Что такое шумодав – разбираемся с системой активного шумоподавления в наушниках / М.Видео-Эльдорадо corporate blog / Habr

Как работает активное шумоподавление в наушниках | Блог

Выбирая наушники для улицы и поездок, большое внимание стоит уделить степени их шумоизоляции. Существует пассивная и активная шумоизоляция. В первом случае посторонние звуки глушатся массивными амбушюрами, вкладышами особой конструкции и другими ухищрениями. Однако чтобы наушники с тяжелыми амбушюрами не сползали, приходится делать тугие дужки, от которых может разболеться голова. Вкладыши «елочкой», похожие на беруши и лучше всего защищающие от шумов, подойдут не каждому уху. Да и полностью изолировать от внешних звуков все эти ухищрения все равно не могут. С таким справится только активная шумоизоляция, она убирает внешние звуки с помощью электронных схем.

Минутка истории

Первые наушники Bose с активным шумоподавлением

Первые патенты касательно активного шумоподавления появились еще в 1930-х годах. Однако долго не существовало возможности создать достаточно точную электронную начинку. Первые попытки сделать наушники с «шумодавом» были предприняты в конце 50-х, впервые же гарнитура с активным шумоподавлением была использована только в 80-х годах астронавтами во время полета вокруг Земли, а затем применялась в авиации. Ее изобрел профессор Амар Бозе, впоследствии он основал компанию Bose, которая одной из первых начала производить наушники с активным шумоподавлением для массового рынка.

Как работает 

Звук — это акустические волны. Если взять звуковую волну шумов с улицы, инвертировать фазу, т.е. отзеркалить ее, а затем направить на исходную — они друг друга компенсируют «в ноль». Поэтому активное шумоподавление в наушниках состоит из:

1. Микрофона, который обычно располагается с тыльной стороны каждого наушника. Он ловит все звуки окружающей среды.
2. Электронной начинки, которая инвертирует на 180˚ все, что услышал микрофон и посылает в динамик наушника.
3. Аккумулятора или батарейки, потому что такое устройство требует электричества для работы.
4. Динамика, который играет музыку вместе с «антишумом».

Внешний шум попадает в микрофон наушника, инвертируется и подается в динамик. В итоге волны с улицы и их отзеркаленные копии взаимно уничтожают друг друга, и в теории слушатель наслаждается музыкой в абсолютной тишине, без лишнего шума и призвуков.

Есть два основных способа сделать инверсию сигнала. Первый — аналоговый, на транзисторах, схемы подобных шумодавов просты, появились довольно давно и сегодня нередко применяются в аудиотехнике, к примеру, предусилителях и звуковых картах.

Однако для реализации качественного шумоподавления недостаточно простой инверсии, нужно учесть еще целый ряд нюансов: убрать шум микрофона и возникающие в схеме гармоники и резонансы, преобразовать звук с учетом АЧХ микрофона и АЧХ динамиков, вычесть сигнал из динамиков: музыку, которую неизбежно будет ловить рядом расположенный микрофон, учесть изменения шумового сигнала при прохождении через корпус наушников и т.д. Получается довольно сложная цепочка обработки, для реализации которой в современных наушниках применяется DSP-процессоры. То есть, аудиосигнал преобразуется в нули и единицы, потом с ним выполняются все «фокусы», далее он снова преобразуется в волну и только затем поступает в динамик наушника.

DSP-процессор в наушниках Sony WF-1000XM3

Несмотря на все высокие технологии, активное шумоподавление работает наиболее эффективно лишь с определенным диапазоном частот — от 100 до 1000 Гц. Это связано с ограниченным АЧХ небольших микрофонов, установленных в наушниках. Впрочем, частоты ниже 100 Гц глушить бесполезно — они настолько мощные, что все равно улавливаются всем телом. Частоты выше 1000 Гц хорошо глушат только наушники с несколькими микрофонами, один из которых настроен на низкие частоты, а  другой — на высокие.

Тем не менее, именно на участке от 100 до 1000 Гц находятся наиболее раздражающие шумы: гул транспорта, завывание ветра, разговоры других людей. Так что активной шумоизоляции, работающей на этих частотах, в сочетании с пассивной — вполне достаточно для снижения шума на 20-30 Дб. В таких наушниках будет на 70 % тише, чем в обычных.

Помимо потребительского рынка технология активного шумоподавления востребована операторами станков на шумных производствах, персоналом аэропортов, пилотами, спортсменами (особенно байкерами, гонщиками и стрелками), а также всеми, кому нужно общаться в условиях повышенной шумности.

