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为什么移动设备最该看重噪声消除技术?

腾讯数码讯(亦九)每位手机用户都知道,小手机里藏着大学问,从处理器到传感器,高新技术无一缺席。如今,音频硬件也在这些移动设备中得到了广泛应用,但是关键的噪音消除功能似乎总遭到忽视。

噪音消除通常和无线耳机联系在一起,但其实它对包括手机在内的许多设备都十分重要,打电话、启动智能助手都离不开噪音消除。甚至可以说,噪音消除是现代设备中,最重要的一项技术。

什么是噪音消除?

如同字面意思,这项技术用于消除背景噪音,从而让用户听得更清楚。而要实现这项技术,可不是说起来这么简单。

让我们来了解一下这项技术的基本原理。基础物理定律告诉我们,两个波形相同、相位完全相反的波叠加时,振幅为0。将这一原理应用于噪音消除,我们可以先用麦克风捕捉背景噪音,将之乘以-1,倒转信号相位,再与原始信号叠加,这样就抵消了噪音。降噪似乎很简单。

但当我们把理论带入实践之后,就会发现一些问题。麦克风并不完美,电路转换本身也会产生噪音,因此背景噪音的相反信号相位可能无法完美抵消你真正听到的噪音。这就意味着捕捉噪音的过程必须非常小心,但尽管如此,也很难彻底消除噪音。降噪20到30分贝比较常见,这种情况下背景噪音会下降至原始噪音的16分之一到32分之一,这种降噪幅度就算非常大了。

长音频的频率变化比较复杂,因此音频越短降噪效果越好。要彻底消除所有能听到的背景噪音,还是仅去除人声出现时的噪音?这是一个值得深思的问题。

手机里的噪音消除技术

经常用手机打电话的人,一定希望双方都能清楚地听到对方的声音。加强信号无疑对提高通话质量很有帮助,手机本身在你打电话时消除耳边背景噪音的功能也非常重要。多年前,手机就开始应用这项技术,同时还在不断改进这项技术。

手机的主麦克风用于录制声音,而其它辅助麦克风则用于消除噪音。手机会将上文提过的物理原理应用于麦克风录制的声音上,来消除你耳畔的背景噪音。

这些辅助麦克风除了用于消除噪音,还能根据背景噪音的大小自动调节音量。高通等公司生产的芯片就带有上述功能,因此大多数手机本身就可以降噪。

多麦克风设计还有另外一个功能:为智能助手定位声音。多麦克风可以帮助确定音源的方向,这样用户的声音就会和背景噪音有所区分,为声音识别算法过滤出最清晰的目标音源。

配件中的声音消除技术

Google Home和亚马逊Echo等智能家居产品,同样也内置噪音消除功能。这些设备也和手机一样,用同样的原理降噪、消除回声、识别声音方向。Alexa拥有6个全方位麦克风,比一般手机的声音定位更准、降噪效果更强。

蓝牙耳机也离不开声音消除技术。除了消除背景噪音,这项技术还能用于特殊场景,比如为了慢跑者的安全,运动耳机就不会完全消除交通噪音;为家居、旅游设计的耳机,则拥有更广的频率识别范围。

高通还推出了混合式主动降噪技术,这项技术通过内外置麦克风,形成反馈网络。这样虽然减小了噪音衰变的程度,但可以持续隔绝大范围可听音。比方说,在飞机上,采用这种技术的耳机可以完全隔绝引擎噪音,用户用小音量也能享受音乐。

除了用在上述电子产品中,噪音消除技术还可用于工业生产,保证员工听觉安全,医学上也可将之应用于助听器等设备。噪音消除就是这么有用。

总而言之

噪音消除技术显然没有受到足够重视,大多数人甚至都没有注意到它的存在。不论是打电话、使用智能助手、还是使用无线耳机,在很大程度上都依赖于这项看不见的技术。随着智能家居和助听市场的扩大,噪音消除技术显得尤为关键,期待这项技术未来能有更好的发展。

来源:androidauthority

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责任编辑:yokiizhang
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