ノイズキャンセルはどのように機能しますか?


ノイズ。それは私たちの周りです。泣いている赤ちゃんでも、エアコンのハムでも、会社の同僚のアニメーションの吹き出しでも。仕事をしたりリラックスしたりするのに静かな場所は、本当にプレミアムな商品になりつつあります。ノイズキャンセル技術は、禅をあなたの人生に戻すのに役立ちます。

問題は、ノイズキャンセルはどのように機能するかということです。テクノロジーの原理を見ていきましょう。そうすることで、独自のノイズキャンセリング機器を購入するときに、情報に基づいた選択を行うことができます。

A(非常に)サウンドの基本的な概要

音とは、何らかの形で波として伝わるエネルギーです。通常、空気中を伝わる音が聞こえます。

たとえば、ギターの弦は空気中で振動し、空気分子をたたきます。それらの分子は隣人にノックインします。空気中を移動する波が鼓膜に当たると、ギター 文字列と同じ周波数で鼓膜が移動します。

脳はその動きを電気信号に変換し、それを音として知覚します。これは、サウンドとは非常に単純な説明ですが、ノイズキャンセレーションを理解するために知っておく必要のある最低限のものです。

A(非常に)アンチサウンドの基本的な概要

波には異なるプロパティ。これには周波数があり、これは波が完全なサイクルを通過する頻度です。

もう一度ギター弦を例として使用します。周波数は、弦が1つの完全な振動をどれだけ速く移動するかです。高い周波数の音は高音として認識されます。低い周波数の音はより低音です。周波数の他に、波にも振幅があります。それが波のピークの高さです。次に、波にも位相があります。これは、波の山と谷の位置です。

振幅が同じで位相が反対の音波を生成する場合(山は他の波の谷と同じ場所です)、破壊的な干渉を引き起こします。 2つの波は基本的にお互いを相殺します。これは大規模で行うことができ、アンチノイズジェネレーターには元のサウンド自体と同じだけのエネルギーが必要です。ただし、1人だけのノイズをキャンセルしたい場合は、それほど多くの電力は必要ありません。ノイズキャンセリングヘッドフォンが搭載されている場所です。

ノイズキャンセリングヘッドフォン

ノイズヘッドホンのキャンセルは驚異的な技術です。ヘッドフォンの外側には、ヘッドフォンの外側の周囲のノイズをサンプリングするマイクがあります。この音は、数学的アルゴリズムを使用して、搭載された電子機器によって分析されます。各ヘッドフォンメーカーには独自のシークレットソースアルゴリズムがあり、すべて異なるレベルの効果を発揮します。

このアルゴリズムは、周囲の騒音に破壊的に干渉するために必要なアンチノイズ波を計算するために使用されます。次に、本質的にスピーカーの一種であるトランスデューサーと呼ばれるデバイスが、アンチノイズ波を生成します。

最終的な効果として、ノイズキャンセル機能をオンにすると、突然(ほぼ)沈黙に包まれます。これにより、オーディオをより忠実に、または単に静かに楽しむことができます。

アクティブおよびパッシブノイズキャンセレーション

ここで説明したプロセスは、通常、製品仕様で言及されています「アクティブノイズキャンセル」などのシート。紛らわしいことに、一部のヘッドホンは「パッシブ」ノイズキャンセルと呼ばれるものがあると主張しています。

これら2つの機能を混同しないようにすることが非常に重要です。パッシブノイズキャンセルのようなものは本当にありません。この用語が実際に意味することは、特定のヘッドフォンのペアが、従来の防音を使用して音を遮断するように設計されているということです。

これは、ヘッドフォンの素材とデザインによって、外部のノイズからある程度隔離されることを意味します。その観点から、指を耳に刺すことも「パッシブノイズキャンセレーション」です。

優れた遮音性を提供する1組のヘッドフォンについては、言うべきことがたくさんありますが、それをノイズキャンセレーションにリンクすることは少しマーケティングの手抜き。