Минусы активного шумоподавления

Кроме ограниченного спектра частот и очевидной зависимости от батарейки (позволяющей системе работать 15–30 часов), у активного шумоподавления есть и более существенные недостатки.

Во-первых, младшие и дешевые модели наушников с шумодавом» далеко не всегда справляются со своей задачей. Чтобы уловить звук и обернуть его по фазе нужно некоторое время, и слабый микроконтроллер дешевых наушников может просто не успеть в отведенные ему микросекунды. Ведь он должен выполнить свою задачу пока звук, зарегистрированный микрофонами на тыльной стороне наушника, добирается до его динамика. К примеру, расстояние между микрофоном и динамиком всего 1 см, тогда электронике нужно успеть все сделать за 0.0002 секунды! Если не уложится в это время, тогда волна и «антиволна» уже не будут полностью идентичны друг другу, и волшебства не произойдет.

Именно из-за этих технологических особенностей активное шумоподавление так долго не могло выйти на массовый рынок. Даже сегодня до сих пор ведутся исследования, призванные улучшить точность такой системы. К примеру, недавно ученые создали систему, позволяющую устройствам заранее видеть приближающиеся акустические волны и просчитывать «антишум» наперед.

Второй большой минус связан с качеством звучания. Многие слушатели отмечают его ухудшение при включенном режиме активного шумоподавления. Хотя многие топовые модели выдают по-настоящему взрослый и качественный звук, их младшие собратья не всегда могут этим похвастаться. Нередко шумодав — это компромисс между качеством звука и комфортом.

Наконец, третий недостаток. Для некоторых он может оказаться решающим. Дело в том, что у 5–7 % пользователей наушники с активным шумоподавлением вызывают симптомы, схожие с морской болезнью. Как правило, если человека часто укачивает в обычной жизни, то нормально пользоваться этой технологией вряд ли получится. Это происходит из-за попытки обмануть вестибулярный аппарат. Ведь человек слышит не только ухом, но и всем телом. При этом уши никаких звуков не слышат, в итоге мозг думает, что тело в полном покое, хотя оно посылает совершенно противоположные сигналы. Из-за этого могут возникать тошнота и головные боли.

Есть и другой момент. Исследования показали, что абсолютная тишина совсем не так полезна для организма, как некоторые себе представляют. В компаниях, создающих аудиотехнику, всегда есть «комната абсолютной тишины» (еще ее называют «безэховой камерой»). Она спроектирована так, чтобы рассеивать и поглощать все возникающие в ней звуки. Человеку трудно находиться в такой комнате дольше часа. Сначала появляются иллюзии вроде едва улавливаемого писка комара, затем дискомфорт начинают доставлять звуки организма: дыхание, стук сердца, урчание живота, после чего тревога и волнения нарастают настолько, что большинство посетителей с ужасом выбегают наружу. Конечно, наушники вряд ли могут оказать схожий эффект, ведь в них звучит музыка. Однако не всем слушателям эффект музыки в полной тишине может оказаться по душе. Некоторые находят звучание наушников с активным шумоподавлением слишком стерильным и раздражающим. Впрочем, это дело вкуса.

Так выглядит безэховая камера

Так или иначе, очень важно перед покупкой наушников с активным шумоподавлением послушать их 2-3 часа, чтобы понять реакцию своего организма на эту технологию.

Преимущества наушников с шумодавом

На 2019 год производители решили большинство недостатков. Появилось множество моделей наушников с по-настоящему качественным шумоподавлением. Они дают ощущение полной тишины, словно слушатель находится в заглушенной студии звукозаписи. Пользователи отмечают, что особенно хорошо они справляются с назойливыми монотонными шумами: метро, улица, поезд, автобус, самолет и т.д.

Не все наушники с активным шумоподавлением представляют собой громоздкие «головные телефоны». Не так давно Apple выпустила AirPods Pro — миниатюрные затычки с активным шумоподавлением, но похожие модели были и до этого релиза, как, например, проводные Audio-Technica ATH-ANC100BT или беспроводные Sony WF-1000XM3.

Начинка AirPods Pro

Конечно, малый размер «затычек» ограничивает их возможности. Для размещения микрофона и остальной электроники остается очень мало места. Поэтому они не могут заглушить резкие и громкие звуки, вроде внезапного грохота или криков детей, хотя шум дороги и транспорта устраняют без проблем.

