Como funciona o cancelamento de ruído?


Ruído. Está tudo ao nosso redor. Quer seja um bebê chorando, o zumbido de um ar condicionado ou o murmúrio animado de seus colegas de trabalho. Um lugar tranquilo para trabalhar ou relaxar está se tornando uma mercadoria verdadeiramente premium. A tecnologia de cancelamento de ruído pode ajudar a trazer o zen de volta à sua vida.

A questão é: como funciona o cancelamento de ruído? Vamos repassar os princípios da tecnologia, para que você possa fazer uma escolha informada ao comprar seu próprio equipamento de cancelamento de ruído.

Uma visão geral (muito) básica do som

O som é a energia viajando como uma onda por alguma forma de matéria. Geralmente ouvimos sons transmitidos pelo ar.

Por exemplo, uma corda de violão vibra no ar, batendo nas moléculas de ar. Essas moléculas atingem suas vizinhas e assim por diante. Quando a onda que se move pelo ar atinge seus tímpanos, ela os move na mesma frequência que a corda violão.

Seu cérebro converte esse movimento em sinais elétricos que você percebe como som. Essa é uma explicação muito simplista do que é o som, mas é o mínimo que você precisa saber para entender o cancelamento de ruído.

Uma visão geral (muito) básica do antissom

Uma onda tem propriedades diferentes. Tem uma frequência, que é a frequência com que a onda passa por um ciclo completo.

Usando nossa corda de violão como exemplo novamente. A frequência é a rapidez com que a corda passa por uma vibração completa. Percebemos o som de frequência mais alta como agudo. O som de frequência mais baixa é mais grave. Além da frequência, as ondas também têm amplitude. Essa é a altura do pico da onda. Em seguida, a onda também tem uma fase. Esta é a posição dos picos e vales da onda.

Se você gerar uma onda sonora que tem a mesma amplitude, mas a fase oposta (os picos estão onde estão os vales da outra onda), causa interferência destrutiva. As duas ondas essencialmente se cancelam. Isso pode ser feito em grande escala, onde você precisa ter tanta energia em seu gerador anti-ruído quanto o próprio som original. No entanto, se você deseja cancelar o ruído para apenas uma pessoa, não precisa de muita energia, e é aí que entram os fones de ouvido com cancelamento de ruído.

Fones de ouvido com cancelamento de ruído

Ruído cancelar fones de ouvido são maravilhas tecnológicas. Na parte externa dos fones de ouvido, há microfones que testam o ruído ambiente fora dos fones de ouvido. Este som é analisado pela eletrônica onboard, usando um algoritmo matemático. Cada fabricante de fones de ouvido tem seu próprio algoritmo de molho secreto, que funciona com diferentes níveis de eficácia.

O algoritmo é usado para calcular a onda anti-ruído necessária para interferir destrutivamente com o ruído do ambiente onde você está. Então, um dispositivo conhecido como transdutor, que é essencialmente um tipo de alto-falante, gera a onda anti-ruído.

O efeito final é que, ao ligar a função de cancelamento de ruído, você é subitamente envolvido em (quase) silêncio. O que permite que você curta seu áudio com muito mais fidelidade ou apenas um pouco de paz e tranquilidade.

Cancelamento de ruído ativo e passivo

O processo que acabamos de descrever geralmente é referido nas especificações do produto folhas como “cancelamento de ruído ativo” ou algo semelhante. Surpreendentemente, alguns fones de ouvido afirmam ter algo chamado cancelamento de ruído "passivo".

É muito importante não confundir esses dois recursos. Não existe realmente cancelamento passivo de ruído. O que esse termo realmente significa é que um determinado par de fones de ouvido foi projetado para bloquear o som usando o velho isolamento acústico.

Isso significa que os materiais e o design dos fones de ouvido isolam você do ruído externo até certo ponto. Desse ponto de vista, enfiar os dedos nos ouvidos também é "cancelamento passivo de ruído".

Há muito a ser dito sobre um par de fones de ouvido que oferecem ótimo isolamento de som, mas vincular isso ao cancelamento de ruído é um truque de marketing.

