirim ke class SoundDoseManager untuk komunikasi dengan AudioService.

Implementasi

Ekstensi antarmuka HIDL tidak digunakan lagi mulai Android 14, sehingga antarmuka HAL baru untuk mengambil nilai MEL yang dihitung dan mengeluarkan peringatan eksposur, bernama ISoundDose, didefinisikan sebagai bagian dari AIDL Audio HAL. Namun, untuk implementer yang memerlukan lebih banyak waktu untuk mengintegrasikan AIDL Audio HAL, kami memiliki AIDL HAL dosis suara mandiri, yang menawarkan antarmuka ISoundDoseFactory. Hal ini akan tidak digunakan lagi pada masa mendatang.

Metode HAL untuk dukungan dosis suara ditampilkan dalam contoh kode berikut:

/**
 * This interface provides functions related to sound exposure control required for compliance to
 * EN/IEC 62368-1 3rd edition. Implementing this interface is mandatory for devices for which
 * compliance to this standard is mandated and implementing audio offload decoding or other direct
 * playback paths where volume control happens below the audio HAL.
 */
@VintfStability
interface ISoundDose {
    /**
     * Max value in dBA used for momentary exposure warnings as defined by IEC62368-1
     * 3rd edition. This value represents the default RS2 upper bound.
     */
    const int DEFAULT_MAX_RS2 = 100;
    /** Min value of the RS2 threshold in dBA as defined by IEC62368-1 3rd edition. */
    const int MIN_RS2 = 80;

    /**
     * Sets the RS2 upper bound used for momentary exposure warnings. Default value is
     * DEFAULT_MAX_RS2 as specified in IEC62368-1 3rd edition.
     *
     * @param rs2ValueDbA custom RS2 upper bound to use
     * @throws EX_ILLEGAL_ARGUMENT if rs2ValueDbA is greater than DEFAULT_MAX_RS2 or lower
     *                             than MIN_RS2
     */
    void setOutputRs2UpperBound(float rs2ValueDbA);

    /**
     * Gets the RS2 upper bound used for momentary exposure warnings.
     *
     * @return the RS2 upper bound in dBA
     */
    float getOutputRs2UpperBound();

    /**
     * Registers the HAL callback for sound dose computation. If sound dose is supported
     * the MEL values and exposure notifications will be received through this callback
     * only. The internal framework MEL computation will be disabled.
     * It is not possible to unregister the callback. The HAL is responsible to provide
     * the MEL values throughout its lifecycle.
     *
     * @param callback to use when new updates are available for sound dose
     */
    void registerSoundDoseCallback(in IHalSoundDoseCallback callback);

    @VintfStability
    oneway interface IHalSoundDoseCallback {
        /**
         * Called whenever the current MEL value exceeds the set RS2 upper bound.
         *
         * @param currentDbA the current MEL value which exceeds the RS2 upper bound
         * @param audioDevice the audio device where the MEL exposure warning was recorded
         */
        void onMomentaryExposureWarning(float currentDbA, in AudioDevice audioDevice);

        @VintfStability
        parcelable MelRecord {
            /**
             * Array of continuously recorded MEL values >= MIN_RS2 (1 per second).
             * First value in the array was recorded at 'timestamp'.
             */
            float[] melValues;
            /**
             * Corresponds to the time in seconds, as reported by CLOCK_MONOTONIC, when
             * the first MEL entry in melValues was recorded. The timestamp values have
             * to be consistent throughout all audio ports, equal timestamp values will
             * be aggregated.
             */
            long timestamp;
        }

        /**
         * Provides a MelRecord containing continuous MEL values sorted by timestamp.
         * Note that all the MEL values originate from the audio device specified by audioDevice.
         * In case values from multiple devices need to be reported, the caller should execute
         * this callback once for every device.
         *
         * @param melRecord contains the MEL values used for CSD
         * @param audioDevice the audio device where the MEL values were recorded
         */
        void onNewMelValues(in MelRecord melRecord, in AudioDevice audioDevice);
    }
}

Antarmuka HAL baru menerapkan callback yang memberi tahu framework tentang eksposur sesaat dan memberikan nilai MEL setiap kali level output melebihi RS1. Saat antarmuka ini diterapkan, framework akan menggunakannya untuk pelaporan CSD. Tanpa penerapan callback ini, penerapan penggantian di AudioFlinger digunakan untuk menghitung estimasi nilai CSD.

