音效劑量

Android 14 會持續監控音量測量值，並向使用者發出有害暴露程度的警告，在音訊架構和 Audio HAL 中提供音量劑量支援。

音量劑量是指一段時間內的音壓值。透過監控音量，我們可以保護使用者免於因過度或長時間暴露於音量而造成的傷害，在 Android 行動裝置上使用耳機時提供更完善的聽力保護，並盡可能降低聽力受損的機率。

安全聆聽裝置的新標準符合 IEC62368-1 第 3 版 (需要登入) 和 EN50332-3 (僅限訂閱者存取) 中有關聽力保護的法規規定，這兩項標準都引入了音量劑量的概念。

音量劑量功能可讓原始設備製造商遵循新的聽力安全法規。如要支援音量劑量，原始設備製造商必須遵循所有客製化和認證的介面規格和規範。自訂的原始設備製造商 (OEM) 實作項目可以略過或修改 AOSP 的音量劑量預設實作項目。不過，我們強烈建議您使用 AOSP 實作項目。

音量劑量計算

IEC62368-1 第 3 版和 EN50332-3 中的標準可透過計算計算音量劑量 (CSD)，提高測量聲音暴露的準確度。CSD 的計算方式是將瞬間暴露量 (MEL) 整合一段時間。系統會持續保留七天的累積 CSD 值滾動視窗，用於計算音量劑量。

根據 IEC62368-1 第 3 版第 10.6.3.2 節的規定，如果 CSD 值達到 100% 上限，系統會在音量每增加 100% 時，提醒使用者。如果使用者未確認警告，音量會降低至 IEC62368-1 表格 39 中預先定義的輻射能量來源類別 1 (RS1) 值。

如 IEC62368-1 第 3 版第 10.6.3.3 節所述，除了聲音劑量警告外，每當 MEL 值超過 IEC62368-1 表 39 的輻射能量來源第 2 級 (RS2) 值時，系統都必須發出曝露警告。

為了符合這些法規並讓 CSD 值更具關聯性，系統必須使用使用者感知的準確輸出值 (例如媒體播放輸出內容)。CSD 運算時，請務必使用接近使用者實際接觸到的音壓值。

建築

視擷取影格的位置而定，轉換器的硬體特性和效果可能會影響轉譯影格的電量等級。為了精確測量輸出聲壓，我們擴充了 HAL，以便直接從基礎硬體取得 MEL 值，並考量數位訊號處理器 (DSP) 或揚聲器屬性 (例如阻抗、靈敏度和頻率回應) 可能套用的效果。

如果 HAL 無法提供 MEL 值，音訊架構會分析並計算 CSD，做為備用機制。音訊架構中的這項運算會根據 HAL 回報的算繪輸出資訊，以及傳送至音訊 DSP 的框架。

音量劑量會引入兩個元件：SoundDoseHelper 和 SoundDoseManager,，如圖 1 所示：

圖 1. 音量劑量功能的架構元件。

SoundDoseHelper

位於 systemserver 程序中的 SoundDoseHelper 類別，是所有相關音訊劑量資料的主要收集點。AudioService 類別會管理 SoundDoseHelper 類別。

SoundDoseHelper 類別負責以下工作：

• 處理新的劑量資訊
• 儲存音量值
• 在 audioserver 當機時復原狀態
• 觸發系統 UI 通知
• 調低音量

SoundDoseManager

SoundDoseManager 類別位於 audioserver 程序中，是 AudioFlinger 類別的一部分，會從 HAL 收集音量劑量資料，或從傳送至 HAL 的框架計算音量劑量資料，做為備用機制。SoundDoseManager 類別會將音量劑量資料傳送至 SoundDoseHelper 類別。

MelProcessor 和 MelAggregator

如果 HAL 無法提供 MEL 值，系統會使用 libaudioutils 中的 MelProcessor 和 MelAggregator 公用程式，用於計算內部音量。

在 MelProcessor 類別中，主要運算會透過呼叫 MelProcessor::process(const void* buffer, size_t bytes)，在具有音訊樣本的緩衝區上執行。原始設備製造商 (OEM) 可視需要在 HAL 實作中使用 MelProcessor。

MelAggregator 類別會接收來自不同音訊通訊埠的 MEL 值，並以七天的滾動視窗計算 CSD 值。方法 MelAggregator::aggregateAndAddNewMelRecord_l(MelRecord mel) 會執行邏輯。結果會傳送至 SoundDoseManager 類別，以便與 AudioService 通訊。

