降噪技术使用麦克风和扬声器通过产生声波来消除或消除不需要的噪音。这种现象会产生抗噪声，然后通过听众选择的音频实时压缩。
降噪技术使用麦克风和扬声器通过产生声波来消除或消除不需要的噪音。这种现象会产生抗噪声，然后通过听众选择的音频实时压缩。
什么是降噪技术？
降噪技术，也称为主动降噪 （ANC），通过生成抵消环境输入的声波来消除或减少不需要的背景噪音。
“降噪技术......产生的声波与捕获的声音或相反的相位相差 180 度，“全球市场分析公司Market Research Future的技术研究分析师 Shubham Munde 告诉 Built In。“这意味着两个波有效地相互抵消，导致整体声级降低。”
Munde 表示，然后通过扬声器或耳机播放这种“反声波”，与用户可能正在欣赏的任何音频内容同步，例如歌曲或播客，Munde 也是信息和通信技术领域的专家，并为涉及低噪声放大器和噪声监测系统的报告做出了贡献。这个过程有点像数学方程式，其中正整数抵消负整数，其余项是听众所需的音频内容。
“所以，假设你在一个有人群噪音的联合办公空间，但你有一个在线会议，只希望演讲者的声音出现而没有额外的骚动，”音频设备制造商BEACN的联合创始人兼首席执行官 Craig Fraser 告诉 Built In。“一副降噪耳机可以最大限度地减少甚至消除背景噪音，这样你听到的就是会议中发生的事情。”
降噪是如何工作的？
噪声消除是通过一种称为相位抵消的效果实现的。为了抵消一个声波，另一个声波以其相等但相反的形式产生。也就是说，输入音频波长的每个峰值和谷值，或压缩和稀疏，都与具有相同振幅的自身的倒置版本匹配。
通常，降噪是通过位于设备内部和外部的微型麦克风系统来实现的，该系统可以“监听”环境声音。然后，处理器分析声音并通过内置扬声器产生中和声波。
在称为相消干扰的过程中，不需要的环境输入随后与其反向形状的出站信号结合，形成新的波。因此，当听众通过主动降噪耳机欣赏音乐或播客时，他们会听到他们选择的音频内容通过独一无二的抗声波播放，该波在任何给定时间都根据他们独特的环境进行策划。
主动降噪与噪声抑制
降噪技术主要有两种类型：主动和被动。虽然主动降噪使用技术来完全消除声音，但噪声抑制是被动降噪的一种形式，更多的是关于物理设备如何消音。
主动降噪
一般来说，当人们谈论降噪时，他们指的是主动降噪 （ANC）。这种数字解决方案需要电子设备（在某些情况下还需要软件组件），并通过发送声波来抵消传入的、不需要的声音，使听众能够欣赏音频内容，而不会受到外部噪音（如喋喋不休或交通）的干扰。
音频科技品牌 Ultimate Ears估计，主动降噪平均可以将环境噪音降低 30 分贝。低频、重复的噪音，如割草机、地铁交通和喷气发动机的持续杂音，可以减少多达 60 分贝。
一种正在兴起的主动降噪类型被称为自适应降噪。这种新方法建立在现有技术之上，具有机器学习和混合检测功能，可监控耳机内外的信号。
“存在多种消除噪声的方法，尤其是随着机器学习的日益普及和可行性。”
常规主动降噪侧重于穿透耳机的声音污染，而自适应降噪技术则配备了外部传感器，可以记录并预测来自设备外部的不需要的噪音。这些设备通常伴随着某种音频控件，例如应用程序或混音器，用于对可自定义的设置进行编程。当用户的环境特别嘈杂时，高级算法会进行数字调整以加强降噪。当它安静时，降噪水平反而会降低。此外，这些传感器还考虑了由头发、眼镜、耳朵形状和头部运动引起的泄漏，因此具有“自适应”元件。
“存在多种消除噪声的方法，尤其是随着机器学习的日益普及和可行性，”Fraser 说。例如，一些 BEACN 产品使用自适应降噪方法，实时估计平均背景噪声，以便从音频信号中减去它。
Fraser 说，这种方法可以更好地保持音轨的保真度，同时抵消典型的噪音污染害虫，例如电脑风扇和偶尔启动的空调。
许多提供主动降噪功能的耳机和耳塞都有一个称为通透模式的功能。此模式允许用户在佩戴耳机或耳塞时让外界噪音进入，基本上无需物理移除设备即可关闭 ANC 模式。通过使用通透模式，声音和音乐仍会照常通过设备扬声器播放，但没有降噪效果，因此可以同时听到环境噪音。
