主動(dòng)降噪技術(shù)讓你真的靜靜

面對煩囂的都市，是不是總有個(gè)心煩意亂的時(shí)候？這時(shí)，相信很多人會(huì)選擇戴上耳機(jī)，間歇性忘掉所有惱人的事情，只想安安靜靜的陶醉在自己的獨(dú)立空間中。

然而就在你剛開始播放音樂的那一刻，你卻發(fā)現(xiàn)自己根本逃離不了鬧市的喧囂，窗戶外的叫賣聲、汽車輾過馬路的聲音、隔壁樓盤工人的電錘聲、甚至是炎炎夏日的知了長鳴聲等等，讓本來就煩躁的心更加狂躁。沒錯(cuò)，這就是環(huán)境噪聲，面對耳朵里跑進(jìn)來惱人的噪音，或許封閉式耳機(jī)是個(gè)好選擇，但這貨對低頻卻是先天沒抵抗力。那么，除了堵住耳朵這種被動(dòng)的方法，我們不妨來試試主動(dòng)降噪。

 

主動(dòng)降噪產(chǎn)品我們看廣告看得多了，那到底怎么實(shí)現(xiàn)呢？用一句話來概括主動(dòng)降噪的原理：通過發(fā)出與噪聲相位相反，頻率、振幅相同的聲波與噪聲干涉，實(shí)現(xiàn)相位抵消。

想要理解這句話，首先要明白聲音是什么？相位和振幅是什么？干涉又是如何發(fā)生的。這個(gè)如果初中物理及格的童鞋應(yīng)該還有印象！

 

我們平時(shí)聽到的聲音，實(shí)質(zhì)上是空氣被擠壓并不斷傳遞的現(xiàn)象?？諝馐艿綌D壓，自然就會(huì)有壓縮部分和稀疏部分。這兩個(gè)部分彼此交錯(cuò)出現(xiàn)，交替一次視作一個(gè)周期，而一秒鐘內(nèi)變化多少個(gè)周期就叫做頻率。我們聽到的聲音往往由許多具有不同頻率的聲音組合而成，他們不光是頻率不同，被壓縮/拉伸的程度也不同，也就是振幅不一樣，聽起來聲音的大小也就不一樣。

相位的意思也很簡單，某一個(gè)時(shí)刻聲波處于一個(gè)周期內(nèi)的位置就是相位。如果我們規(guī)定空氣被壓縮的最厲害的地方是相位的零點(diǎn)，那么半個(gè)周期之后，空氣變得最為稀疏的地方，相位就變成180°。等到空氣再次被壓縮得最密集時(shí)，就經(jīng)過了一整個(gè)周期，相位變化了360°又重新變?yōu)?°。

兩個(gè)頻率接近或者一樣的聲音疊加在一起合成一個(gè)聲音，他們的振幅會(huì)變大或者變小又或者不變，這個(gè)現(xiàn)象就叫做干涉。如果這兩個(gè)聲音相位一致，你振幅最大時(shí)我也最大，你最小時(shí)我也最小，那么合成出來的聲音振幅就變大，聽起來也就變更響了。如果兩個(gè)聲音頻率是一樣的，振幅也是一樣的。但是相位偏偏相反，兩個(gè)聲波處處相反，彼此抵消，聲音就被消除了。

說回正題吧，主動(dòng)降噪耳機(jī)到底具體是怎么實(shí)現(xiàn)“降噪”的過程呢？

 

根據(jù)聲音推理，所有的聲音都由一定的頻譜組成，如果可以找到一種聲音，其頻譜與所要消除的噪聲完全一樣，只是相位剛好相反（相差180°），就可以將這噪聲完全抵消掉。關(guān)鍵就在于如何得到那抵消噪聲的聲音。實(shí)際采用的辦法是從噪聲源本身著手，設(shè)法通過電子線路將原噪聲的相位倒過來。由此看來，有源消聲這一技術(shù)實(shí)際上是“以毒攻毒”。

想要產(chǎn)生用于抵消噪聲的聲波，首先要得到噪聲的信息才可以。主動(dòng)降噪設(shè)備設(shè)有反饋麥克風(fēng)用于采集環(huán)境中的噪聲信號，這里有一個(gè)先后順序的問題：先采集噪聲，但是要與噪聲同時(shí)產(chǎn)生抵消音才能夠降噪。所以處理器會(huì)根據(jù)噪聲進(jìn)行預(yù)測，預(yù)測出下一時(shí)刻噪聲的情況，并產(chǎn)生相應(yīng)抵消聲波。為了保證降噪質(zhì)量，還需要一個(gè)反饋麥克風(fēng)用來檢測所合成后的噪聲是否真的變小了。這時(shí)處理器會(huì)根據(jù)這個(gè)反饋麥克風(fēng)測量到的結(jié)果，對處理過程進(jìn)行調(diào)整從而進(jìn)一步降低合成后的噪聲音量，這叫做自適應(yīng)過程。好比處理器變聰明了，能夠根據(jù)抵消噪聲的效果不斷調(diào)整自己，以達(dá)到最佳降噪效果。

 

看到這里，大家心里是不是躍躍欲試了？等等，凡事有利必有弊，主動(dòng)降噪目前還是存在一些技術(shù)上的不足，盡管日漸進(jìn)步。主動(dòng)降噪耳機(jī)是通過主動(dòng)產(chǎn)生“反相噪聲”來實(shí)時(shí)抵消噪聲的，雖然有時(shí)候會(huì)對音質(zhì)造成影響，但是開啟降噪后效果是十分明顯的。這樣在乘坐飛機(jī)、地鐵等交通工具時(shí)，各位根本不用調(diào)大音量才能聽清楚耳機(jī)內(nèi)容，長時(shí)間聽歌也不會(huì)覺得累——這種情況下主動(dòng)降噪耳機(jī)反而可以有效保護(hù)聽力。不過如果降噪耳機(jī)對時(shí)延控制不好，耳機(jī)產(chǎn)生的噪聲沒能實(shí)現(xiàn)反向消除，有可能會(huì)疊加在外界噪聲上變得更加明顯。

當(dāng)然，國際音響巨頭們不可能不知道這些問題的，隨著這幾年的設(shè)計(jì)改進(jìn)，和微處理器速度的大幅提高，降噪耳機(jī)的信息處理能力也是越來越強(qiáng)、越來越快，而實(shí)現(xiàn)的降噪效果也越來越出色了。近年來，流行AI仿生學(xué)習(xí)處理技術(shù)的誕生，相信用在降噪設(shè)備上也是指日可待的事，那時(shí)候能實(shí)現(xiàn)的想象空間肯定更巨大。