¿Cómo funciona la cancelación de ruido?


Ruido. Está a nuestro alrededor. Ya sea un bebé llorando, el zumbido de un aire acondicionado o el murmullo animado de sus compañeros de trabajo. Un lugar tranquilo para trabajar o relajarse se está convirtiendo en un bien de primera calidad. La tecnología de cancelación de ruido puede ayudarlo a devolver el zen a su vida.

La pregunta es, ¿cómo funciona la cancelación de ruido? Repasemos los principios de la tecnología, para que pueda tomar una decisión informada al comprar su propio equipo de cancelación de ruido.

Una descripción general (muy) básica del sonido

El sonido es energía que viaja como una onda a través de alguna forma de materia. Generalmente escuchamos sonido transmitido por el aire.

Por ejemplo, una cuerda de guitarra vibra en el aire, golpeando moléculas de aire. Esas moléculas chocan contra sus vecinas, y así sucesivamente. Cuando la onda que se mueve a través del aire golpea los tímpanos, los mueve a la misma frecuencia que la cuerda guitarra.

Su cerebro convierte ese movimiento en señales eléctricas que luego percibe como sonido. Esa es una explicación muy simplista de lo que es el sonido, pero es lo mínimo que necesita saber para comprender la cancelación de ruido.

Una descripción general (muy) básica de Anti-sonido

Una onda tiene diferentes propiedades. Tiene una frecuencia, que es la frecuencia con la que la onda atraviesa un ciclo completo.

Usando nuevamente nuestra cuerda de guitarra como ejemplo. La frecuencia es la rapidez con que la cuerda se mueve a través de una vibración completa. Percibimos el sonido de alta frecuencia como agudo. El sonido de baja frecuencia es más grave. Aparte de la frecuencia, las ondas también tienen amplitud. Esa es la altura del pico de la ola. A continuación, la onda también tiene una fase. Esta es la posición de los picos y valles de la onda.

Si genera una onda de sonido que tiene la misma amplitud, pero la fase opuesta (los picos están donde están los valles de la otra onda), causa interferencia destructiva. Las dos ondas esencialmente se anulan entre sí. Esto se puede hacer a gran escala, donde necesita tener tanta energía en su generador anti-ruido como el sonido original en sí. Sin embargo, si solo desea cancelar el ruido para una persona, no necesita mucha energía, que es donde entran los auriculares con cancelación de ruido.

Auriculares con cancelación de ruido

Ruido cancelar auriculares son maravillas tecnológicas. En el exterior de los auriculares, hay micrófonos que muestrean el ruido ambiental fuera de los auriculares. Este sonido es analizado por la electrónica a bordo, utilizando un algoritmo matemático. Cada fabricante de auriculares tiene su propio algoritmo de salsa secreta, que funcionan con diferentes niveles de efectividad.

El algoritmo se utiliza para calcular la onda anti-ruido necesaria para interferir destructivamente con el ruido ambiental en el lugar donde se encuentra. Luego, un dispositivo conocido como transductor, que es esencialmente un tipo de altavoz, genera la onda anti-ruido.

El efecto final es que cuando enciendes la función de cancelación de ruido, de repente estás envuelto en (casi) silencio. Lo que le permite disfrutar de su audio con mucha mejor fidelidad o simplemente disfrutar de un poco de paz y tranquilidad.

Cancelación de ruido activa y pasiva

El proceso que acabamos de describir generalmente se menciona en las especificaciones del producto hojas como "cancelación activa de ruido" o algo similar. De manera confusa, algunos auriculares afirman tener algo llamado cancelación de ruido "pasiva".

Es muy importante no confundir estas dos funciones. Realmente no existe la cancelación pasiva de ruido. Lo que este término significa en realidad es que un par de auriculares determinado se diseñó para bloquear el sonido utilizando una insonorización sencilla y antigua.

Esto significa que los materiales y el diseño de los auriculares te aíslan del ruido exterior hasta cierto punto. Desde ese punto de vista, meterse los dedos en los oídos también es una "cancelación pasiva de ruido".

Hay mucho que decir sobre un par de auriculares que ofrecen un gran aislamiento de sonido, pero vincularlo con la cancelación de ruido es un poco de prestidigitación de marketing.

