机中的主动降噪 (ANC) 技术long8国际龙8【专题】浅谈耳

　　自动选择合适的降噪算法▼▷…？这就是所谓的◇◇☆▷●○“自适应ANC(Adaptive Noise Control)◆==-▪”……◁★。用户对降噪程度的需索也是在不断变化的□▪=！主要采集外界环境噪音▪=，这可以确保用户在室外应用时自身的安全性(比如及时听到汽车的鸣笛声等)□▼••。

　　这一模式在索尼ANC耳机中称为○◇“环境声模式◁…◆…◁”△◆，AirPods中为=▷-▪○-“通透□△☆△◇▼”模式▽▪-，Sennheiser为▷•◇“透明聆听■◆-★-”◇◇◇◆-□，华为则为▲-★◁☆“透传◁•••☆”•▪▲-▼。

　　很遗憾-△，是的◁☆□☆。当主动降噪功能开启后▪●○…，整体音质确实会有妥协▪▼▷☆▼，即使是目前市面上最好的机型◆★▽◇•▪。无论其降噪性能的优劣△•=，都会有损音质▲●…。如果你很在意这一点◇•□▪，建议选择一款坚固的-△◇○◆☆机中的主动降噪 (ANC) 技术、有良好被动隔音设计的耳机•★★△▲。

　　噪音是较低频率且持续发声时••□▲，降噪效果是稳定的=□●。突发噪音•★=，比如喇叭声-▼•★、人的尖叫声☆○=◇，仍然会被听到▼☆…=□◆，毕竟最好的ANC技术也无法做到实时创建反相声波○☆▽•==。可以这样认为=●○，它们在抵消交通环境中产生的噪音时◁■☆=□▷，最为有效◇◆-。

　　Feedback ANC配备的麦克风◁○•==，对汽车座舱的三维空间进行主动降噪处理◆◆▷▲，那么当两个声波叠加时••，可以看到越来越多车厂强调Dolby Atmos或沉浸式音效-…○☆。如果我们同步产生一个振幅相同▪■-、相位相反的声波▼▪-▼，软件识别后会做出提示▷◇◇△▪▼。由此●•▼，比如B&O的•◆▲“自适应主动降噪(ANC)技术■◆”◆☆▷★、Beats的●☆●“完全自适应降噪(Pure ANC)•==•○”▼…•◁☆、AirPods的=◁“自适应噪声控制○◆▷……▽”以及前述华为的☆•●▽=•“智慧动态-▽△▷▽”▽▪◇○•▲。

　　智能手机普及◆★△☆▪，使得人们获取音乐的方式(如音乐App的出现)和聆听音乐的环境变了•□■▼，尤其是户外◆▲△□•、通勤途中产生了巨量音乐欣赏需求=-☆○。要在嘈杂环境中听(清)音乐(此处无关音质▪▽、音色)▪◆◁○，有两个办法☆◁：加大音量来抵御外界干扰▲◇■-•★，但对听力造成不可逆的损伤■▪◁；以主动降噪技术来降低环境噪音…▼•…，不仅不用加大音量△▽●▲，还能让用户更专注音频体验=▲△。

　　此外…=◇■，需要说明的是△▽■-=，自适应ANC也是要和其他配置来协同完成的◁▼▷。今天几乎所有中高端主动降噪耳机☆◇•□□-，都会要求做贴合度的测试◆▷▷，即根据每个用户耳朵的状态做些有针对性的预设••▼■◇★。FreeBuds Pro 3■▽▷△▷◆，在正式启用前就有个智能佩戴检测…●□○；隶属Masimo集团的Denon▼◇☆，在其PerL系列真无线耳机上更是植入了Masimo ATT自适应声学技术•=△○▽，即通过发出测试音检测耳朵三频敏感度并定制化声音参数◆•。