По-настоящему почувствовать себя в вакууме космоса позволят только накладные полноразмерные наушники. Их размер дает возможность разместить в них сразу несколько микрофонов. Один устанавливается снаружи и улавливает средние и высокие частоты, а второй — внутри для низкочастотного гула. В сочетании с мягкими амбушюрами, отлично защищающими от внешнего мира, получается эффект почти  абсолютной тишины.

Активное шумоподавление — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 21 ноября 2017; проверки требуют 9 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 21 ноября 2017; проверки требуют 9 правок. Графическое изображение активного шумоподавления

Активное шумоподавление — это способ устранить нежелательный шум с помощью наложения специально сгенерированного звука.

Звук — это P-волна, которая состоит из двух стадий: сжатие и разрежение. Шумоподавляющий динамик издаёт звуковую волну с той же амплитудой, но с перевернутой фазой (антифаза) исходного звука. Волны в процессе интерференции смешиваются в новую волну и подавляют друг друга.

• 1934 — Первый патент на систему управления шумом был выдан изобретателю Полу Люгу (Paul Lueg). Номер патента США — 2,043,416. В патенте описано как погасить синусоидальные сигналы и произвольные звуки в области вокруг громкоговорителя путём инвертирования полярностью.^[1]
• 1950-е — Фогель^[en] создал системы подавления шума в вертолётах и кабинах самолётов. Патенты США: 2,866,848; 2,920,138; 2,966,549.
• 1957 — Уиллард Микер разработал схему и рабочую модель системы активного шумоподавления, которая применяется в накладных наушниках. Она подавляла шум на полосе частот от 50 до 500 Гц с максимальным затуханием около 20 дБ.^[1]
• 1986 — Дик Рутан и Джина Игер использовали прототип гарнитуры, построенный профессором Массачусетского института доктором Амаром Боуз (Bose), во время своего беспосадочного полёта вокруг Земли.^[2][3]

Наушники с шумоподавлением: сделайте потише! | Блог

Почти каждый фанат музыки ищет наушники с самым чистым и качественным звуком. А еще желательно, чтобы любимые композиции не прерывал грохот проходящих мимо поездов, крики людей и шум машин.

Надел наушники — отключился от внешнего мира, погрузился в музыку, и чтобы ни одного лишнего звука. Пожалуй, об этом мечтает каждый меломан. Отдавая подчас немалые деньги за наушники, можно столкнуться с неприятным сюрпризом: музыку-то слышно, но и все остальное слышно не хуже! Все дело в шумоподавлении.

Зачем нужно шумоподавление?

Шумоподавление буквально отделяет вас от окружающего мира. Ив некоторых ситуациях оно – не только прихоть аудиофила, но и необходимость.

В долгих поездках шумоподавление бывает единственным спасением от неудачных попутчиков, галдящих детей и просто окружающего гула. И если раньше каждый турист или командировочник имел на этот случай в сумке беруши, то с современными наушниками можно не отправлять себя в полный вакуум, а слушать аудиокниги, лекции, музыку, но при этом полностью абстрагироваться от происходящего вокруг.

С шумоподавлением вам не придется выкручивать громкость музыки на максимум, чтобы отключиться от внешнего шума. Вы сможете слушать песни или книги даже на небольшой громкости, при этом окружающий гул вам не помешает.

Пригождаются наушники с шумоподавлением и в офисе. Знакома ситуация, когда громкие обсуждения коллег мешают работать, а гул компьютеров или писк бесперебойников просто бесят? Особенно это актуально для современных офисов типа open space, когда в одном помещении набито несколько десятков человек сразу. Сконцентрироваться на серьезных задачах в такой атмосфере не то что сложно, а иногда и вообще невозможно.

Наверно, самая частая причина поисков наушников с изоляцией — это город. Машины, метро, поезда, люди — многим из нас все это мешает, отвлекает, вызывает психическое и нервное напряжение. Когда возвращаешься уставший с работы и впереди полтора часа езды в метро — последнее, чего бы хотелось — это слушать резкий и раздражающий грохот и гомон.

Однако в любой из ситуаций помните еще и о технике безопасности. Если в офисе вам вряд ли что-то угрожает, то на улице бывает немало опасных и внезапных ситуаций, где ваш слух может буквально спасти вам жизнь. Поэтому если вы ищете шумоподавление для города, то либо постоянно оглядывайтесь по сторонам и ходите строго в безопасных местах, либо не выбирайте модели с абсолютным поглощением звука.

Пассивное шумоподавление

Существуют всего два вида шумоподавления — активное и пассивное. Пассивное реализуется за счет конструкции наушников. Амбушюры, материалы, посадка — все это влияет на степень «отключки» от мира.

