噪声消除如何工作?


噪音。到处都是我们。无论是哭泣的婴儿,空调的嗡嗡声还是办公室同事的生气。一个安静的工作或放松的地方正成为一种真正的优质商品。噪音消除技术可以帮助您将禅宗带回您的生活。

问题是,噪声消除如何工作?让我们研究一下该技术的原理,以便在购买自己的降噪设备时做出明智的选择。

(非常)声音的基本概述

声音是能量以波的形式传播通过某种形式的物质。我们通常会听到通过空中传播的声音。

例如,吉他弦在空气中振动,将空气分子敲打。这些分子会撞到他们的邻居,依此类推。当在空中传播的海浪撞击您的耳鼓时,它以与吉他 弦相同的频率移动它们。

您的大脑将这种运动转换为电信号,然后您将其视为声音。这是什么声音的非常简单的解释,但是您至少需要了解它才能理解噪声消除。

反声音的基本概述

不同的属性。它有一个频率,这就是波浪经过一个完整周期的频率。

再次以我们的吉他弦为例。频率是指弦在一次完整振动中移动的速度。我们将高频声音感知为高音。较低频率的声音更低音。除频率外,波还具有振幅。那就是波峰的高度。接下来,波也具有相位。这是波峰和波谷的位置。

如果生成的声波振幅相同,但相位相反(峰值是另一波波谷所在的位置),它会造成破坏性干扰。这两个波基本上互相抵消。这可以大规模完成,您需要在抗噪发生器中拥有与原始声音本身一样多的能量。但是,如果您只想为一个人消除噪音,则根本不需要太多电源,这就是消除噪音的耳机的所在。

消除噪音的耳机

噪音取消耳机是技术奇迹。在耳机的外部,有麦克风可以对耳机外部的环境噪声进行采样。声音通过车载电子设备使用数学算法进行分析。每个耳机制造商都有自己的秘密保护算法,这些算法都可以达到不同的有效性水平。

该算法用于计算破坏性干扰所处环境噪声所需的抗噪声波。然后,一种称为换能器的设备(本质上是一种扬声器)会产生抗噪波。

最终结果是,当您打开噪音消除功能时,您突然陷入(近)沉默中。

主动和被动降噪

我们刚刚描述的过程通常在产品规格中提及被称为“主动降噪”或类似的东西。令人困惑的是,有些耳机声称具有“被动”消音功能。

不要混淆这两个功能,这一点非常重要。确实没有被动噪声消除之类的东西。该术语的实际含义是,给定的一对耳机设计为使用普通的旧隔音材料来阻挡声音。

这意味着耳机的材料和设计在某种程度上将您与外界噪音隔离。从这种角度来看,将手指伸入耳朵也是“无源噪声消除”。

一对具有出色隔音效果的耳机有很多话要说,但是将其与噪声消除联系起来是

主动降噪的局限性

当前的主动噪声消除技术无法完美地阻挡噪声。当涉及到恒定的,可预测的噪声源时,它们的工作异常出色。想想喷气发动机,空调的嗡嗡声或您的冰箱压缩机。现代的主动降噪功能非常擅长完全消除这种声音。

相反,突然无法预测的声音构成了更大的挑战。这通常包括大声的人类对话,有人打破玻璃杯或算法没有时间分析的任何其他噪音。话虽这么说,具有更快处理器和更复杂算法的新型尖端系统也开始处理这些类型的噪声。

Awesafe电子射击耳罩

此类特殊的主动降噪技术的一个有趣示例是发射步枪,手枪和枪械时使用的电子耳套形式其他枪支。

这些耳罩使用被动式声音隔离功能来阻挡所有声音,就像常规射击耳罩一样。但是,它们具有外部麦克风,可以通过您周围的声音传递声音,以保持态势感知。因此,您可以轻松地与另一个人进行对话。但是,您周围所有声音的最大音量保持在舒适的最大值以下。

这些系统通常可以提供定向声音并同时放大安静的声音,同时消除枪声。它与主流降噪耳机的技术不完全相同,但是紧密相关。

AI驱动的降噪

人工智能的应用是一个相当新的发展消除音频信号中不想要的噪声的技术。不幸的是,这还不能实时完成,因此对消除噪音没有效果。这样做的好处是可以消除麦克风信号中的噪音。

例如,如果您尝试对某人进行Skype通话或在嘈杂的环境中进行语音录制,那么通话的人可能会很难另一端了解你在说什么。使用人工智能,可以分析音频流,并且可以删除除您自己的声音以外的所有内容。

例如,Nvidia的RTX语音 应用程序在其RTX图形卡中使用特殊的深度学习硬件来处理麦克风音频。因此,无论有人在敲键盘,打扫地板或进行建筑工作,听众都听不到。您可以在此处看到这种令人难以置信的技术的演示。

由于在您对着麦克风讲话和其他人听到音频之间有足够的时间,AI才能做到这一点,就实时限制而言没有问题。也许随着技术的进步,这些超级有效的AI降噪方法也可以作为耳机降噪的一种形式。

降噪麦克风

从耳机上移开,另一个地方类似的技术对大多数人来说非常有用,尤其是由于现在我们很多人依靠远程工作来消除噪音的麦克风。

再一次,即使营销语言使用了“消除噪音”一词”,这些麦克风不会产生抗噪声干扰噪声源。相反,他们将声音作为一个整体,然后对其应用相同的噪声识别算法。在继续传递之前将其从输入音频流中删除。

您甚至可以获得内置AI技术的麦克风降噪解决方案,例如华硕适配器 。将其插入USB端口,将其连接至耳机,内部的小电子大脑将消除不必要的噪音,仅留下清晰的声音。

寂静之声

您不会真正注意到现代生活中不断产生的噪音会在您设法将其消除之前使您沮丧。戴上一副消除噪音的优质耳机,感觉就像是清新的风吹散了您的低水平焦虑症。

现在,您知道噪声消除的工作原理,您可以就选择的抗噪声套件做出更明智的决定。如果您购买了合适的东西,您会发现静默的声音确实是您可以获得的最好的音乐。

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17.09.2020