As limitações do cancelamento ativo de ruído

A tecnologia de cancelamento de ruído ativo atual não consegue bloquear o ruído perfeitamente. Eles funcionam incrivelmente bem quando se trata de fontes de ruído constantes e previsíveis. Pense em um motor a jato, o zumbido de um ar condicionado ou o compressor de sua geladeira. O cancelamento de ruído ativo moderno é incrivelmente bom em apagar completamente esse tipo de som.

Por outro lado, sons imprevisíveis repentinos representam um desafio muito maior. Isso geralmente inclui conversas humanas em voz alta, alguém quebrando um copo de vidro ou qualquer outro ruído que o algoritmo não tem tempo de analisar. Dito isso, novos sistemas de ponta com processadores mais rápidos e algoritmos mais sofisticados estão começando a lidar com esses tipos de ruído também.

Um exemplo interessante de tal tecnologia de cancelamento de ruído ativo especializada vem na forma de protetores de ouvido eletrônicos usados ​​ao disparar rifles, pistolas e outras armas de fogo.

Esses protetores de ouvido usam isolamento de som passivo para bloquear todo o som, assim como os protetores de ouvido comuns fazem. No entanto, eles têm microfones externos que passam pelo som ao seu redor, para manter a consciência situacional. Assim, você pode conversar com outra pessoa com facilidade. No entanto, o volume máximo de todo o som ao seu redor é mantido em um máximo confortável.

Esses sistemas muitas vezes podem fornecer som direcional e amplificar sons baixos também, cancelando tiros. Não é exatamente a mesma tecnologia dos fones de ouvido convencionais de cancelamento de ruído, mas está intimamente relacionada.

Remoção de ruído alimentada por IA

Um desenvolvimento relativamente novo é a aplicação de inteligência artificial tecnologia para remover ruídos indesejados de um sinal de áudio. Infelizmente, isso ainda não pode acontecer em tempo real, então não é eficaz no cancelamento de ruído. É muito bom remover o ruído de um sinal de microfone.

Por exemplo, se você está tentando falar com alguém pelo Skype ou fazer uma gravação de voz em um ambiente barulhento, pode ser difícil para a pessoa a outra extremidade para entender o que você está dizendo. Usando inteligência artificial, esse fluxo de áudio pode ser analisado e tudo, exceto sua própria voz, pode ser removido.

Por exemplo, o aplicativo RTX Voice da Nvidia usa o hardware de aprendizado profundo especial em suas placas gráficas RTX para processar o áudio do microfone. Portanto, quer alguém esteja digitando em um teclado, limpando o chão ou fazendo um trabalho de construção, nada disso será audível para o seu público. Você pode ver uma demonstração dessa tecnologia incrível aqui.

Já que há tempo suficiente entre onde você fala no microfone e a outra pessoa ouve o áudio para a IA funciona, não há problema em termos de limitações de tempo real. Talvez com o avanço tecnológico esses métodos supereficazes de remoção de ruído de IA funcionem como uma forma de cancelamento de ruído de fone de ouvido também.

Microfones com cancelamento de ruído

Mudando de fones de ouvido, outro lugar onde um tecnologia semelhante pode ser muito útil para a maioria das pessoas, especialmente agora que tantos de nós dependem de trabalho remoto, são microfones com cancelamento de ruído.

Mais uma vez, embora a linguagem de marketing use o termo “cancelamento de ruído ”, Esses microfones não geram anti-ruído para interferir na fonte do ruído. Em vez disso, eles pegam o som como um todo e aplicam o mesmo tipo de algoritmo de identificação de ruído a ele. Removendo-o do fluxo de áudio de entrada antes de transmiti-lo.

Você ainda obtém soluções de remoção de ruído de microfone alimentado por AI em linha, como este Adaptador ASUS. Conecte-o a uma porta USB, conecte seu fone de ouvido a ele e o pequeno cérebro eletrônico interno removerá ruídos indesejados, deixando apenas sua voz cristalina para trás.

O som do silêncio

Você realmente não percebe o quanto o barulho constante da vida moderna o oprime até que você consiga bloqueá-lo. Colocar um bom par de fones de ouvido com cancelamento de ruído pode parecer um vento refrescante soprando para longe sua ansiedade de baixo nível.

Agora que você sabe como funciona o cancelamento de ruído, pode tomar decisões mais informadas sobre o kit anti-ruído de sua escolha. Se você comprar as coisas certas, descobrirá que o som do silêncio é realmente a melhor música que você pode obter.

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17.09.2020