Внутриканальные наушники

Самый простой и доступный вариант — внутриканальные, вакуумные наушники. Даже самые простые и бюджетные модели уже неплохо защищают от шума. По сути, они работают так же, как беруши — погружаются в слуховой проход, блокируя звук. Здесь прежде всего играет роль материал накладок-амбушюр и плотность фиксации в ушном проходе.

Силикон — мягкий, гибкий материал, хуже всего защищает от звука. Существуют двух- и трехконтурные модификации силиконовых амбушюр, которые со своей задачей справляются уже намного лучше. Они вставляются намного глубже стандартных накладок, и каждый контур плотно изолирует от звука. Но многим людям накладки «елочки» оказываются некомофртными как раз из-за глубины погружения и анатомических особенностей строения внутреннего уха.

Пена шумоизолирует намного эффективнее. Пеноматериал бывает разным по плотности, и чем плотнее — тем сильнее подавление внешних звуков. Однако пенные амбушюры дороже силиконовых, гораздо быстрее изнашиваются, их нужно постоянно менять. К тому же пена не обладает гибкостью, садится в ухо жестко. Для кого-то это дело привычки, но для некоторых пользователей после податливого и мягкого силикона пена покажется, как пробка в ухе.

Кастом — тут без вариантов шумоизоляция будет на высоте. Некоторые бренды наушников предлагают в буквальном смысле изготовить наушники и амбушюры по слепку вашего внутреннего уха. Тогда наушники войдут идеально, сидеть будут плотно, никаких «вражеских» звуков вы не услышите. Как не трудно догадаться, единственный недостаток — высокая цена такого удовольствия.

При выборе любого материала, во внутриканальных наушниках самым главным остаются анатомические особенности и размер накладок. Амбушюры должны быть подобраны так, чтобы вам было комфортно. Даже самая плотная пена, если она будет постоянно выпадать из уха, не даст вам желаемого эффекта. То же самое и в обратную сторону — никакая крутая шумоизоляция не принесет вам удовольствия, если накладки будут давить и натирать ухо.

Накладные наушники

Здесь нам важен не только материал амбушюр, но еще и конструкция чашек и сила прижатия к голове.

Материал и жесткость амбушюр — это не только про шумоизоляцию, но еще и про комфорт и экологичность ношения. Слишком жесткие амбушюры не дадут плотного прилегания по форме уха, да к тому же будут давить, натирать и всячески мешать. Особенно, если при этом еще и оголовье слишком тугое. В лучшем случае вам будет неудобно, в худшем — готовьтесь к головным болям, дискомфорту и будущим заболеваниям ушей. Амбушюры должны быть максимально мягкими и пышными, нигде не давить, но, в то же время, плотно «обнимать» ваше ухо.

Если мы говорим о плотности прилегания «ушей» к телу, то одним из важнейших факторов выбора является материал. Особенно, если вы находитесь в наушниках по несколько часов подряд или даже целыми днями. Из материалов стоит отдать предпочтение натуральной коже либо дорогой синтетике, похожей на натуральную ткань. Они сами по себе неплохо заглушают шумы, но к тому же «дышат» — сохраняют циркуляцию воздуха. Бюджетная искусственная кожа, силикон или, того хуже, резина — сразу нет. Готовьтесь к тому, что уши будут уставать, преть, чесаться. Повышается риск развития грибка ушей, вылечить который очень сложно.

Открытые или закрытые чашки? Конечно, овальные, большие и мягкие чашки, полностью закрывающие ухо — намного лучше. Тут и без активного шумоподавления погружаешься в тишину. Открытые могут неплохо защищать от фонового гула, но шумоподавление будет намного хуже закрытых.

Вкладыши

Тут все просто — сама по себе конструкция вкладышей не подразумевает никаких наворотов для пассивного шумоподавления. Какие-то наушники будут чуть лучше, с какими-то вы будете слышать вообще все и сразу. Но точно одно — вкладыши не идут ни в какое сравнение с внутриканальными и, тем более, накладными.

Активное шумоподавление

Тяжелая артиллерия для противников окружающего мира — активное шумоподавление. Оно реализовано уже не конструкцией наушников, а цифровой схемой. Микрофон «ловит» внешние шумы и воспроизводит их в противофазе. Таким образом, звук гасится о свое отражение, и остается только тишина. В идеальном мире с активным шумоподавлением вы не слышите вообще ничего. На практике дело обстоит немножко иначе.