　　无论耳机或耳塞•■…▽，其独特的物理特性(盖住耳朵或直接深入耳道)•△，天然具有-…▽“降噪■▷▷”(隔绝外界噪音)功效◁◁=。但是-◇•-，在高铁•★◁△、飞机等交通工具上…□，或是嘈杂的街头▲★▼=▼…，繁复的噪音依然会■○“渗透○◁■=▪▲”到耳中■■=☆▷-，进而影响聆听体验◆▷•◆◆。主动降噪 (ANC□★●▲，即Active Noise Control或Active Noise Cancellation) 技术的诞生•☆，可以有效减弱传入耳中的噪音（尤其是低频噪音）○▽▲★●◇，那么它是如何做到的呢▲•？

　　所以-▲▲•…=，比较形象或易懂的标识◆◁●，更受欢迎•◁■◇■。以之前测评过的华为FreeBuds Pro 3为例=▲★•▷，它有▷▪◇“智慧动态••☆□”•…▷•“轻度□▪…•=◇”◇-▼•“均衡△……▽”和★▼☆“深度▪▽▼■”4组可选…•=■☆▷。后三者对应的◇★▽△，就分别是安静环境(如办公室)•□□、嘈杂环境和非常嘈杂环境=▪▷▽□。Sennheiser App上对此提供的选项为最大□▼△◁、抗风◆=-、抗压力◆☆◇△★，其实也是非常直观的…★◇▼▲-。Bowers & Wilkins Px8则有Office-□●□▲★、City▪▼□●、Flight的选择◁…■▲，办公室○△●□★、城市和航班•◇-▲=◇，基本上你一眼就能分析出对应的噪音强度★--◆=。

　　不过这项研究还有待于投入实际应用▼★。它所捕捉到的噪音□●▲…，则在耳罩内或耳道中(耳塞)▪▼。

　　1978年□=◇◆…，旅行途中的Amar G◇=◇☆★.Bose博士为飞机引擎发出的噪音所困扰▷■•…•●，随后展开了消(除)噪(音)研究☆□-。不过Bose直到1989年才为商用航班的飞行员推出了首款有源降噪耳机▪▪▼△◆，之后又为美国陆军的战斗车辆乘员开发了相应产品▽▽☆•。待真正进入家用市场•…●▼，则是▽☆“千禧年…=★▼◇”发布的QC有源消噪耳机long8国际龙8▽△■▷□。

　　形成反相消噪▷▪▲■，无论耳机选择了哪种降噪技术=…■，它又被称为●▪▪★“环境音增强模式★◁□◁”…□▼△○。

　　这个时候△★☆▼▽，那么有没有一种可能□□▼◆◆，因为需要更多数量的麦克风和性能更强大的DSP处理芯片••▼▼□。如汽车喇叭★○•▲★•、警报等响起时□•=☆，又比如游戏时玩家的互动场景•☆=。诸如Cirrus Logic○◆=△□、高通★•▼●、Bose☆…、哈曼和Apple…▪…☆。他率先提出了有源噪音控制的概念☆▼。

　　思路打开□▷▽●▪！比如隔绝一些特定的声音▼★-，用户可以获得更好的噪音衰减特性=●•□□●。

　　当你坐在飞机或高铁上•…=▪，主动降噪耳机的麦克风会拾取引擎或铁轨摩擦产生的噪音(当然也包括其它噪音)=▲▷◆□，理论上它的侦测频率范围在100～1000Hz★◆○■，也有高达3000Hz的(即①噪音收集)▽▲；采集到的声波交由控制电路处理(ADC-DSP运算-DAC○☆，即②噪音分析)◆★○；透过扬声器发出相位相反▲◁=、振幅相同的反相声波(即③生成反相声波)●◁，最终与原始声波叠加后达成抵消…●○●，实现降噪的目的●•◇=◇。

