Come funziona l'eliminazione del rumore?


Rumore. È tutto intorno a noi. Che si tratti di un bambino che piange, del ronzio di un condizionatore d'aria o del balbettio animato dei tuoi colleghi d'ufficio. Un posto tranquillo dove lavorare o godersi un po 'di relax sta diventando un bene di prima qualità. La tecnologia di cancellazione del rumore può aiutarti a riportare lo zen nella tua vita.

La domanda è: come funziona la cancellazione del rumore? Esaminiamo i principi della tecnologia, in modo che tu possa fare una scelta informata quando acquisti la tua attrezzatura per la cancellazione del rumore.

Una panoramica (molto) di base del suono

Il suono è energia che viaggia come un'onda attraverso una qualche forma di materia. Generalmente sentiamo il suono trasmesso attraverso l'aria.

Ad esempio, una corda di chitarra vibra nell'aria, facendo cadere le molecole d'aria. Quelle molecole colpiscono i loro vicini e così via. Quando l'onda che si muove nell'aria colpisce i tuoi timpani, li muove alla stessa frequenza della corda chitarra.

Il tuo cervello converte quel movimento in segnali elettrici che poi percepisci come suono. Questa è una spiegazione molto semplicistica di cosa sia il suono, ma è il minimo che devi sapere per capire la cancellazione del rumore.

Una panoramica (molto) di base dell'anti-suono

Un'onda ha proprietà diverse. Ha una frequenza, che è la frequenza con cui l'onda attraversa un ciclo completo.

Usando di nuovo la nostra corda di chitarra come esempio. La frequenza è la velocità con cui la corda si muove attraverso una vibrazione completa. Percepiamo il suono a frequenze più alte come acuto. Il suono a bassa frequenza è più basso. Oltre alla frequenza, anche le onde hanno ampiezza. Questa è l'altezza del picco dell'onda. Successivamente, anche l'onda ha una fase. Questa è la posizione dei picchi e delle depressioni dell'onda.

Se si genera un'onda sonora che ha la stessa ampiezza, ma la fase opposta (i picchi sono dove si trovano le depressioni dell'altra onda), provoca interferenze distruttive. Le due onde essenzialmente si annullano a vicenda. Questo può essere fatto su larga scala, dove devi avere tanta energia nel tuo generatore anti-rumore quanto il suono originale stesso. Tuttavia, se desideri eliminare il rumore solo per una persona, non hai bisogno di molta potenza, ed è qui che entrano in gioco le cuffie con cancellazione del rumore.

Cuffie con cancellazione del rumore

Rumore la cancellazione delle cuffie sono meraviglie tecnologiche. All'esterno delle cuffie sono presenti microfoni che campionano il rumore ambientale all'esterno delle cuffie. Questo suono viene analizzato dall'elettronica di bordo, utilizzando un algoritmo matematico. Ogni produttore di cuffie ha il proprio algoritmo di salsa segreta, che funzionano tutti a diversi livelli di efficacia.

L'algoritmo viene utilizzato per calcolare l'onda anti-rumore necessaria per interferire in modo distruttivo con il rumore ambientale in cui ti trovi. Quindi un dispositivo noto come trasduttore, che è essenzialmente un tipo di altoparlante, genera l'onda antirumore.

L'effetto finale è che quando attivi la funzione di cancellazione del rumore, vieni improvvisamente avvolto in (quasi) silenzio. Ciò ti consente di goderti l'audio con una fedeltà molto migliore o semplicemente di goderti un po 'di pace e tranquillità.

Cancellazione attiva e passiva del rumore

Il processo che abbiamo appena descritto è solitamente indicato nelle specifiche del prodotto fogli come "cancellazione attiva del rumore" o qualcosa di simile. In modo confuso, alcune cuffie affermano di avere una funzione chiamata cancellazione del rumore "passiva".

È molto importante non confondere queste due caratteristiche. Non esiste davvero una cosa come la cancellazione passiva del rumore. Ciò che questo termine significa in realtà è che un determinato paio di cuffie è stato progettato per bloccare il suono utilizzando un semplice isolamento acustico.

Ciò significa che i materiali e il design delle cuffie ti isolano dai rumori esterni in una certa misura. Da questo punto di vista, infilare le dita nelle orecchie è anche "cancellazione passiva del rumore".

C'è molto da dire per un paio di cuffie che offrono un ottimo isolamento acustico, ma collegarlo alla cancellazione del rumore è un po 'di gioco di prestigio di marketing.