Тип микрофона влияет на то, какие именно шумы будут улавливаться. Внешний микрофон реагирует на средние и высокие частоты — например, хорошо гасит голоса, другую музыку, звук телевизора. Внутренний микрофон чувствителен к нижним частотам, но почти не фиксирует высокие и средние.

Во внутриканальных наушниках активное шумоподавление всегда с внешним микрофоном. Микрофон может располагаться как на самых «ушках», так и в виде дополнительного блока на проводе. Блок может быть неудобен из-за дополнительной тяжести, которая мешает проводу свободно «болтаться» во время движения. Микрофон на самих наушниках несколько их утяжеляет — они могут начать выпадать из ушей. Как мы уже выяснили, внутриканальные наушники эффективно справляются с высокими и средними частотами. Но басовитые шумы и гул могут все-таки пройти.

Накладные наушники могут быть оснащены как внутренним, так и внешним микрофоном. Или обоими сразу. А еще их может быть даже больше, чем два, и тогда можно получить совершенный вакуум, даже не включая никакую музыку. Просто надеваете наушники, включаете шумоподавление — и совершенная тишина с вами. Однако количество и качество микрофонов напрямую влияет на цену. Наушники с двойным микрофоном обычно дороже. Но и их эффективность выше. Во время выбора накладных наушников с активным шумоподавлением протестируйте их звучание в обоих режимах — с включенным и выключенным шумоподавлением. У некоторых моделей звучание может сильно меняться, и для тонких ценителей это станет существенным недостатком.

Учитывайте, что активное шумоподавление намного быстрее разряжает аккумуляторы беспроводных наушников.

Лучший способ потратить деньги эффективно — понять, какие шумы вас раздражают больше всего и насколько. Иногда и пассивного шумоподавления вполне хватает для комфорта, либо же совсем незачем искать дорогие накладные наушники на два микрофона и больше. Самый идеальный вариант — придите в магазин и померьте несколько моделей. Попросите консультанта или друга поговорить с вами, крикнуть, выгляните с ними на улицу. Комфортно в носке, ничего не слышно? Берем! И помните, что даже при самом навороченном активном шумоподавлении самое главное — чтобы вам было удобно.

Шумоизоляция квартиры под ключ — цены на звукоизоляцию

Как сделать шумоизоляцию в квартире эффективно?

Прежде чем приступить к звукоизоляционным работам нужно определиться, какого результата вы хотите достичь. Как правило желая ее сделать потоньше и подешевле, многие забывают об итоговой эффективности. Лучше совсем не делать звукоизоляцию, чем делать ее неправильно.

Эффекта не будет, а деньги потратите.

Частые ошибки при выборе материалов и монтаже

Вот частые ошибки при выборе материалов, которые приводят к тому, что после установки, не ощущается никакого эффекта:

• Использованы элементы, не имеющие отношения к звукоизоляции: пробка, пенопласт, пеноплекс, изолон, вспененный полиэтилен, стекловата, яичные лотки.
• Не сделана звукопоглощающая прослойка, поверхность обшита только звукоотражающим слоем.
• Нет звукоотражающего слоя, поверхность прикрыта только шумопоглотителем.

Не менее значимым является соблюдение технологии монтажа. Часто ремонтные бригады, даже выбрав правильные материалы, делают монтаж с ошибками, которые приводят к снижению шумозащитных характеристик на десятки процентов:

• Нет виброразвязки — крепление на клей, дюбеля и «грибки».
• Не профессиональный монтаж без подготовки поверхностей и герметизации стыков и щелей.
• 
  Оставление дыр и щелей при укладке звукопоглотителей и монтаже обшивки.

Важные технические особенности

1. Необходимо устранить все возможные каналы проникновения звука напрямую.

Любые отверстия, щели, зазоры между стыками являются лазейкой для звуковой волны. Это в свою очередь сильно снижает эффективность всей звукоизолирующей конструкции и сводит ваши усилия на нет. Поэтому сначала необходимо проверить нет ли трещин в звукоизолирующей поверхности. При монтаже укладывать плотно все звукоизолирующие плиты, и в конце загерметизировать стыки примыкания поверхности к стенам и потолку.

• Заделываем щели между перегородками и перекрытием помещения.
• Герметизируем по периметру стыки обшивки каркасной конструкции.
• Маты акустической ваты укладываем максимально плотно, не оставляя никаких зазоров.

2. Максимальная виброразвязка.

Дело в том, что при жестком креплении звукоизоляционной конструкции вибрация звуковой волны легко передается от перекрытия или перегородки и шум передается дальше. Чтобы этого избежать, точки примыкания шумоизоляции виброизолируют. Для этого используют специальные крепления и демпферную ленту.