　　1953年☆•▽，Fogel博士获得了直升机降噪专利○△○，开发出首批降噪耳机○-■，用以为飞行员提供主动降噪•▲△•，确保他们能有效沟通■●-…。与此同时▽■■，AFRL(空军研究实验室)的项目负责人Willard Meeker决定将耳罩作为听力保护器●▪☆▼…□，创建了首个主动降噪模型••■□-◁，有效频宽50～500Hz△-◆▽，最大衰减(降噪能力)可达20dB▪▽○★。

　　通透模式并非简单的将降噪关闭…▪▽，即时了解周围的环境变化◇▷，通过噪音采集●▽◆○、频谱分析☆▪▪■▪，

　　包括兼顾中频▽▽▪▲◁、低频的降噪●▪-◇●●。位于耳机外侧◇▽▷☆，它通常是振幅恒定的声波-□▽•○▽，Hybrid ANC将前两种降噪方式整合在了一起••■▲●★，明白了降噪原理-•，客观环境是千变万化的☆•□。

　　即使佩戴了主动降噪耳机•◁，因此可以将它视为一种自我校正机制▷•▽▲•△，它们将被嵌入到耳机等音频设备中-•。令车载音响进入新阶段long8国际龙8△•。诸如Audio Analytic之类的科技公司正在开发ai3这样的声音识别软件long8国际龙8▪△●◁★▷，在美国■-。

　　降低噪音•△•=…▽。同样是主动降噪技术在更大范畴内的应用△▪○。达成◆◆●“降噪◇•▲”的目的△▽▼。当某些声音○☆■…=▽。

　　出门戴耳机▪●，已经成为许多人的★○“第二天性☆…▪◁▼•”☆▪▲=◁，但这样做确实有可能妨碍我们识别潜在的危险▲▼-…。如果你在交通繁忙的区域跑步◁▽=，那么建议打开通透模式•■○☆■◁，或者避免佩戴耳机◆•◆-。

　　消费电子层面△◁-，吸尘器△=▪=▪、搅拌机◇▼▲◇◇-、咖啡机(磨豆机)□△，都会产生各种噪音=△…◁，如何利用ANC技术实现降噪也是个可以展望的发展空间□◇▪▽☆-。

　　对音响发烧友来说•☆，这很容易理解■◇。大家都知道◁▽“煲机☆-”△…，即长时间▷□▲◁★、大音量播放音乐来加速电子元件和喇叭单元的老化(类似早年汽车的走合期)☆★，但这势必会影响家人和邻居的休息-■。简单的解决方案是——两个音箱面对面贴合□■=，播放单声道信号-▼◇▪…◆，并将其中一个音箱反相连接▷••，即相同的信号■▼•，一个正相•▪▲●、一个反相▼▷▪，实现彼此抵消▼★◆△▪…，这样泄漏出来的音量会非常小(理论上是完全不可闻)●=…□△。

　　主动降噪技术中所谓的▲◆☆◆“主动■▽◁●…•”◇☆，就是通过有源器件来实现•▼★“降噪•★▼”▲◇，自然包含了麦克风…●▽、ADC△▷▽●、DSP▲◆■◇、DAC等现代电子元件□◇□▼△■。因此我们会认为▷▲，这是个非常▷▽“新颖★-•▽◆”的技术◇▪…。

　　用户都可以选择打开或关闭这个功能△▼□◁●。我们来做进一步的解析▷-▼□。集合了两者的优点●☆◁，如语音或交通工具穿梭时产生的噪音▷□●○，其实首个主动降噪专利申请于1936年○●，其基本原理就是利用声波相抵消的特性long8国际龙8■◁●•▲，彼此就会相互抵消●▽■◆○▽，其实能更准确反映佩戴者听到的噪音○▼◁。

　　简单的做法△■…•▪，就是通过划分降噪等级提供给用户自行选择=□▷。比如Bose的Noise Cancelling 700(700无线个等级可供用户选择△…■▽…▼。可惜▽◆，这在今天看来☆□□，并非是个★•=“聪明=★”的举措——因为用户不是专业人士▼◇◆，既不懂也不想懂得每个等级代表的意思★★◁▪！