Las limitaciones de la cancelación activa de ruido

La tecnología de cancelación activa de ruido actual no puede bloquear el ruido perfectamente. Funcionan increíblemente bien cuando se trata de fuentes de ruido constantes y predecibles. Piense en un motor a reacción, el zumbido de un aire acondicionado o el compresor de su nevera. La cancelación activa de ruido moderna es increíblemente buena para borrar por completo ese tipo de sonido.

Por el contrario, los sonidos impredecibles repentinos plantean un desafío mucho mayor. Esto generalmente incluye conversaciones humanas fuertes, alguien rompiendo una taza de vidrio o cualquier otro ruido que el algoritmo no tenga tiempo de analizar. Dicho esto, los nuevos sistemas de vanguardia con procesadores más rápidos y algoritmos más sofisticados también están comenzando a lidiar con este tipo de ruido.

Un ejemplo interesante de dicha tecnología especializada de cancelación activa de ruido se presenta en forma de orejeras electrónicas que se utilizan al disparar rifles, pistolas y otras armas de fuego.

Estas orejeras utilizan aislamiento de sonido pasivo para bloquear todo el sonido, tal como lo hacen las orejeras de tiro normales. Sin embargo, tienen micrófonos externos que pasan a través del sonido a tu alrededor para mantener la conciencia de la situación. Para que pueda tener una conversación con otra persona con facilidad. Sin embargo, el volumen máximo de todo el sonido a su alrededor se mantiene por debajo de un máximo cómodo.

Estos sistemas a menudo pueden proporcionar sonido direccional y también amplificar sonidos silenciosos, al tiempo que cancelan los disparos. No es exactamente la misma tecnología que los auriculares convencionales con cancelación de ruido, pero está estrechamente relacionada.

Eliminación de ruido impulsada por IA

Un desarrollo bastante nuevo es la aplicación de inteligencia artificial tecnología para eliminar el ruido no deseado de una señal de audio. Desafortunadamente, esto todavía no puede suceder en tiempo real, por lo que no es efectivo para la cancelación de ruido. En lo que es muy bueno es en eliminar el ruido de la señal de un micrófono.

Por ejemplo, si está intentando comunicarse por Skype con alguien o hacer una grabación de voz en un entorno ruidoso, puede ser difícil para la persona el otro extremo para entender lo que estás diciendo. Usando inteligencia artificial, esa secuencia de audio se puede analizar y todo menos su propia voz se puede eliminar.

Por ejemplo, la aplicación Voz RTX de Nvidia utiliza el hardware especial de aprendizaje profundo en sus tarjetas gráficas RTX para procesar el audio del micrófono. Entonces, ya sea que alguien esté escribiendo en un teclado, aspirando el piso o haciendo trabajos de construcción, nada de eso será audible para su audiencia. Puede ver una demostración de esta increíble tecnología aquí.

Dado que hay suficiente tiempo entre el momento en que hablas por el micrófono y la otra persona escucha el audio para que la IA funciona, no hay problema en términos de limitaciones en tiempo real. Quizás con el avance tecnológico, estos métodos de eliminación de ruido de IA súper efectivos también funcionarán como una forma de cancelación de ruido de los auriculares.

Micrófonos con cancelación de ruido

Pasando de los auriculares, otro lugar donde un tecnología similar puede ser muy útil para la mayoría de las personas, especialmente ahora que muchos de nosotros confiamos en el trabajo remoto, los micrófonos con cancelación de ruido.

Una vez más, aunque el lenguaje de marketing usa el término "cancelación de ruido ”, Estos micrófonos no generan anti-ruido para interferir con la fuente del ruido. En cambio, toman el sonido como un todo y luego le aplican el mismo tipo de algoritmo de identificación de ruido. Eliminándolo del flujo de audio de entrada antes de pasarlo.

Incluso obtienes soluciones de eliminación de ruido de micrófonos en línea alimentadas por IA, como esta Adaptador ASUS. Conéctelo a un puerto USB, conecte sus auriculares y el pequeño cerebro electrónico del interior eliminará los ruidos no deseados, dejando solo su voz cristalina.

El sonido del silencio

No te das cuenta de cuánto te agobia el ruido constante de la vida moderna hasta que consigues bloquearlo. Ponerse unos buenos auriculares con cancelación de ruido puede sentirse como un viento refrescante que se lleva su ansiedad de bajo nivel.

Ahora que sabe cómo funciona la cancelación de ruido, puede tomar decisiones más informadas sobre el kit antirruido que elija. Si compras las cosas adecuadas, descubrirás que el sonido del silencio es realmente la mejor música que puedes conseguir.

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17.09.2020