• Крепим каркас к звукоизолируемой поверхности с помощью виброизолированных подвесов.
• Оклеиваем демпферной лентой элементы каркасной конструкции.

3. Наличие как отражающего, так и поглощающего слоя.

Чтобы достичь высокого показателя коэффициента звукоизоляции, отсекать звук нужно обоими способами. При поступлении шума от соседей, звукопоглощающий слой рассеивает только часть звуковой волны. Чтобы остаточные волны не проникали в помещение, на их пути еще устанавливают звукоотражающую преграду из твердого массивного материала. Отразившись от него, они идут обратно и гасят встречные волны, а также повторно рассеиваются в шумопоглотителе.

• Оптимальными звукопоглощающими материалами являются: базальтовая вата для широкого частотного спектра и МДВП для фильтрации низкочастотных шумов.
• Для отражения звуковой волны используют такие массивные материалы, как гипсокартон, а еще лучше гипсоволокно повышенной плотности.

разбираемся с системой активного шумоподавления в наушниках / М.Видео-Эльдорадо corporate blog / Habr

Кому не хочется отключиться от внешнего мира и спокойно наслаждаться любимой музыкой, не искажаемой шумом автомобилей или поездов, бесконечными разговорами соседей по вагону и общим гулом мегаполиса? Можно выкрутить звук на максимум, вставить поглубже в уши «капельки» или, например, использовать наушники с активным шумоподавлением. Последние, несмотря на более высокую стоимость относительно обычных вкладышей или накладных наушников, продолжают набирать популярность. Но насколько они безопасны и так ли хорошо работают? Попробуем разобраться.

Принцип работы системы активного шумоподавления был предложен еще в 30-х годах прошлого века и с тех пор не претерпел существенных изменений. Основная идея проста: система улавливает внешние шумы, а затем инвертирует их и воспроизводит в противофазе. Таким образом происходит взаимовычетание фазы и противофазы окружающего шума, благодаря чему и снижается его уровень.

Реализация такого рода системы для мониторных наушников предполагает, что на внешней стороне чашек устанавливаются микрофоны. Они улавливают окружающий шум, затем система инвертирует его и передает на динамики.

Так как обязательными компонентами системы являются усилитель и преобразователь, она не может работать без источника питания, коим обычно выступает аккумулятор. При этом многие старые модели не функционируют при отключенном «шумодаве»: как только аккумулятор разряжается — музыка прекращается. В современных наушниках система обычно позволяет пустить сигнал в обход «шумодава» и слушать музыку, не задействуя аккумулятор.

Denon AH-NCW500. Все компоненты системы шумоподавления поместились в чашечках этих наушников

Кстати, именно за счет встроенного усилителя некоторые модели наушников при включенной системе шумоподавления могут играть более качественно, чем без нее. Ведь наушники с «шумодавом» чаще всего используются со смартфонами либо с портативными плеерами. Выходная мощность у таких устройств, как правило, невелика, да и качество встроенных усилителей не самое лучшее. Соответственно, по максимуму использовать наушники они не дают.

Усилитель в системе шумоподавления дополнительно работает в этом направлении. Отсюда и более высокое качество звука.

Вставные беспроводные Bose QC-30. Часть компонентов системы шумоподавления вынесена в эргономичную дужку

Эффективно?

Прежде всего, следует сказать, что качественно работает такая система не во всем диапазоне частот, а в промежутке приблизительно от 100 до 1 КГц. На этом участке хорошие модели наушников способны обеспечить снижение шума до уровня -30 дБ. В самом нижнем звуковом диапазоне, до 100 Гц, человек воспринимает звуковые колебания не столько органами слуха, сколько телом, и наушники, какой бы уровень компенсации они бы не давали, от шума не спасут.

Уровень отсечения шумов Bose QC-25 с выключенной (зеленая линия) и включенной (сиреневая линия) системой шумоподавления. Источник: lifewire.com

В диапазоне свыше 1 КГц система даже может немного добавлять шума. Однако это не уличный гул, а равномерное, спокойное «шипение», к тому же — очень тихое —

расслышать его можно лишь в очень спокойной обстановке.

В диапазоне 100-1000 Гц при условии качественной реализации «шумодав» вполне способен значительно снизить звуковое давление окружающей среды. В хороших шумоподавляющих наушниках вполне реально почувствовать себя в тихом безлюдном помещении, находясь на шумной улице.