實作

自 Android 14 起，HIDL 介面擴充功能已淘汰，因此用於擷取計算的 MEL 值並發出曝光警告的新 HAL 介面 (名為 ISoundDose) 已納入 AIDL Audio HAL 的一部分。不過，如果實作人員需要更多時間來整合 AIDL Audio HAL，我們也提供獨立的 sound dose AIDL HAL，可提供 ISoundDoseFactory 介面。這項功能日後將會淘汰。

下列程式碼範例顯示了音量劑量支援的 HAL 方法：

/**
 * 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);
    }
}

新的 HAL 介面會實作回呼，向架構提供瞬間曝光資訊，並在輸出等級超過 RS1 時提供 MEL 值。實作這些介面後，架構會將這些介面用於 CSD 回報。如果沒有這個回呼實作項目，系統會使用 AudioFlinger 的備用實作項目，來計算 CSD 值的預估值。

注意： 卸載壓縮音訊解碼作業可直接將壓縮音訊資料串流至 DSP，而無須喚醒主機應用程式處理器，進而提升電池使用效率。在這種硬體卸載解碼情況下，架構只能存取壓縮的音訊資料，無法估算 MEL 值。在這種情況下，如果使用 AOSP 音量劑量實作項目，裝置要遵守 EN50332-3/IEC62368-1 法規的唯一方法，就是透過 HAL 介面提供 MEL 值。

支援 Sound Dose 獨立 AIDL

在原始設備製造商能夠在 AIDL 音訊 HAL 中整合音量劑量之前，可以使用獨立的 AIDL API ISoundDoseFactory 做為解決方法。ISoundDoseFactory 會使用 ISoundDose 介面，如以下程式碼範例所示：

@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);
}

是否支援 Sound dose AIDL Audio HAL

只要擴充 IModule 介面，即可長期支援音訊劑量介面，做為 AIDL Audio HAL 的一部分，如以下程式碼範例所示：

@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();
}

這項功能是實作 IEC62368-1 第 3 版和 EN50332-3 所述的新規範，因此沒有外部 API。

原始設備製造商 (OEM) 可以實作新的 HAL 介面，並為 CSD 提供準確的 MEL 資料給音訊架構 (建議做法)，或是提供自訂的音量實作。

啟用音量劑量計算功能

根據預設，Android 開放原始碼計畫支援聽力安全邏輯，可確保符合現有 EN50332-2 和 IEC62368-1 10.6.5 標準的認證。

在 Android 14 中，預設會停用音量計算功能。

注意： 請勿為 Android 14 版本啟用音量計算功能。支援計算音量劑量的邏輯僅在 Android 14-QPR1 以上版本實作。這項啟用 CSD 的邏輯在 Android 14 上無法完全運作，可能會導致 CSD 在藍牙裝置上出現不準確的情況。

請參考下列指南，從 Android 14-QPR1 開始啟用音量計算功能。

• 如果您所在國家/地區實施音量劑量規定，請檢查 config.xml 中的 config_safe_media_volume_enabled 是否設為 true。

  注意： 在未強制執行法規的國家/地區，原始設備製造商 (OEM) 可以透過 SysUI 啟用或停用 CSD，例如在「設定」頁面中使用切換按鈕，或透過應用程式設定。

• 為符合 EN50332-3 和 IEC62368-1 10.6.3 規定，供應商必須將 config.xml 中的 config_safe_sound_dosage_enabled 標記重疊至 true。如果裝置支援卸載解碼功能，但未實作 sound dose HAL 介面，config_safe_sound_dosage_enabled 就不得設為 true。在這種情況下，將 config_safe_sound_dosage_enabled 設為 true 可能會導致 CSD 值不準確，並導致安全聽覺標準的認證問題。

  注意： OEM 可以透過覆寫 frameworks/base/core/res/res/values-mcc${XX}/config.xml 中的標記來設定特定國家/地區的 config_safe_sound_dose_enabled 標記，其中 XX 代表該國家/地區的行動裝置國家/地區代碼 (MCC)。

下列決策圖表說明瞭邏輯，可根據國家/地區限制和標記值，判斷是否要計算 CSD 或舊版聽覺安全等級 (在 Android 14 之前實作)。

圖 2. 啟用音量劑量計算功能 (邏輯已在 Android 14-QPR1 中新增)。

驗證

在為音量劑量實作 HAL 介面時，原始設備製造商必須根據 VtsHalAudioCoreTargetTest 定義的 VTS 測試案例驗證 IModule AIDL Audio HAL 實作，或是根據 VtsHalSoundDoseFactoryTargetTest 定義的 VTS 測試案例驗證獨立音量劑量 AIDL HAL 實作。