噪声抑制
但是，完全消除噪声可能并不理想。考虑一下在作重型机械时需要认知的道路工人，或者一个在城市街道上冲刺的跑步者。即使在录音室录音方面，Fraser 指出，更轻的隔音方法也有好处，例如噪音抑制。
“我们的目标是抑制噪音，而不是完全消除它，因为这会引入其他不需要的声音伪影，”他说。“我们优先考虑语音质量，而不是噪声抑制的有效性。”
“这基本上相当于把手指伸进耳朵里，尽管可能更舒服一些。”
噪声抑制是被动降噪的一种形式，发生在设备的物理设计中。Munde 说，与耳罩一样，这种方法通过使用致密的、吸音的材料（包括泡沫或橡胶）以及尺寸、直径和形状等其他因素来阻挡环境声音。对于可穿戴技术来说，有效性就是定制贴合，创造出完美的隔音密封，能够将中高频噪音降低约 15 分贝到 30 分贝。
然而，有些人更喜欢使用“被动噪声隔离”一词，因为这些设备中的大多数只能抑制噪声，而不是完全消除噪声。正如科技作家 Geoffrey Morrison 在 CNET 上指出的那样：“这基本上相当于将手指伸进耳朵里，尽管可能更舒服一些。
ANC 最适合哪些噪音？
ANC 对低频噪声有效
大多数主动降噪设备在阻止低于 1 kHz 的声音频率方面表现良好。在这个范围内往往会出现低频、经常嗡嗡作响的噪音，如发动机隆隆声和发动机声音。这使得 ANC 可以有效地阻挡乘坐汽车、飞机、火车或类似车辆时的低环境噪音。
ANC 对重复噪音有效
ANC 还可以有效阻挡重复、持续的噪音。这可能包括空调的嗡嗡声或时钟的滴答声等声音。同样，由于其能够阻挡低频噪音，这使得 ANC 成为办公室、教室或图书馆等可能存在顶灯和电子设备嗡嗡声的空间的理想选择。
ANC 对高频噪声的效果较差
ANC 更难过滤掉超过 1 kHz 阈值的噪声。这些可能包括闹钟、嘈杂的音乐或附近正在交谈的人等声音。如果您在繁忙的街道上或拥挤的房间里旅行，即使激活了 ANC，您也更有可能听到来自这些环境的噪音。
ANC 对不可预测的噪音效果较差
虽然 ANC 最适合持续、可预测的噪音，但当突然出现噪音时，它就会变得不那么有效。佩戴 ANC 耳机和耳塞时，通常仍然可以听到狗吠、有人喊叫或物体掉在地板上的声音。
降噪对你的耳朵有害吗？
简短的回答是否定的。没有证据表明降噪技术是用户遭受任何不利影响的原因。
这并不是要诋毁一些用户感到的任何不适，他们报告说在使用主动降噪耳机时会出现眩晕引起的头晕，因为它的低频信号可能会欺骗大脑认为它在运动。另一种可能发生的心身效应被称为“耳膜吸吮”，它可以模仿通常伴随着海拔突然变化的不安。
在减少总体危害方面，在线助听器市场Soundly的听力学博士兼首席听力学家 Amy Sarow 指出，负责任地使用耳机的关键归结为聆听音量。
“降噪技术本身不会造成听力损伤，”她说。“但是，当收听音量超过安全水平时，可能会导致噪音引起的听力损失。”
美国环境保护署和世界卫生组织都认为 70 分贝（相当于洗碗机或洗衣烘干机装置）是帮助预防听力损失的安全阈值。换句话说，考虑在通过耳机收听时将音量保持在最大音量的 70%，福布斯健康顾问委员会成员 Sarow 说。
“幸运的是，降噪技术使听众可以更轻松地在安全的水平上聆听，因为他们不需要在背景噪音声音上调高音量，”Sarow 补充道。
常见问题解答
降噪耳机安全吗？
是的— 降噪耳机和耳塞可以安全佩戴，不会对用户造成不良健康风险。
降噪实际上是如何工作的？
降噪的工作原理是使用微型麦克风来聆听环境声音，同时发射中和声波来抵消这些声音。中和波呈现出与环境声波相反的形状，并以相同的振幅从内置扬声器发出以抵消它们。
降噪的优缺点是什么？
降噪优点：
-
可以提高音频的沉浸感和清晰度 -
可以提高注意力 -
可以保护耳朵免受有害噪音的伤害
降噪缺点：
-
长时间佩戴可能会导致耳部压力或不适 -
可能会使用户对周围环境无意识 -
可能比没有降噪技术的设备更昂贵
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