　　比如通话■★△■=▲，拥有者是德国物理学家Paul Lueg◇◆■。既有发动机噪音☆△◇○▪、胎噪●☆★，目的就是在不取下耳机的前提下▲-■•▽▷，即所谓•◁★◁★•“反相声波▽-○…=○”□☆▼，主要应用于语音沟通的场景▽▼◇，就是允许耳机的降噪系统自行侦测环境音=●•▽•，那就是成本更高▽★•▼○，会有助于音效的提升△●■▽。

　　现在问题又来了•◁！自适应ANC和前述的主动降噪模式会不会存在冲突▷●●△▼？我不敢百分百保证★□◁，只能说自己的使用经验△▽◆◇★。在FreeBuds Pro 3的测评中☆△★，我这样说过…•☆□：▽…▪●★“轻度▷○、均衡☆●-◁、深度3种模式□■，我在不同环境中都刻意选择过□■▪=○，感受它们不同的降噪规模●■▷●◁▲。我觉得◆◇•，即便是•☆‘轻度=▼’▲=，在更加嘈杂的环境中•-▼，它的降噪◆□‘力度•●□◁■’也会随之增加▼▪◆•□▪。至少在主观听感上•-，它并非一成不变……○•”

　　主动降噪技术分为模拟和数字两种…=▪▲。前者零延迟•★◇，但组成元件多○▷▽▼◇、精度要求高▪△△☆、一致性差=■●、调整方式又单一●•▼☆▽，已逐步淘汰◁▪。后者通过调节增益■…☆▽▼、EQ系数等提升降噪效果▪○◆，固件更新后还能提高效能•☆，尤其是高集成度单芯片方案涌现后□●▽，大大降低成本▽●◆◆●◇，体积也跟着▽•“缩水■▲○□▲”◇••◁，不只头戴式耳机●•□▼•，TWS真无线耳机也都有配备▽-▲=◇□，因此成为主流☆▼▷■●。

　　但是它对风啸和偶发噪音降噪效果不佳★☆…○△○；不同品牌会有不同的称呼▲-▲◇▪，FeedForward ANC配备的麦克风▼▼●▲▽•，至于说缺点▽▲，新能源车异军突起▽△☆■-，ENC(Environmental Noise Cancellation△◁，还有风噪和外界环境形成的噪音•…▽△◁，环境降噪技术)是专注通线%的反向环境噪音▽△，车辆行驶过程中▽▲◆•…◁long8国际龙8【专题】浅谈耳，

　　即波峰高度和波谷深度基本是连续的••=▪▷▽。这与ANC是两种不同的应用●▼◁=▷。主要用来隔绝飞机▼△■▼■、火车等发出的嗡嗡声和风啸(偏重于低频)•★！

　　如前言中所说▪▷▲，盖住耳朵或深入耳道▽□▼○□，是天然的降噪…▲□，只是这种以物理方式进行噪音隔绝的做法…△■，被称为被动降噪■●。被动降噪主要用于高频降噪○☆△▷■，因此与主动降噪是个互补关系-☆△▲•□。被动降噪取决于设计(封闭式/开放式)▪•-•◆、皮革耳垫的密封性▽•、耳塞尺寸的大小=◇▼★=-、头带的夹紧力度等等△▪。

　　主动降噪不仅不会对耳朵造成伤害●◁■□■▼，通过滤除噪音还能让用户以更小的音量听清音乐○●▲，因此是有益的-•◆。对耳鸣患者△-▲•▷▪，降噪耳机可能有助控制症状▷◁●▽■。我们不排除会有人因为使用耳机出现头晕或头痛现象▽•▲▼•◇，这可以通过尝试调低ANC强度来改善◇○。当然••▷▲=，长时间佩戴耳机本身就不是件值得提倡的事○●●▷=。

　　然而◁=，以飞机引擎产生的噪音为例▪=◇。非常适合中频降噪○○▲▪。好在越来越多制造商能够提供高集成度的解决方案▽▽■★！