Dukungan AIDL mandiri dosis suara

Hingga OEM dapat mengintegrasikan dosis suara di HAL audio AIDL, mereka dapat menggunakan ISoundDoseFactory AIDL API mandiri sebagai solusi. ISoundDoseFactory menggunakan antarmuka ISoundDose, seperti yang ditunjukkan dalam contoh kode berikut:

@VintfStability
interface ISoundDoseFactory {
    /**
     * Retrieve the sound dose interface for a given audio HAL module name.
     *
     * If a device must comply to IEC62368-1 3rd edition audio safety requirements and is
     * implementing audio offload decoding or other direct playback paths where volume control
     * happens below the audio HAL, it must return an instance of the ISoundDose interface.
     * The same instance must be returned during the lifetime of the HAL module.
     * If the HAL module does not support sound dose, null must be returned, without throwing
     * any errors.
     *
     * @param module for which we trigger sound dose updates.
     * @return An instance of the ISoundDose interface implementation.
     * @throws EX_ILLEGAL_STATE If there was an error creating an instance.
     */
    @nullable ISoundDose getSoundDose(in @utf8InCpp String module);
}

Dukungan HAL Audio AIDL dosis suara

Antarmuka dosis suara didukung dalam jangka panjang sebagai bagian dari AIDL Audio HAL dengan memperluas antarmuka IModule, seperti yang ditunjukkan dalam contoh kode berikut:

@VintfStability
interface IModule {
…
    /**
     * Retrieve the sound dose interface.
     *
     * If a device must comply to IEC62368-1 3rd edition audio safety requirements and is
     * implementing audio offload decoding or other direct playback paths where volume control
     * happens below the audio HAL, it must return an instance of the ISoundDose interface.
     * The same instance must be returned during the lifetime of the HAL module.
     * If the HAL module does not support sound dose, null must be returned, without throwing
     * any errors.
     *
     * @return An instance of the ISoundDose interface implementation.
     * @throws EX_ILLEGAL_STATE If there was an error creating an instance.
     */
    @nullable ISoundDose getSoundDose();
}

Fitur ini adalah implementasi peraturan baru yang dijelaskan dalam IEC62368-1 edisi ke-3 dan EN50332-3, sehingga tidak ada API yang ditampilkan secara eksternal.

OEM dapat memberikan sertifikasi pada perangkat mereka dengan menerapkan antarmuka HAL baru dan memberikan data MEL yang akurat untuk CSD ke framework audio (direkomendasikan), atau dengan memberikan penerapan dosis suara kustom.

Mengaktifkan penghitungan dosis suara

Secara default, AOSP mendukung logika keamanan pendengaran yang memastikan sertifikasi dengan standar EN50332-2 dan IEC62368-1 10.6.5 yang ada.

Di Android 14, penghitungan dosis suara dinonaktifkan secara default.

Gunakan panduan berikut untuk mengaktifkan penghitungan dosis suara mulai Android 14-QPR1.

• Jika peraturan dosis suara diberlakukan di negara Anda, periksa apakah config_safe_media_volume_enabled di config.xml ditetapkan ke true.

• Agar mematuhi EN50332-3 dan IEC62368-1 10.6.3, vendor harus menempatkan tanda config_safe_sound_dosage_enabled di config.xml ke true. Untuk perangkat yang mendukung decoding offload dan tidak mengimplementasikan antarmuka HAL dosis suara, config_safe_sound_dosage_enabled tidak boleh disetel ke true. Dalam kasus tersebut, menetapkan config_safe_sound_dosage_enabled ke true dapat menyebabkan masalah sertifikasi dan nilai CSD yang tidak akurat untuk standar pendengaran keamanan.

Grafik keputusan berikut menjelaskan logika yang menentukan apakah, berdasarkan batasan negara dan nilai tanda, CSD atau tingkat keamanan pendengaran lama (diterapkan sebelum Android 14) dihitung.

Gambar 2. Mengaktifkan penghitungan dosis suara (logika ditambahkan di Android 14-QPR1).

Validasi

Saat menerapkan antarmuka HAL untuk dosis suara, OEM harus memvalidasi terhadap kasus pengujian VTS yang ditentukan oleh VtsHalAudioCoreTargetTest untuk implementasi HAL Audio IModule AIDL, atau oleh VtsHalSoundDoseFactoryTargetTest untuk implementasi HAL AIDL dosis suara mandiri.