Come funziona la cancellazione del rumore?

Rumore(Noise) . È tutto intorno a noi. Che si tratti di un bambino che piange, del ronzio di un condizionatore d'aria o del mormorio animato dei tuoi colleghi di lavoro. Un posto tranquillo dove lavorare o godersi un po' di relax sta diventando un bene davvero premium. La tecnologia di cancellazione del rumore(Noise) può aiutarti a riportare lo zen nella tua vita. 

La domanda è: come funziona la cancellazione del rumore? Esaminiamo i principi della tecnologia, così puoi fare una scelta informata quando acquisti la tua attrezzatura per la cancellazione del rumore.

Una panoramica (molto) di base del suono

Il suono è energia che viaggia come un'onda attraverso una qualche forma di materia. Generalmente sentiamo il suono trasmesso attraverso l'aria. 

Ad esempio, la corda di una chitarra vibra nell'aria, facendo oscillare le molecole d'aria. Quelle molecole colpiscono i loro vicini e così via. Quando l'onda che si muove nell'aria colpisce i tuoi timpani, li muove alla stessa frequenza della corda della chitarra(guitar)

Il tuo cervello converte quel movimento in segnali elettrici che poi percepisci come suono. Questa è una spiegazione molto semplicistica di cosa sia il suono, ma è il minimo che devi sapere per capire la cancellazione del rumore.

A ( Molto(Very) ) Panoramica(Basic Overview) di base dell'anti-suono(Anti-sound)

Un'onda ha proprietà diverse. Ha una frequenza, che è la frequenza con cui l'onda attraversa un ciclo completo. 

Usando di nuovo la nostra corda per chitarra come esempio. La frequenza è la velocità con cui la corda si muove attraverso una vibrazione completa. Percepiamo il suono a frequenza più alta come acuto. Il suono a bassa frequenza è più basso. Oltre alla frequenza, le onde hanno anche ampiezza. Questa è l'altezza del picco dell'onda. Successivamente, anche l'onda ha una fase. Questa è la posizione dei picchi e degli avvallamenti dell'onda.

Se si genera un'onda sonora che ha la stessa ampiezza, ma la fase opposta (i picchi sono dove si trovano gli avvallamenti dell'altra onda), provoca un'interferenza distruttiva. Le due onde sostanzialmente si annullano a vicenda. Questo può essere fatto su larga scala, dove hai bisogno di avere tanta energia nel tuo generatore di anti-rumore quanto il suono originale stesso. Tuttavia, se vuoi eliminare il rumore solo per una persona, non hai bisogno di molta energia, ed è qui che entrano in gioco le cuffie con cancellazione del rumore.

Cuffie con cancellazione del rumore

Le cuffie con cancellazione del rumore sono meraviglie tecnologiche. All'esterno delle cuffie sono presenti microfoni che campionano il rumore ambientale all'esterno delle cuffie. Questo suono viene analizzato dall'elettronica di bordo, utilizzando un algoritmo matematico. Ogni produttore di cuffie ha il proprio algoritmo di salsa segreta, che funziona tutti con diversi livelli di efficacia.

L'algoritmo viene utilizzato per calcolare l'onda antirumore necessaria per interferire in modo distruttivo con il rumore ambientale in cui ci si trova. Quindi un dispositivo noto come trasduttore, che è essenzialmente un tipo di altoparlante, genera l'onda antirumore.

L'effetto finale è che quando si attiva la funzione di cancellazione del rumore, si è improvvisamente avvolti in un (quasi) silenzio. Ciò ti consente di goderti l'audio con una fedeltà molto migliore o semplicemente di goderti un po' di pace e tranquillità.

Cancellazione attiva e passiva del rumore(Noise)

Il processo che abbiamo appena descritto è solitamente indicato nelle schede tecniche del prodotto come "cancellazione attiva del rumore" o qualcosa di simile. In modo confuso(Confusingly) , alcune cuffie affermano di avere qualcosa chiamato cancellazione del rumore "passiva".

È molto importante non confondere queste due caratteristiche. Non esiste davvero una cosa come la cancellazione passiva del rumore. Ciò che questo termine significa in realtà è che un determinato paio di cuffie è stato progettato per bloccare il suono utilizzando una semplice vecchia insonorizzazione. 

Ciò significa che i materiali e il design delle cuffie ti isolano in una certa misura dal rumore esterno. Da questo punto di vista, infilarsi le dita nelle orecchie è anche "cancellazione passiva del rumore".

C'è molto da dire su un paio di cuffie che offrono un ottimo isolamento acustico, ma collegarlo alla cancellazione del rumore è un po' un gioco di prestigio di marketing.