В отдельных моделях «шумодав» работает воистину поразительно. Это, например, свежая линейка Bose и старшие модели Sony, в особенности MDR-1000x: надеваешь наушники и первое время отказываешься верить своим ушам. Очень хорошо справляются с отсечением шумов такие модели как  Sennheiser Momentum 2.0 Wireless, Parrot Zik, всевозможные Beats. В то же время во многих бюджетных «ноунейм»-вариантах «шумодав» может присутствовать лишь номинально, а эффект от его работы стремиться к нулю.

Sony MDR-1000x

Безопасно?

Казалось бы, технология активного шумоподавления — штука безобидная. Тем не менее, интернет-пользователи активно интересуются вопросом, не вредна ли она для слуха, да и для здоровья в целом? Соответствующее обсуждение есть, к примеру, на известном аудиофильском форуме head-fi, где порой высказываются занятные предположения на этот счет. Официальные научные исследования на эту тему не проводились, но в целом преобладает мнение, что особых поводов для беспокойства нет.

Тогда откуда страхи? Дело в том, что отдельные пользователи отмечают у себя симптомы того, что можно назвать индивидуальной непереносимостью «шумодава». Кое-кто жалуется, что достаточно продолжительное использование наушников с системой шумоподавления вызывает у него головную боль, головокружение и даже приступы тошноты.

Об истинных причинах говорить сложно. В отдельных случаях головокружение и боль могут возникать из-за длительного прослушивания музыки, слишком сильного прижима чашечек наушников к голове и других эргономических нюансов, а списываться пользователем на работу «шумодава».

Но виноватым может оказаться и сам «шумодав». По одной из версий, причиной головной боли и головокружений является диссонанс между картинкой и звуком. Ведь при использовании наушников с системой активного шумоподавления пользователь слышит не то, что видит. К примеру, если человек в таких наушниках выйдет на улицу, почти все органы чувств будут сигнализировать мозгу о том, что его хозяин движется, а вокруг шумят. При этом слух будет сообщать о практически полной тишине и покое. Мозг не всегда может адекватно сопоставить информацию, что приводит к дискомфорту.

Второе предположение специалисты основывают на том, что «шумодав» в процессе работы сам в значительных количествах производит низкочастотные колебания. Эти колебания воздействуют на вестибулярные рецепторы, соединенные с волосками внутреннего уха, что вносит смуту в работу вестибулярного аппарата и, как вариант, вызывает головную боль или головокружение у пользователя.

Как показывает практика, случаи неприятия организмом «шумодава» достаточно редки. Но стопроцентную уверенность можно приобрести, только если протестировать гаджет самостоятельно. Например, одолжив у знакомых.
Важно, что некоторые пользователи, поначалу столкнувшись с «непереносимостью», постепенно привыкли к устройству и перестали испытывать дискомфорт.
А посему, если после первого прослушивания у вас вдруг заболела или закружилась голова, не отчаивайтесь — попробуйте дать своему организму время адаптироваться к наушникам. Если есть такая возможность — постарайтесь протестировать их хотя бы в течение пары дней.

Качественные беспроводные наушники с системой шумоподавления Sennheiser Momentum 2.0 Wireless

Альтернатива?

Система активного шумоподавления — не панацея, чтобы оградить себя от стороннего шума, можно воспользоваться альтернативными вариантами. У каждого из них есть свои достоинства и недостатки.

Первый — IEMs, или внутриканальные наушники. Это по сути те же наушники-капельки – только гораздо более высокого класса. Они изготавливаются в основном на базе арматурных излучателей, которые обеспечивают очень точное и детальное воспроизведение музыки, и при этом за счет конструкции демонстрируют очень высокий уровень отсечения внешнего шума.

Обратной стороной является специфичная посадка наушников в ухе у большинства моделей. Не всем она покажется комфортной, что хорошо видно в этом видеоролике. Также IEM очень требовательны к качеству источника — вместе с мельчайшими деталями фонограмм они с успехом раскроют и все «косяки» аудиотракта. Такие наушники лучше использовать со специальным аудиофильским плеером.

Уровень шумоизоляции у арматурных наушников Etymotic ER-4s, Shure SE-535 и Klipsch X10i. Источник: www.headphone.com

Второй вариант — без «шумодава», но с хорошей звукоизоляцией. Если ваши требования к шумоизоляции не экстремально высоки, вероятно, вам хватит и просто наушников с достаточно герметичной посадкой, специально «заточенных» под использование в шумных условиях. По сути это «золотая середина» между обычными наушниками и моделями с «шумодавом».