I limiti dell'eliminazione attiva del rumore

L'attuale tecnologia di cancellazione attiva del rumore non può bloccare perfettamente il rumore. Funzionano incredibilmente bene quando si tratta di fonti di rumore costanti e prevedibili. Pensa a un motore a reazione, al ronzio di un condizionatore d'aria o al compressore del tuo frigorifero. La moderna cancellazione attiva del rumore è incredibilmente efficace nel cancellare completamente quel tipo di suono.

Al contrario, i suoni improvvisi e imprevedibili rappresentano una sfida molto più grande. Questo di solito include conversazioni umane rumorose, qualcuno che rompe una tazza di vetro o qualsiasi altro rumore che l'algoritmo non ha il tempo di analizzare. Detto questo, nuovi sistemi all'avanguardia con processori più veloci e algoritmi più sofisticati stanno iniziando a gestire anche questi tipi di rumore.

Un esempio interessante di tale tecnologia di cancellazione attiva del rumore specializzata si presenta sotto forma di cuffie elettroniche utilizzate quando si spara con fucili, pistole e altre armi da fuoco.

Questi paraorecchie utilizzano l'isolamento acustico passivo per bloccare tutti i suoni, proprio come fanno i normali paraorecchie da tiro. Tuttavia, hanno microfoni esterni che passano attraverso il suono intorno a te, per mantenere la consapevolezza della situazione. Così puoi conversare con un'altra persona con facilità. Tuttavia, il volume massimo di tutti i suoni intorno a te è mantenuto al di sotto di un massimo confortevole.

Questi sistemi possono spesso fornire un suono direzionale e amplificare anche i suoni deboli, annullando gli spari. Non è esattamente la stessa tecnologia delle cuffie tradizionali con cancellazione del rumore, ma è strettamente correlata.

Rimozione del rumore basata sull'intelligenza artificiale

Uno sviluppo abbastanza nuovo è l'applicazione dell'intelligenza artificiale tecnologia per rimuovere il rumore indesiderato da un segnale audio. Sfortunatamente questo non può ancora accadere in tempo reale, quindi non è efficace nella cancellazione del rumore. Ciò in cui è molto bravo è rimuovere il rumore dal segnale di un microfono.

Ad esempio, se stai cercando di chiamare qualcuno su Skype o di effettuare una registrazione vocale in un ambiente rumoroso, può essere difficile per la persona su l'altra estremità per capire cosa stai dicendo. Utilizzando l'intelligenza artificiale, quel flusso audio può essere analizzato e tutto tranne la tua voce può essere rimosso.

Ad esempio, l'applicazione Voce RTX di Nvidia utilizza lo speciale hardware di deep learning nelle proprie schede grafiche RTX per elaborare l'audio del microfono. Quindi, sia che qualcuno stia digitando su una tastiera, aspirando il pavimento o facendo lavori di costruzione, niente di tutto questo sarà udibile dal tuo pubblico. Puoi vedere una dimostrazione di questa incredibile tecnologia qui.

Dal momento che c'è abbastanza tempo tra il momento in cui parli nel microfono e l'altra persona ascolta l'audio affinché l'IA possa se funziona, non c'è problema in termini di limitazioni in tempo reale. Forse con il progresso tecnologico questi metodi di rimozione del rumore AI super efficaci funzioneranno anche come una forma di cancellazione del rumore delle cuffie.

Microfoni con cancellazione del rumore

Passando dalle cuffie, un altro luogo in cui un una tecnologia simile può essere molto utile per la maggior parte delle persone, soprattutto ora che molti di noi si affidano al lavoro a distanza, sono microfoni con cancellazione del rumore.

Ancora una volta, anche se il linguaggio di marketing utilizza il termine "cancellazione del rumore ", Questi microfoni non generano antirumore per interferire con la fonte del rumore. Invece, prendono il suono nel suo insieme e poi applicano ad esso lo stesso tipo di algoritmo di identificazione del rumore. Rimuovendolo dal flusso audio in ingresso prima di trasmetterlo.

Puoi persino ottenere soluzioni di rimozione del rumore del microfono alimentate da AI in linea, come questo Adattatore ASUS. Collegalo a una porta USB, collega le cuffie e il piccolo cervello elettronico all'interno rimuoverà i rumori indesiderati, lasciandoti dietro solo la tua voce cristallina.

The Sound of Silence

Non ti accorgi di quanto il rumore costante della vita moderna ti macina finché non riesci a bloccarlo. Indossare un paio di buone cuffie con cancellazione del rumore può sembrare un vento rinfrescante che soffia via la tua ansia di basso livello.

Ora che sai come funziona la cancellazione del rumore, puoi prendere decisioni più informate sul tuo kit antirumore preferito. Se acquisti la roba giusta, scoprirai che il suono del silenzio è davvero la migliore musica che puoi ottenere.

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17.09.2020