Технологии

[Обсуждения] Шумоподавление в наших смартфонах. Что это?

2018-02-12 16:09:47
822 12

Привет всем Mi-фанам!!!
Сегодня я хочу с вами поговорить о функции шумоподавления в смарфонах. Многие слышали о такой функции, но не многие знают как она работает. Давайте разберёмся с вами, что же это.
В вашем смартфоне – куча технологий, от процессоров до модемов и даже выделенных компонентов для отслеживания гироскопа. Аппаратное обеспечение аудиочасти на сегодняшний день так же плотно интегрировано в мобильные устройства. Одной из уже включенных в наши устройства, но почему-то не такой популярной технологией является поддержка подавления шума.
Обычно шумоподавление ассоциируется с беспроводными наушниками, но оно также является важнейшим элементом и в других гаджетах, включая и ваш смартфон. Оно используется как в звонках, так и в «умных ассистентах», и, возможно, является самой важной технологией в современных гаджетах.
Что такое шумоподавление?
Ответ – в самом термине: это технология, разработанная для отсечения фонового шума для улучшения слышимости. Однако достичь этого не так просто, как кажется.
Для начала – о том, как это работает. Одним из базовых законов физики является то, что звуковые волны одной амплитуды и одной частоты, находящиеся в противофазе, при складывании взаимно отсекаются. Другими словами, если взять волну с пиком в 1 вольт и совместить её с инвертированной волной в -1 вольт, то получится 0 вольт. Они взаимно «погасят» друг друга. В случае с шумоподавлением теория такова, что если мы сможем уловить фоновый шум при помощи микрофона, инвертировать фазу сигнала на определённой частоте с задержкой, равной 180 градусов, и добавить к оригинальному сигналу, то получится отсечь шум. Довольно просто.

Теория слегка нарушается, когда мы из мира теоретического перемещаемся в реальный мир. Микрофоны не идеальны, электронная конверсия добавляет собственный шум, а фаза отсекания звуковой волны, выходящей из динамика, может не совпадать с фазой шума по достижении вашего уха. Эти системы нуждаются в тонкой настройке, но даже в этом случае вы не услышите стопроцентного подавления шума. Довольно часто встречается уменьшение шума в промежутке между -20 и -30 децибел, в котором отсекается фоновый шум от 1/16 до 1/32. Значительный показатель.
Более узкие диапазоны частот позволяют добиться более точного уровня сведения или уменьшения шума, в то время как более широкие диапазоны покрывают больше частот, но не могут так значительно уменьшить амплитуду. Это важно учесть, чтобы понять плюсы и минусы, например, при попытке отфильтровать весь слышимый фоновый шум или просто отсечь шум вокруг частот человеческого голоса.

В телефоне.
Если вы звоните посредством смартфона, то вы с большой долей вероятности заметили, что слышимость собеседника стала гораздо лучше, да и на другом конце звук чистый и приятный. Отчасти дело в улучшениях в качестве звонков, но для кристально чистых звонков на вашем телефоне используется активное шумоподавление для устранения части фонового шума, когда вы держите телефон у уха. Данная технология используется в телефонах уже многие годы, и она продолжает улучшаться.
Помимо основного микрофона для записи голоса, в вашем смартфоне установлены дополнительные микрофоны для шумоподавления. Записи с этих микрофонов можно использовать в описанном выше сценарии, отсекая фоновый шум. Эта же фоновая информация может использоваться для погашения шума, который «слышит» микрофон, в который вы говорите при звонке, но с инвертированием сигнала и совмещением его перед тем, как послать голосовой пакет посредством вашей сотовой сети.
Вдобавок к шумоподавлению, полученная от дополнительных микрофонов информация может использоваться для автоматической настройки громкости вызова на основе уровня фонового шума и для попытки отфильтровать задувающий в динамик ветер. Многие подобные «фишки» включены в смартфоны на уровне процессоров производства Qualcomm и других, что делает их доступными на большинстве аппаратов.
Системы с несколькими микрофонами также служат и другой цели – локализации голоса для «умных ассистентов». Подобная система необходима для определения направления входящей голосовой команды. Эта информация может затем быть использована для определения, что же является фоновым шумом, даже если это другие голоса или ТВ, который впоследствии отфильтровывается для обеспечения максимально чистого источника для алгоритмов распознавания голоса.

