Πώς λειτουργεί η ακύρωση θορύβου;

Θόρυβος(Noise) . Είναι παντού γύρω μας. Είτε πρόκειται για ένα μωρό που κλαίει, είτε για το βουητό ενός κλιματιστικού είτε για την κινούμενη φλυαρία των συναδέλφων σας στο γραφείο. Ένα ήσυχο μέρος για να εργαστείτε ή να απολαύσετε λίγη χαλάρωση γίνεται ένα πραγματικά premium εμπόρευμα. Η τεχνολογία ακύρωσης θορύβου(Noise) μπορεί να σας βοηθήσει να επαναφέρετε το ζεν στη ζωή σας. 

Το ερώτημα είναι πώς λειτουργεί η ακύρωση θορύβου; Ας εξετάσουμε τις αρχές της τεχνολογίας, ώστε να μπορείτε να κάνετε μια τεκμηριωμένη επιλογή όταν αγοράζετε τον δικό σας εξοπλισμό ακύρωσης θορύβου.

Μια (Πολύ) Βασική Επισκόπηση του Ήχου

Ο ήχος είναι ενέργεια που ταξιδεύει ως κύμα μέσω κάποιας μορφής ύλης. Γενικά ακούμε ήχο που μεταδίδεται μέσω του αέρα. 

Για παράδειγμα, μια χορδή κιθάρας δονείται στον αέρα, χτυπώντας τα μόρια του αέρα. Αυτά τα μόρια χτυπούν τους γείτονές τους, και ούτω καθεξής. Όταν το κύμα που κινείται στον αέρα χτυπά τα τύμπανα των αυτιών σας, τα κινεί με την ίδια συχνότητα με τη χορδή της κιθάρας(guitar)

Ο εγκέφαλός σας μετατρέπει αυτή την κίνηση σε ηλεκτρικά σήματα που στη συνέχεια αντιλαμβάνεστε ως ήχο. Αυτή είναι μια πολύ απλοϊκή εξήγηση του τι είναι ήχος, αλλά είναι το λιγότερο που πρέπει να γνωρίζετε για να κατανοήσετε την ακύρωση θορύβου.

Μια ( Πολύ(Very) ) Βασική Επισκόπηση(Basic Overview) του Anti-Sound

Ένα κύμα έχει διαφορετικές ιδιότητες. Έχει μια συχνότητα, δηλαδή πόσο συχνά το κύμα διέρχεται από έναν πλήρη κύκλο. 

Χρησιμοποιώντας πάλι τη χορδή της κιθάρας μας ως παράδειγμα. Η συχνότητα είναι το πόσο γρήγορα κινείται η χορδή μέσα από μια πλήρη δόνηση. Αντιλαμβανόμαστε τον ήχο υψηλότερης συχνότητας ως υψηλής συχνότητας. Ο ήχος χαμηλότερης συχνότητας είναι πιο μπάσος. Τα κύματα εκτός από συχνότητα έχουν και πλάτος. Αυτό είναι το ύψος της κορυφής του κύματος. Στη συνέχεια, το κύμα έχει επίσης μια φάση. Αυτή είναι η θέση των κορυφών και των κοιλοτήτων του κύματος.

Εάν δημιουργήσετε ένα ηχητικό κύμα που έχει το ίδιο πλάτος, αλλά η αντίθετη φάση (οι κορυφές είναι εκεί που βρίσκονται οι κοιλότητες του άλλου κύματος), προκαλεί καταστροφικές παρεμβολές. Τα δύο κύματα ουσιαστικά αλληλοεξουδετερώνονται. Αυτό μπορεί να γίνει σε μεγάλη κλίμακα, όπου πρέπει να έχετε τόση ενέργεια στη γεννήτρια κατά του θορύβου σας με τον ίδιο τον αρχικό ήχο. Ωστόσο, εάν θέλετε να ακυρώσετε το θόρυβο μόνο για ένα άτομο, δεν χρειάζεστε καθόλου πολλή ισχύ, όπου έρχονται τα ακουστικά ακύρωσης θορύβου.

