Android 14 obsługuje dawkę dźwięku w ramach odtwarzania dźwięku i warstwie HAL odtwarzania dźwięku, stale monitorując pomiary dawki dźwięku i ostrzegając użytkowników o szkodliwych poziomach narażenia.
Dawka dźwięku to pomiar poziomu ciśnienia akustycznego w określonym czasie. Dzięki monitorowaniu dawki dźwięku możemy chronić użytkowników przed szkodliwym wpływem nadmiernej lub długotrwałej ekspozycji na dźwięk, a tym samym zapewnić lepszą ochronę słuchu podczas korzystania ze słuchawek na przenośnych urządzeniach z Androidem i zminimalizować ryzyko uszkodzenia słuchu.
Nowe standardy dotyczące bezpiecznych urządzeń do słuchania są zgodne z wymaganiami dotyczącymi ochrony słuchu określonymi w normie IEC62368-1 w wersji 3 (wymaga zalogowania) i EN50332-3 (dostęp ograniczony do subskrybentów), które wprowadzają pojęcie dawki dźwięku.
Funkcja dawki dźwięku umożliwia producentom OEM przestrzeganie nowych przepisów dotyczących bezpieczeństwa słuchu. Aby obsługiwać dawkę dźwięku, producenci OEM muszą przestrzegać specyfikacji interfejsu i przepisów dotyczących wszystkich dostosowań i certyfikatów. Dostosowane wdrożenie OEM może pominąć lub zmodyfikować domyślne wdrożenie AOSP dotyczące dawki dźwięku. Zdecydowanie zalecamy jednak korzystanie z implementacji AOSP.
Obliczanie dawki dźwięku
Normy IEC62368-1 w wydaniu 3 i EN50332-3 zwiększają dokładność pomiaru narażenia na hałas przez obliczanie wyliczonej dawki dźwięku (CSD). CSD jest obliczany przez integrację chwilowych poziomów ekspozycji (MEL) w czasie. Do obliczania dawki dźwięku używane jest 7-dniowe okno ciągłego przesuwania skumulowanych wartości CSD.
Zgodnie z punktem 10.6.3.2 normy IEC62368-1 w wersji 3, jeśli wartość CSD osiągnie limit 100%, system powiadamia użytkownika o poziomach dźwięku przy każdym wzroście o 100%. Jeśli użytkownik nie potwierdzi ostrzeżenia, głośność zostanie obniżona do wstępnie zdefiniowanej wartości klasy 1 źródła energii promieniowania (RS1) z tabeli 39 normy IEC62368-1.
Zgodnie z sekcją 10.6.3.3 normy IEC62368-1 w wydaniu 3 system musi oprócz ostrzeżeń o dawce dźwięku generować ostrzeżenie o ekspozycji za każdym razem, gdy wartość MEL przekroczy wartość klasy 2 źródła energii promieniowania (RS2) z tabeli 39 normy IEC62368-1.
Aby uzyskać certyfikat zgodności z tymi przepisami i zwiększyć trafność wartości CSD, system musi używać dokładnych wartości wyjściowych, które są postrzegane przez użytkowników (np. wyjście odtwarzania multimediów). Ważne jest, aby do obliczania CSD używać wartości zbliżonych do rzeczywistych poziomów ciśnienia akustycznego, na które jest narażony użytkownik.
Architektura
W zależności od tego, gdzie są rejestrowane klatki, charakterystyka sprzętu i efekty przetworników mogą wpływać na poziom mocy renderowanych klatek. Aby uzyskać dokładny pomiar poziomu ciśnienia akustycznego, rozszerzyliśmy warstwę HAL, aby pobierać wartości MEL bezpośrednio z odpowiedniego sprzętu i uwzględniać możliwe efekty stosowane przez cyfrowy procesor sygnałowy (DSP) lub właściwości głośnika, takie jak impedancja, czułość i charakterystyka częstotliwościowa.
Jeśli HAL nie może podać wartości MEL, w ramach mechanizmu rezerwowego platforma audio analizuje i oblicza CSD. Obliczenia w ramach audio są oparte na informacjach o wyrenderowanych danych wyjściowych zgłaszanych przez HAL i ramkach wysyłanych do procesora DSP audio.
Dawka dźwięku składa się z 2 elementów, SoundDoseHelper i SoundDoseManager,, jak pokazano na rysunku 1:
Rysunek 1. Komponenty architektoniczne funkcji dawki dźwięku.
SoundDoseHelper
Klasa SoundDoseHelper, która znajduje się w procesie systemserver, jest głównym punktem zbierania wszystkich istotnych danych dotyczących dawkowania dźwięku. Klasa AudioService
zarządza klasą SoundDoseHelper.
Klasa SoundDoseHelper odpowiada za:
- Obsługa nowych informacji o dawkowaniu
- Utrzymywanie wartości dawki dźwięku
- Przywracanie stanu w przypadku awarii
audioserver - Wywoływanie powiadomień interfejsu systemu
- Zmniejszanie głośności
SoundDoseManager
Klasa SoundDoseManager, która znajduje się w procesie audioserver i jest częścią klasy AudioFlinger, zbiera dane o dawce dźwięku z HAL lub oblicza je wewnętrznie jako rezerwę na podstawie klatek wysyłanych do HAL. Klasa SoundDoseManager wysyła dane o dawce dźwięku do klasy SoundDoseHelper.