アクティブノイズキャンセレーションの制限

現在のアクティブノイズキャンセルテクノロジーでは、ノイズを完全にブロックすることはできません。それは、一定の予測可能なノイズ源になると、信じられないほどうまく機能します。ジェットエンジン、エアコンのハム、または冷蔵庫のコンプレッサーを考えてみてください。現代のアクティブノイズキャンセレーションは、そのタイプのサウンドを完全に消去するのに非常に優れています。

逆に、突然の予測できないサウンドは、さらに多くの課題をもたらします。これには通常、大音量の人間の会話、ガラスのコップを壊す人、またはアルゴリズムが分析する時間のないその他のノイズが含まれます。そうは言っても、より高速なプロセッサーとより高度なアルゴリズムを備えた新しい最先端のシステムは、これらのタイプのノイズにも対応し始めています。

そのような特殊なアクティブノイズキャンセルテクノロジーの興味深い例の1つは、ライフル、ピストル、および他の銃器。

これらのイヤーマフは、通常の射撃用イヤーマフと同様に、パッシブサウンドアイソレーションを使用してすべての音を遮断します。ただし、状況認識を維持するために、周囲の音を通過させる外部マイクが付いています。だから、他の人と簡単に会話することができます。ただし、周囲のすべての音の最大音量は快適な最大値以下に保たれます。

これらのシステムは、銃声を相殺しながら、指向性のある音を提供し、静かな音も増幅することがよくあります。これは、主流のノイズキャンセルヘッドフォンとまったく同じテクノロジーではありませんが、密接に関連しています。

AI搭載のノイズ除去

かなり新しい開発は人工知能のアプリケーションですオーディオ信号から不要なノイズを取り除く技術。残念ながら、これはまだリアルタイムで発生することはほとんどないため、ノイズキャンセルには効果的ではありません。マイクの信号からノイズを除去することが非常に得意です。

たとえば、Skypeをしようとしている場合や、騒がしい環境で音声録音をしている場合、その人にとって難しい場合があります。あなたが言っていることを理解するためのもう一方の端。人工知能を使用して、そのオーディオストリームを分析し、自分の声以外のすべてを削除できます。

たとえば、NvidiaのRTX音声 アプリケーションは、RTXグラフィックカードで特別なディープラーニングハードウェアを使用して、マイクオーディオを処理します。したがって、誰かがキーボードでタイプしている、床を掃除機で掃除している、または建設工事を行っているかどうかにかかわらず、それは聴衆には聞こえません。この信じられないほどのテクノロジーのデモをここで見ることができます。

マイクに向かって話しかけるのと、他の人にAIの音声が聞こえるまでの間に十分な時間があるためそれがうまくいくなら、リアルタイムの制限という点で問題はありません。おそらく技術の進歩により、これらの非常に効果的なAIノイズ除去方法は、ヘッドフォンノイズキャンセルの一種としても機能します。

ノイズキャンセルマイク

別の場所であるヘッドフォンから移動する同様のテクノロジーはほとんどの人にとって非常に有用です。特に、私たちの多くが遠隔地の作業に依存しているため、ノイズキャンセリングマイクを使用しています。

マーケティング言語で「ノイズキャンセリング」という用語が使用されていても」、これらのマイクはノイズ源を妨害するアンチノイズを生成しません。代わりに、全体としてサウンドを取得し、同じ種類のノイズ識別アルゴリズムをそれに適用します。渡す前に入力オーディオストリームから削除します。

このASUSアダプター のような、AIを使用したインラインマイクのノイズ除去ソリューションも利用できます。 USBポートに差し込み、ヘッドセットをUSBポートに接続すると、内部の小さな電子頭脳が不要なノイズを取り除き、透き通った音声だけが残ります。

サウンドオブサイレンス

現代の生活の絶え間ない騒音が、あなたがそれを遮断するまで管理するまで、どれだけ落ち込んでいるかに気づくことはありません。ノイズキャンセリングの優れたヘッドフォンで滑ると、爽快な風が低レベルの不安を吹き飛ばすような気分になります。

ノイズキャンセルの仕組みを理解したので、選択したアンチノイズキットについてより多くの情報に基づいた決定を行うことができます。適切なものを購入すると、沈黙の音が本当に最高の音楽であることがわかります。

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17.09.2020