Ακουστικά ακύρωσης θορύβου

Τα ακουστικά ακύρωσης θορύβου είναι τεχνολογικά θαύματα. Στο εξωτερικό των ακουστικών, υπάρχουν μικρόφωνα που δοκιμάζουν τον θόρυβο του περιβάλλοντος έξω από τα ακουστικά. Αυτός ο ήχος αναλύεται από τα ηλεκτρονικά του σκάφους, χρησιμοποιώντας έναν μαθηματικό αλγόριθμο. Κάθε κατασκευαστής ακουστικών έχει τον δικό του αλγόριθμο μυστικής σάλτσας, ο οποίος λειτουργεί σε διαφορετικά επίπεδα αποτελεσματικότητας.

Ο αλγόριθμος χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό του κύματος κατά του θορύβου που απαιτείται για την καταστροφική παρέμβαση στον θόρυβο του περιβάλλοντος όπου βρίσκεστε. Στη συνέχεια, μια συσκευή γνωστή ως μετατροπέας, που είναι ουσιαστικά ένας τύπος ηχείου, δημιουργεί το κύμα κατά του θορύβου.

Το τελικό αποτέλεσμα είναι ότι όταν ενεργοποιείτε τη λειτουργία ακύρωσης θορύβου, ξαφνικά βρίσκεστε σε (σχεδόν) σιωπή. Αυτό σας επιτρέπει να απολαμβάνετε τον ήχο σας με πολύ καλύτερη πιστότητα ή απλώς να απολαύσετε λίγη γαλήνη και ησυχία.

Ενεργητική και Παθητική Ακύρωση Θορύβου(Noise)

Η διαδικασία που μόλις περιγράψαμε αναφέρεται συνήθως στα φύλλα προδιαγραφών του προϊόντος ως "ενεργή ακύρωση θορύβου" ή κάτι παρόμοιο. Προκαλώντας σύγχυση(Confusingly) , ορισμένα ακουστικά ισχυρίζονται ότι έχουν κάτι που ονομάζεται "παθητική" ακύρωση θορύβου.

Είναι πολύ σημαντικό να μην συγχέουμε αυτά τα δύο χαρακτηριστικά. Πραγματικά δεν υπάρχει τέτοιο πράγμα όπως η παθητική ακύρωση θορύβου. Αυτό που στην πραγματικότητα σημαίνει αυτός ο όρος είναι ότι ένα δεδομένο ζευγάρι ακουστικών σχεδιάστηκε για να αποκλείει τον ήχο χρησιμοποιώντας απλή παλιά ηχομόνωση. 

Αυτό σημαίνει ότι τα υλικά και ο σχεδιασμός των ακουστικών σας απομονώνουν από τον εξωτερικό θόρυβο σε κάποιο βαθμό. Από αυτή την άποψη, το να κολλάτε τα δάχτυλά σας στα αυτιά σας είναι επίσης «παθητική ακύρωση θορύβου».

Υπάρχουν πολλά που πρέπει να ειπωθούν για ένα ζευγάρι ακουστικών που προσφέρουν εξαιρετική ηχομόνωση, αλλά η σύνδεση αυτού με την ακύρωση θορύβου είναι λίγο έξυπνο μάρκετινγκ.

Οι Περιορισμοί(Limitations) της Ενεργής Ακύρωσης Θορύβου(Active Noise Cancellation)

Η τρέχουσα(Current) τεχνολογία ενεργού ακύρωσης θορύβου δεν μπορεί να αποκλείσει τέλεια τον θόρυβο. Λειτουργούν απίστευτα καλά όταν πρόκειται για σταθερές, προβλέψιμες πηγές θορύβου. Σκεφτείτε(Think) έναν κινητήρα τζετ, το βουητό ενός κλιματιστικού ή τον συμπιεστή του ψυγείου σας. Η σύγχρονη(Modern) ενεργή ακύρωση θορύβου είναι απίστευτα καλή στο να διαγράφει εντελώς αυτόν τον τύπο ήχου.