MelProcessor i MelAggregator
Jeśli HAL nie może podać wartości MEL, do wewnętrznego obliczania dawki dźwięku używane są narzędzia MelProcessor i MelAggregator w libaudioutils.
W klasie MelProcessor główne obliczenia są wykonywane na buforze z próbkami audio przez wywołanie funkcji MelProcessor::process(const void* buffer, size_t bytes).
W razie potrzeby producenci OEM mogą używać w swojej implementacji HAL symbolu MelProcessor.
Klasa MelAggregator otrzymuje wartości MEL z różnych portów audio i oblicza wartość CSD w okresie 7 dni. Metoda MelAggregator::aggregateAndAddNewMelRecord_l(MelRecord mel)
wykonuje logikę. Wyniki są wysyłane do klasy SoundDoseManager w celu komunikacji z AudioService.
Implementacja
Rozszerzenia interfejsu HIDL są od Androida 14 wycofywane, dlatego nowy interfejs HAL do pobierania obliczonych wartości MEL i wydawania ostrzeżeń o ekspozycji o nazwie ISoundDose jest zdefiniowany w ramach interfejsu AIDL Audio HAL. Jednak w przypadku wdrożeń, które potrzebują więcej czasu na integrację interfejsu HAL audio AIDL, mamy samodzielny interfejs HAL AIDL do pomiaru dawki dźwięku, który oferuje interfejs ISoundDoseFactory. W przyszłości ta funkcja zostanie wycofana.
Metody HAL obsługujące dawkę dźwięku są pokazane w tym przykładowym kodzie:
/**
* 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);
}
}
Nowy interfejs HAL implementuje wywołania zwrotne, które informują platformę o chwilowej ekspozycji i dostarczają wartości MEL, gdy poziom wyjściowy przekracza RS1. Gdy te interfejsy zostaną wdrożone, platforma będzie ich używać do raportowania CSD. Bez tej implementacji wywołania zwrotnego do obliczania szacunkowych wartości CSD używana jest implementacja zastępcza w AudioFlinger.
Samodzielna obsługa AIDL w przypadku dawki dźwięku
Dopóki producenci OEM nie zintegrują dawki dźwięku z interfejsem HAL audio AIDL, mogą używać samodzielnego interfejsu API AIDL ISoundDoseFactory jako obejścia. ISoundDoseFactory korzysta z interfejsu ISoundDose, jak pokazano w tym przykładowym kodzie:
@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);
}
Obsługa AIDL Audio HAL w zakresie dawki dźwięku
Interfejs dawki dźwięku jest obsługiwany długoterminowo w ramach interfejsu AIDL Audio HAL przez rozszerzenie interfejsu IModule, jak pokazano w tym przykładowym kodzie:
@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();
}
Ta funkcja jest implementacją nowych przepisów opisanych w normach IEC62368-1, wydanie 3, i EN50332-3, więc nie ma zewnętrznych interfejsów API.
Producenci OEM mogą certyfikować swoje urządzenia, wdrażając nowe interfejsy HAL i dostarczając do platformy audio dokładne dane MEL dla CSD (zalecane) lub zapewniając niestandardową implementację dawki dźwięku.
Włącz obliczanie dawki dźwięku
Domyślnie AOSP obsługuje logikę bezpieczeństwa słuchu, która zapewnia certyfikację zgodnie z obowiązującymi standardami EN50332-2 i IEC62368-1 10.6.5.
W Androidzie 14 obliczanie dawki dźwięku jest domyślnie wyłączone.
Aby włączyć obliczanie dawki dźwięku, postępuj zgodnie z tymi wytycznymi od Androida 14 QPR1.
Jeśli w Twoim kraju obowiązują przepisy dotyczące dawki dźwięku, sprawdź, czy w sekcji
config.xmlconfig_safe_media_volume_enabledwybrano opcjętrue.Aby zachować zgodność z normami EN50332-3 i IEC62368-1 10.6.3, dostawcy muszą nałożyć flagę
config_safe_sound_dosage_enabledwconfig.xmlnatrue. W przypadku urządzeń, które obsługują dekodowanie z przeniesieniem obliczeń i nie implementują interfejsów HAL dawki dźwięku, wartośćconfig_safe_sound_dosage_enablednie może być ustawiona natrue. W takich przypadkach ustawienie wartościconfig_safe_sound_dosage_enablednatruemoże prowadzić do niedokładnych wartości CSD i problemów z certyfikacją w zakresie norm bezpieczeństwa słuchu.
Poniższy wykres decyzyjny opisuje logikę, która na podstawie ograniczeń krajowych i wartości flag określa, czy obliczane są poziomy CSD czy starsze poziomy bezpieczeństwa słuchu (wdrożone przed Androidem 14).
Rysunek 2. Włącz obliczanie dawki dźwięku (logika została dodana w Androidzie 14-QPR1).
Weryfikacja
Podczas wdrażania interfejsu HAL dla dawki dźwięku producenci OEM muszą przeprowadzić weryfikację na podstawie przypadków testowych VTS zdefiniowanych przez VtsHalAudioCoreTargetTest w przypadku implementacji interfejsu HAL audio IModule AIDL lub przez VtsHalSoundDoseFactoryTargetTest w przypadku samodzielnej implementacji interfejsu HAL dawki dźwięku AIDL.