I limiti(Limitations) della cancellazione attiva del rumore(Active Noise Cancellation)

L'attuale(Current) tecnologia di cancellazione attiva del rumore non è in grado di bloccare perfettamente il rumore. Funzionano incredibilmente bene quando si tratta di fonti di rumore costanti e prevedibili. Pensa(Think) a un motore a reazione, al ronzio di un condizionatore d'aria o al compressore del tuo frigorifero. La moderna(Modern) cancellazione attiva del rumore è incredibilmente efficace nel cancellare completamente quel tipo di suono.

Al contrario, i suoni improvvisi e imprevedibili rappresentano una sfida molto più grande. Questo di solito include conversazioni umane ad alto volume, qualcuno che rompe una tazza di vetro o qualsiasi altro rumore che l'algoritmo non ha il tempo di analizzare. Detto questo, anche i nuovi sistemi all'avanguardia con processori più veloci e algoritmi più sofisticati stanno iniziando a gestire questo tipo di rumore. 

Un esempio interessante di tale tecnologia specializzata di cancellazione attiva del rumore si presenta sotto forma di cuffie elettroniche utilizzate quando si sparano con fucili, pistole e altre armi da fuoco. 

Queste cuffie utilizzano l'isolamento acustico passivo per bloccare tutti i suoni, proprio come fanno le normali cuffie da tiro. Tuttavia, hanno microfoni esterni che passano attraverso il suono intorno a te, per mantenere la consapevolezza della situazione. Così puoi conversare facilmente con un'altra persona. Tuttavia, il volume massimo di tutti i suoni intorno a te è mantenuto al di sotto di un massimo confortevole. 

Questi sistemi possono spesso fornire un suono direzionale e amplificare anche i suoni deboli, annullando gli spari. Non è esattamente la stessa tecnologia delle cuffie tradizionali con cancellazione del rumore, ma è strettamente correlata.

Rimozione del rumore basata sull'intelligenza artificiale

 Uno sviluppo abbastanza nuovo è l'applicazione della tecnologia dell'intelligenza artificiale per rimuovere il rumore indesiderato da un segnale audio. Sfortunatamente questo non può ancora accadere in tempo reale, quindi non è efficace nella cancellazione del rumore. Ciò in cui è molto bravo è rimuovere il rumore da un segnale del microfono.

Ad esempio, se stai cercando di chiamare qualcuno su Skype o di effettuare una registrazione vocale in un ambiente rumoroso, può essere difficile per la persona dall'altra parte capire cosa stai dicendo. Usando l'intelligenza artificiale, quel flusso audio può essere analizzato e tutto tranne la tua stessa voce può essere rimosso. 

Ad esempio, l'applicazione RTX Voice(RTX Voice) di Nvidia utilizza lo speciale hardware di deep learning nelle schede grafiche RTX per elaborare l'audio del microfono. Quindi, se qualcuno sta digitando su una tastiera, aspirando il pavimento o facendo lavori di costruzione, niente di tutto ciò sarà udibile dal tuo pubblico. Puoi vedere una dimostrazione di questa incredibile tecnologia qui.

Dal momento che c'è abbastanza tempo tra il punto in cui parli nel microfono e l'altra persona sente l'audio affinché l'IA faccia il suo lavoro, non ci sono problemi in termini di limiti di tempo reale. Forse con il progresso tecnologico questi metodi di rimozione del rumore dell'IA super efficaci funzioneranno anche come una forma di cancellazione del rumore delle cuffie.

Microfoni con cancellazione del rumore

Passando dalle cuffie, un altro luogo in cui una tecnologia simile può essere molto utile per la maggior parte delle persone, soprattutto ora che così tanti di noi fanno affidamento sul lavoro a distanza, sono microfoni con cancellazione del rumore.

Ancora una volta, anche se nel linguaggio di marketing viene utilizzato il termine “cancellazione del rumore”, questi microfoni non generano antirumore per interferire con la fonte del rumore. Invece, prendono il suono nel suo insieme e quindi applicano lo stesso tipo di algoritmo di identificazione del rumore ad esso. Rimuoverlo dal flusso audio in ingresso prima di trasmetterlo.

Ottieni anche soluzioni di rimozione del rumore del microfono in linea alimentate da intelligenza artificiale(AI-powered) , come questo adattatore ASUS(ASUS adapter) . Collegalo a una porta USB , collega l'auricolare e il piccolo cervello elettronico all'interno rimuoverà i rumori indesiderati, lasciando dietro di te solo la tua voce cristallina.

Il suono del silenzio

Non ti accorgi davvero di quanto il rumore costante della vita moderna ti stritisce fino a quando non riesci a bloccarlo. Indossare un paio di buone cuffie con cancellazione del rumore può sembrare un vento rinfrescante che soffia via la tua ansia di basso livello. 

Ora che sai come funziona la cancellazione del rumore, puoi prendere decisioni più informate sul tuo kit antirumore preferito. Se acquisti la roba giusta, scoprirai che il suono del silenzio è davvero la migliore musica che puoi ottenere.



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