Αντίθετα, οι ξαφνικοί απρόβλεπτοι ήχοι αποτελούν πολύ μεγαλύτερη πρόκληση. Αυτό συνήθως περιλαμβάνει δυνατές ανθρώπινες συνομιλίες, κάποιος που σπάει ένα ποτήρι ή οποιονδήποτε άλλο θόρυβο που ο αλγόριθμος δεν έχει χρόνο να αναλύσει. Τούτου λεχθέντος, νέα συστήματα αιχμής με ταχύτερους επεξεργαστές και πιο εξελιγμένους αλγόριθμους αρχίζουν να αντιμετωπίζουν και αυτούς τους τύπους θορύβου. 

Ένα ενδιαφέρον παράδειγμα τέτοιας εξειδικευμένης τεχνολογίας ενεργητικής ακύρωσης θορύβου έρχεται με τη μορφή ηλεκτρονικών ωτοασπίδων που χρησιμοποιούνται όταν πυροβολούν τουφέκια, πιστόλια και άλλα πυροβόλα όπλα. 

Αυτές οι ωτοασπίδες χρησιμοποιούν παθητική ηχομόνωση για να αποκλείουν όλο τον ήχο, όπως ακριβώς κάνουν οι κανονικές ωτοασπίδες. Ωστόσο, έχουν εξωτερικά μικρόφωνα που περνούν μέσω του ήχου γύρω σας, για να διατηρήσουν την επίγνωση της κατάστασης. Έτσι, μπορείτε να συνομιλήσετε με ένα άλλο άτομο με ευκολία. Ωστόσο, η μέγιστη ένταση όλου του ήχου γύρω σας διατηρείται κάτω από ένα άνετο μέγιστο. 

Αυτά τα συστήματα μπορούν συχνά να παρέχουν κατευθυντικό ήχο και να ενισχύουν επίσης ήσυχους ήχους, ενώ ακυρώνουν τους πυροβολισμούς. Δεν είναι ακριβώς η ίδια τεχνολογία με τα κύρια ακουστικά ακύρωσης θορύβου, αλλά είναι στενά συνδεδεμένη.

Αφαίρεση θορύβου με τεχνητή νοημοσύνη

 Μια αρκετά νέα εξέλιξη είναι η εφαρμογή τεχνολογίας τεχνητής νοημοσύνης για την αφαίρεση του ανεπιθύμητου θορύβου από ένα ηχητικό σήμα. Δυστυχώς, αυτό δεν μπορεί να συμβεί ακόμα σε πραγματικό χρόνο, επομένως δεν είναι αποτελεσματικό στην ακύρωση θορύβου. Αυτό στο οποίο είναι πολύ καλό είναι η αφαίρεση του θορύβου από ένα σήμα μικροφώνου.

Για παράδειγμα, εάν προσπαθείτε να κάνετε Skype σε κάποιον ή να κάνετε μια εγγραφή φωνής σε ένα θορυβώδες περιβάλλον, μπορεί να είναι δύσκολο για το άτομο στην άλλη άκρη να καταλάβει τι λέτε. Χρησιμοποιώντας τεχνητή νοημοσύνη, αυτή η ροή ήχου μπορεί να αναλυθεί και να αφαιρεθεί οτιδήποτε εκτός από τη δική σας φωνή. 

Για παράδειγμα, η εφαρμογή RTX Voice της Nvidia χρησιμοποιεί το ειδικό hardware βαθιάς εκμάθησης στις κάρτες γραφικών RTX για την επεξεργασία ήχου μικροφώνου. Επομένως, είτε κάποιος πληκτρολογεί σε ένα πληκτρολόγιο, σκουπίζει το πάτωμα με ηλεκτρική σκούπα ή κάνει κατασκευαστικές εργασίες, τίποτα από αυτά δεν θα είναι ακουστό στο κοινό σας. Μπορείτε να δείτε μια επίδειξη αυτής της απίστευτης τεχνολογίας εδώ.