Правда, и здесь есть свои «но». Во-первых, большинство моделей оснащается плотными кожаными амбушюрами и обладает большой силой прижима чашек —
эргономика у них довольно спорная. Во-вторых, многие из них созданы специально для диджеев — отсюда специфичное звучание с мощным басом и просаженными средними частотами.

Beyerdynamic T5p. Аудиофильские портативные наушники с высоким уровнем шумоизоляции

У самой технологии активного подавления шумов также есть свои недостатки. Основных два: необходимость заряжать аккумулятор и более высокая, в сравнении с наушниками без «шумодава», цена. Еще один момент — идущий по улице человек в таких наушниках может не услышать приближение транспорта и подвергнуть себя опасности, но это бич любого гаджета, закрывающего уши, без привязки к технологии.

Что в итоге?

Наушники с активным шумоподавлением — удобный инструмент для комфортного прослушивания музыки в условиях современного города. Они хорошо подойдут тем, кто привык не расставаться с любимым радио или плей-листом, но при этом испытывает дискомфорт от «капелек» в ушах. Они также понравятся тем, кто работает в шумных условиях, много ходит по улице или ездит в метро. При этом не обязательно постоянно слушать музыку — можно просто включить систему шумоподавления и оказаться в тишине, находясь при этом посреди шумного мегаполиса.

В целом сегменту беспроводных наушников предсказывают активное развитие, а отказ крупных производителей смартфонов от 3,5-миллиметрового аудиоразъема должен заметно тому поспособствовать. «Шумодав» в таких условиях может стать стандартной опцией для качественных беспроводных наушников. При том что реализация подобной системы в устройстве, где априори есть электронная начинка и элементы питания, выглядит не слишком затратной

Устранение шумов на фото, один из лучших шумодавов! | Фотография для начинающих

Проблема шумности современных матриц цифровых фотоаппаратов, сейчас очень актуальна. Иногда приходится снимать на высоких значениях ISO, в условиях низкой освещенности или на длинных выдержках, но в замен мы получаем различные неравномерные артефакты в виде цифрового шума, который существенно снижает качество изображения.

 

Так что же такое цифровой шум изображения?

Цифровой шум — это определенный дефект матрицы, который возникает на этапе взаимодействия света и светочувствительного материала. Этим мы благодарны несовершенным сплавам кремния, которые используют в светочувствительнх матрицах. А также конструкии всего сенсора. Не будем вдаваться в технические подробности.

Скаждым годом уровень рабочего ISO в фотокамерах увеличивается, возможно через лет 5-10 проблема цифровых шумов будет решена. Но опять же, определенных сегиментах рыночной стоимости камер. Сегодня топовые полнокадровые камеры имеют очень высокие, рабочие знаяения ISO. Но и у них есть предел, не говоря уже о том что не все могут позволить себе топовую технику.

 

Плагины для устранения цифрового шума

Вы наверняка слышали про различные плагины для устранения шума на фото. Их сейчас великое множество и для того чтобы протестировать все уйдет слишком много времени. Я же поделюсь с вами лучшим, на мой взгляд, шумодавом из всех которые я когда либо встречал.

 

Imagenomic Noiseware Professional 5

Разработчики того продукта очень крутые ребята, их даже удостоили награде Editor’s Choice (выбор редакции) журнала American Photo.

Внимание стоит уделить именно 5-ой версии плагина, или более новой если она уже вышла. Она имет посностью усовершенствованные алгоритмы шумоподавления и обновленный интерфейс в отличии от старых версий. Noiseware Professional работает быстро и даже при автоматическом удалении шумов дает хороший результат. В отличии от большинства других шумоподавителей Noiseware Professional не обижает детали снимка, сохраняя детализацию настолько на сколько это возможно. (безусловно какая-то часть теряется, но это лучшее что Вы сможете сделать программно).

Спешу заметить что если хотите добиться максимального результата, то изучите инструкции и возможности программы, масса настроек позвляет контролировать шумоподдавление по максимуму, с сохранением деталей.

 

 

У этих же разработчиков есть еще несколько полезных инструментов:

Portraiture — служит для оптимизации ретуши кожи, при правильном подходе им можно значительно сократить время на обработку.

RealGrain — Добавление зернистости и шума, изменения тона фотографии, для достижения стилизации под старину.

О них я расскажу позже, в следующих статьях.

Если вы только начали постигать особенности фотографирования, настоятельно рекомендую освоить основы фотографии.

 

Шумоподавление в наших смартфонах. Что это? — Технологии — Mi Community

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