В аксессуарах.
Очевидно, что аналогичная схема применима к устройствам «умного дома». Кроме определения направления входящей команды, эти устройства применяют алгоритмы по снижению шума и отсеканию эха, похожие на таковые в смартфонах. В Alexa используется до 6 всенаправленных микрофонов, тем самым предлагается лучшее определение речи и уменьшение шума, чем в обычном смартфоне.
Сегодня технология шумоподавления воспринимается как обязательное условие для Bluetooth-наушников, и этому есть причина. Помимо блокировки общего фонового шума, фильтры можно подстроить под специфический сценарий использования гарнитуры. Например, фитнес-наушники совсем не обязательно должны полностью блокировать шум машин ради безопасности бегунов, но разработанные для дома или путешествий модели могли бы сфокусироваться и на большем диапазоне частот.
Мне посчастливилось опробовать в тестовом режиме технологию Hybrid ANC от Qualcomm. В предлагаемую структуру входят как внутренний, так и внешний микрофоны, создаётся цепь обратной связи. Это на самом деле уменьшает общую акцентированность шума по сравнению с эквивалентным решением с управлением по входному воздействию, но предлагает очень стабильную полосу частот для блокировки огромного спектра слышимых звуков. Демо-образец, который я тестировал, полностью отсекал рёв реактивного двигателя, позволяя запросто слушать музыку в шумной обстановке даже на малой громкости.
Сценарии применения шумоподавления выходят за пределы потребительской электроники. Измерение и блокировка шума могут найти применение в промышленности, например, для сохранения слуха на производствах, а также в медицине – слухопротезировании.
Вывод.
Шумоподавление в смартфонах недооценено. Многие из нас используют его несколько раз в день, даже не замечая этого. Звоните ли вы посредством голосовой связи, привыкли ли к «умным» ассистентам или беспроводному воспроизведению музыки в наушниках — качество ваших любимых сервисов будет разительно отличаться без этой вроде бы неприметной технологии. Она открывает для развивающихся рынков новый мир технологий, основанных на голосе, так что мы ещё о ней услышим.


А что вы думаете по этому поводу?

Источник + источник
2018-02-12 16:09:47
Favorites6 RateRate
Полезная информация для общего развития!
2018-02-12 19:04:36
Технология шумоподавления-это безусловно нужная функция в телефоне, если она доведена до совершенства. Что это значит?, спросите вы. А это, когда вы даже и не думаете о ней, а просто наслаждаетесь комфортным звуком, при одном условии, если вы не обладатель    redmi 3s. Да-да, той самой рабочей бюджетной лошадке. Часто наверное задавались вопросом когда пользовались встроенным диктофоном или, когда снимали видео на телефон. Вспомнили это "бульканье", "кваканье" звука, когда прослушивали аудио запись или просматривали отснятое видео? Воот. Это и есть не идеально работающая система шумоподавления, которая сводит на нет использование этих приложений, которые работают с записью звука. Как и написано в статье, когда два одинаковых звука в противофазе встречаются друг с другом, то они гасят друг друга превращаясь в тишину. Отсюда мы и  имеем провал в средних частотах. остаются нам только "верха" и "низы" частот, которые мы в итоге и слышим. Кто-то с этим смирился, кто-то программным способом отключил функцию шумоподавления, чтобы улучшить показатели звука и тем самым сберечь свои нервы). Но почему же производитель на протяжении уже более года выпускал столько прошивок, но так и не исправил этот баг? Ответа на этот вопрос у меня до сих пор нет.
2018-02-12 19:50:46
dmi2411
Отличная статья, развернутая! Жаль Сяоми (как минимум в линейке Redmi) облажалась по полной с шумоподавлением, и ни видео нормально записать, ни диктофоном воспользоваться.
2018-02-13 00:13:52

Moderator

Алекс Author |

#4

Dimitrij-n ответил: 2018-02-13 08:13:52
Отличная статья, развернутая! Жаль Сяоми (как минимум в ...

Я думаю не облажалить, а сэкономили. Это ведь бюджетная линейка смартфонов.
2018-02-13 02:15:16

Moderator

Алекс Author |

#5

Amadey76 ответил: 2018-02-13 03:04:36
Полезная информация для общего развития!

Рад, что вам понравилось.
2018-02-13 06:56:18
Алекс
Я думаю не облажалить, а сэкономили. Это ведь бюджетна ...

Бюджетная - не значит некачественная. Целая гора нонэйм китайских смартов, где шумодав работает нормально. Коряво написанный софт это.
2018-02-13 08:15:26

Moderator

Алекс Author | from Redmi Note 3

#7

Dimitrij-n
Бюджетная - не значит некачественная. Целая гора нонэ ...

Я пользуюсь Redmi Note 3 Pro. Меня всё устраивает и работа шумоподавления тоже.
2018-02-13 17:06:04
Я искренне рад за Вас. Но, не смотря на вашу устроенность, здесь каждый день всплывают темы о некорректной работе шумоподавления.
2018-02-14 00:51:55

Moderator

Алекс Author | from Redmi Note 3

#9

Dimitrij-n
Я искренне рад за Вас. Но, не смотря на вашу устроенност ...

Значит мне повезло)
2018-02-14 01:00:02
Очень интересно,  спасибо
2018-02-14 10:09:44
please sign in to reply.
Sign In Sign Up
  • Followers

    78

  • Threads

    57

  • Replies

    1183

  • Points

    5514

3 дня подряд
7 дней подряд
21 день подряд
40 дней подряд
70 дней подряд
100 дней подряд
Корректор-эксперт
100 threads in a Month
Тема октября 2017
Опрос
100 ответов в сентябре
100 ответов в октябре
100 ответов в ноябре
100 ответов в декабре
20 000 пользователей
50 000 пользователей
7 день рождения MIUI
100 000 пользователей
150 000 пользователей
Mi Путешетсвие
200 000 пользователей
Helloween 2017
250 000 пользователей
300 000 пользователей
Подлый Санта
300 млн пользователей MIUI
С Новым Годом!
Красный вызов
ThrowBackWithMiCommunity
Wang Cai Medal

Mi Comm APP

Stay updated on Mi Products and MIUI

Copyright
Content Policty
Quick Reply To Top Return to the list