Δεδομένου ότι υπάρχει αρκετός χρόνος μεταξύ του σημείου που μιλάτε στο μικρόφωνο και του άλλου ατόμου που ακούει τον ήχο ώστε η τεχνητή νοημοσύνη να κάνει τη δουλειά της, δεν υπάρχει κανένα πρόβλημα όσον αφορά τους περιορισμούς σε πραγματικό χρόνο. Ίσως με την τεχνολογική πρόοδο, αυτές οι εξαιρετικά αποτελεσματικές μέθοδοι αφαίρεσης θορύβου AI θα λειτουργήσουν και ως μια μορφή ακύρωσης θορύβου ακουστικών.

Μικρόφωνα ακύρωσης θορύβου

Προχωρώντας από τα ακουστικά, ένα άλλο μέρος όπου μια παρόμοια τεχνολογία μπορεί να είναι πολύ χρήσιμη για τους περισσότερους ανθρώπους, ειδικά τώρα που πολλοί από εμάς βασιζόμαστε στην απομακρυσμένη εργασία, είναι τα μικρόφωνα ακύρωσης θορύβου.

Για άλλη μια φορά, παρόλο που η γλώσσα μάρκετινγκ χρησιμοποιεί τον όρο "ακύρωση θορύβου", αυτά τα μικρόφωνα δεν παράγουν αντιθόρυβο για να παρεμβαίνουν στην πηγή του θορύβου. Αντίθετα, λαμβάνουν τον ήχο ως σύνολο και στη συνέχεια εφαρμόζουν τον ίδιο αλγόριθμο αναγνώρισης θορύβου σε αυτόν. Αφαιρέστε το από τη ροή ήχου εισόδου πριν το μεταδώσετε.

Παίρνετε ακόμη και λύσεις αφαίρεσης θορύβου μικροφώνου με τροφοδοσία AI(AI-powered) , όπως αυτός ο προσαρμογέας ASUS(ASUS adapter) . Συνδέστε το σε μια θύρα USB(USB) , συνδέστε το ακουστικό σας σε αυτό και ο μικρός ηλεκτρονικός εγκέφαλος μέσα θα αφαιρέσει τους ανεπιθύμητους θορύβους, αφήνοντας πίσω μόνο την κρυστάλλινη φωνή σας.

Ο ήχος της σιωπής

Δεν παρατηρείς πραγματικά πόσο σε αγχώνει ο συνεχής θόρυβος της σύγχρονης ζωής μέχρι να καταφέρεις να τον αποκλείσεις. Το να γλιστρήσετε ένα ζευγάρι καλά ακουστικά ακύρωσης θορύβου μπορεί να αισθάνεστε σαν ένας αναζωογονητικός άνεμος που φυσάει μακριά το άγχος σας χαμηλού επιπέδου. 

Τώρα που γνωρίζετε πώς λειτουργεί η ακύρωση θορύβου, μπορείτε να λάβετε πιο ενημερωμένες αποφάσεις σχετικά με το κιτ κατά του θορύβου της επιλογής σας. Αν αγοράσετε τα σωστά πράγματα, θα διαπιστώσετε ότι ο ήχος της σιωπής είναι πραγματικά η καλύτερη μουσική που μπορείτε να πάρετε.



About the author

Είμαι επιστήμονας πληροφορικής με πάνω από 10 χρόνια εμπειρίας στην ανάπτυξη λογισμικού και την ασφάλεια. Έχω έντονο ενδιαφέρον για τα παιχνίδια Firefox, Chrome και Xbox. Συγκεκριμένα, με ενδιαφέρει ιδιαίτερα πώς να βεβαιωθώ ότι ο κώδικάς μου είναι ασφαλής και αποτελεσματικός.



Related posts