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我想静静——主动降噪技术让你真的静静

我想静静——主动降噪技术让你真的静静

面对烦嚣的都市,是不是总有个心烦意乱的时候?在这么一个时候,相信很多人会跟小灵一样,会选择戴上耳机,间歇性忘掉所有恼人的事情,只想安安静静的陶醉在自己的独立空间中。

 
 
 
 
 
 
然而就在你刚开始播放音乐的那一刻,你却发现自己根本逃离不了闹市的喧嚣,窗户外的叫卖声、汽车辗过马路的声音、隔壁地盘工人的电锤声、甚至是炎炎夏日的知了长鸣等等,让本来就烦躁的心更加狂躁没错,这就是环境噪声,面对耳朵里跑进来恼人的噪音,或许封闭式耳机是个好选择,但这货有先天性的不足,夏天的话...然后封闭式耳机对低频却是先天没抵抗力。那么除了堵住耳朵这种被动的方法,我们不妨来试试主动降噪。 
 
 
 
 
 
 
主动降噪产品我们看广告看得多了,那到底怎么实现呢?用一句话来概括主动降噪的原理:通过发出与噪声相位相反,频率、振幅相同的声波与噪声干涉实现相位抵消。
 
 
 
 
 
 
想要理解这句话,首先要明白声音是什么?相位和振幅是什么?干涉又是如何发生的。这个如果初中物理及格的童鞋应该还有印象,要是初中物理也没及格的学X兄弟们,赶紧去翻小灵之前的推文吧!!
 
 
 
 
 
 
我们平时听到的声音,实质上是空气被挤压并不断传递的现象。空气收到挤压,自然就会有压缩部分和稀疏部分。这两个部分彼此交错出现,交替一次视作一个周期,而一秒钟内变化多少个周期就叫做频率。我们听到的声音往往由许多具有不同频率的声音组合而成,他们不光是频率不同,被压缩/拉伸的程度也不同,也就是振幅不一样,听起来声音的大小也就不一样。 
 
 
 
 
 
 
相位的意思也很简单,某一个时刻声波处于一个周期内的位置就是相位。如果我们规定空气被压缩的最厉害的地方是相位的零点,那么半个周期之后,空气变得最为稀疏的地方,相位就变成180°。等到空气再次被压缩得最密集时,就经过了一整个周期,相位变化了360°又重新变为0°。
 
 
 
 
 
 
两个频率接近或者一样的声音叠加在一起合成一个声音,他们的振幅会变大或者变小又或者不变,这个现象就叫做干涉。如果这两个声音相位一致:你振幅最大时我也最大,你最小时我也最小,那么合成出来的声音振幅就变大,听起来也就变更响了。如果两个声音频率是一样的,振幅也是一样的,但是相位偏偏相反:两个声波处处相反,彼此抵消,声音就被消除了。 
 
 
 
 
 
 
说回正题吧,主动降噪耳机到底具体是怎么实现“降噪”的过程呢?
 
 
 
根据声音推理:所有的声音都由一定的频谱组成,如果可以找到一种声音,其频谱与所要消除的噪声完全一样,只是相位刚好相反(相差180°),就可以将这噪声完全抵消掉。关键就在于如何得到那抵消噪声的声音。实际采用的办法是:从噪声源本身着手,设法通过电子线路将原噪声的相位倒过来。由此看来,有源消声这一技术实际上是“以毒攻毒”
 
 
 
 
 
 
想要产生用于抵消噪声的声波,首先要得到噪声的信息才可以。主动降噪设备设有反馈麦克风用于采集环境中的噪声信号。这里有一个先后顺序的问题:先采集噪声,但是要与噪声同时产生抵消音才能够降噪。所以处理器会根据噪声进行预测,预测出下一时刻噪声的情况,并产生相应抵消声波。为了保证降噪质量,还需要一个反馈麦克风用来检测所合成后的噪声是否真的变小了。这时处理器会根据这个反馈麦克风测量到的结果,对处理过程进行调整从而进一步降低合成后的噪声音量,这叫做自适应过程。好比处理器变聪明了,能够根据消噪的效果不断调整自己,以达到最佳降噪效果。 
 
  
 
 
 
 
看到这里,大家心里是不是跃跃欲试了?等等,小灵还没说完呢!凡事有利必有弊,主动降噪目前还是存在一些技术上的不足,尽管日渐进步。主动降噪耳机是通过主动产生“反相噪声”来实时抵消噪声的,虽然有时候会对音质造成影响,但是开启降噪后效果是十分明显的。这样在乘坐飞机、地铁等交通工具时,各位根本不用调大音量才能听清楚耳机内容,长时间听歌也不会觉得累——这种情况下主动降噪耳机反而可以有效保护听力。不过如果降噪耳机对时延控制不好,耳机产生的噪声没能实现反向消除,有可能会叠加在外界噪声上变得更加明显。
 
 
 
 
 
 
当然,国际专业音响巨头们不可能不知道这些问题的,随着这几年的设计改进,和微处理器速度的大幅提高,降噪耳机的信息处理能力也是越来越强越来越快,而实现的降噪效果也越来越出色了。而且今年流行AI仿生学习处理技术的诞生,相信用在降噪设备上也是指日可待的事,那时候能实现的想象空间肯定更巨大。
 
 
 
 
 
 
好了,小灵又得去剁手了……