Comment fonctionne la suppression du bruit?


Bruit. C'est tout autour de nous. Qu'il s'agisse d'un bébé qui pleure, du bourdonnement d'un climatiseur ou du babillage animé de vos collègues de bureau. Un endroit calme pour travailler ou se détendre est en train de devenir un produit de première qualité. La technologie de suppression du bruit peut vous aider à ramener le zen dans votre vie.

La question est: comment fonctionne la suppression du bruit? Passons en revue les principes de la technologie afin que vous puissiez faire un choix éclairé lors de l'achat de votre propre équipement antibruit.

Un aperçu (très) basique du son

Le son est une énergie qui se déplace sous forme d'onde à travers une forme de matière. Nous entendons généralement des sons transmis par l'air.

Par exemple, une corde de guitare vibre dans l'air, faisant tomber des molécules d'air. Ces molécules frappent leurs voisins, et ainsi de suite. Lorsque l'onde se déplaçant dans l'air touche vos tympans, elle les déplace à la même fréquence que la corde guitare.

Votre cerveau convertit ce mouvement en signaux électriques que vous percevez alors comme un son. C'est une explication très simpliste de ce qu'est le son, mais c'est le moins que vous ayez besoin de savoir pour comprendre l'annulation du bruit.

Un aperçu (très) basique de l'anti-son

Une onde a propriétés différentes. Il a une fréquence, qui correspond à la fréquence à laquelle la vague traverse un cycle complet.

Reprenons notre corde de guitare comme exemple. La fréquence est la vitesse à laquelle la corde se déplace à travers une vibration complète. Nous percevons le son de fréquence plus élevée comme aigu. Le son à basse fréquence est plus grave. Outre la fréquence, les ondes ont également une amplitude. C’est la hauteur du pic de la vague. Ensuite, la vague a aussi une phase. C'est la position des pics et des creux de l'onde.

Si vous générez une onde sonore qui a la même amplitude, mais la phase opposée (les pics sont là où se trouvent les creux de l'autre onde), il provoque des interférences destructrices. Les deux vagues s'annulent pour l'essentiel. Cela peut être fait à grande échelle, où vous devez avoir autant d'énergie dans votre générateur anti-bruit que le son d'origine lui-même. Cependant, si vous ne souhaitez annuler le bruit que pour une personne, vous n'avez pas besoin de beaucoup d'énergie, c'est là que les écouteurs antibruit entrent en jeu.

Écouteurs à réduction de bruit

Bruit les casques à annulation sont des merveilles technologiques. À l'extérieur du casque, il y a des microphones qui échantillonnent le bruit ambiant à l'extérieur du casque. Ce son est analysé par l'électronique embarquée, à l'aide d'un algorithme mathématique. Chaque fabricant de casque possède son propre algorithme de sauce secrète, qui fonctionne tous à des niveaux d'efficacité différents.

L'algorithme est utilisé pour calculer l'onde anti-bruit nécessaire pour interférer de manière destructive avec le bruit ambiant où vous vous trouvez. Ensuite, un dispositif appelé transducteur, qui est essentiellement un type de haut-parleur, génère l'onde anti-bruit.

L'effet final est que lorsque vous activez la fonction d'annulation du bruit, vous êtes soudainement enveloppé d'un (presque) silence. Ce qui vous permet de profiter de votre audio avec une bien meilleure fidélité ou simplement de profiter d'un peu de paix et de tranquillité.

Suppression active et passive du bruit

Le processus que nous venons de décrire est généralement mentionné dans les spécifications du produit feuilles comme «suppression active du bruit» ou quelque chose de similaire. De manière déroutante, certains écouteurs prétendent avoir quelque chose appelé suppression du bruit «passive».

Il est très important de ne pas confondre ces deux fonctionnalités. L’annulation passive du bruit n’existe vraiment pas. Ce terme signifie en réalité qu'une paire d'écouteurs donnée a été conçue pour bloquer le son en utilisant une insonorisation ancienne.

Cela signifie que les matériaux et la conception des écouteurs vous isolent dans une certaine mesure du bruit extérieur. De ce point de vue, coller vos doigts dans vos oreilles est également une «suppression passive du bruit».

Il y a beaucoup à dire sur un casque qui offre une excellente isolation sonore, mais le lier à la suppression du bruit est un peu de tour de passe-passe marketing.

Les limites de l'annulation active du bruit

La technologie actuelle d'annulation active du bruit ne peut pas bloquer parfaitement le bruit. Ils fonctionnent incroyablement bien lorsqu'il s'agit de sources de bruit constantes et prévisibles. Pensez à un moteur à réaction, au bourdonnement d'un climatiseur ou à votre compresseur de réfrigérateur. L'annulation active du bruit moderne est incroyablement efficace pour effacer complètement ce type de son.

À l'inverse, les sons soudains et imprévisibles posent beaucoup plus de défis. Cela inclut généralement des conversations humaines bruyantes, quelqu'un qui brise une tasse en verre ou tout autre bruit que l'algorithme n'a pas le temps d'analyser. Cela étant dit, de nouveaux systèmes de pointe dotés de processeurs plus rapides et d'algorithmes plus sophistiqués commencent également à gérer ces types de bruit.

Un exemple intéressant d'une telle technologie spécialisée d'annulation active du bruit se présente sous la forme de cache-oreilles électroniques utilisés lors du tir de fusils, pistolets et autres armes à feu.

Ces casques antibruit utilisent une isolation acoustique passive pour bloquer tous les sons, tout comme le font les casques antibruit classiques. Cependant, ils ont des microphones externes qui traversent le son autour de vous, pour maintenir une conscience de la situation. Ainsi, vous pouvez avoir une conversation avec une autre personne en toute simplicité. Cependant, le volume maximum de tous les sons autour de vous est maintenu sous un maximum confortable.

Ces systèmes peuvent souvent fournir un son directionnel et amplifier également des sons faibles, tout en annulant les coups de feu. Ce n'est pas exactement la même technologie que les écouteurs à suppression de bruit grand public, mais elle est étroitement liée.

Suppression du bruit alimentée par l'IA

Un développement assez récent est l'application de l'intelligence artificielle technologie pour supprimer le bruit indésirable d'un signal audio. Malheureusement, cela ne peut pas encore se produire en temps réel, ce n'est donc pas efficace pour la suppression du bruit. Ce qu'il fait très bien, c'est de supprimer le bruit d'un signal de microphone.

Par exemple, si vous essayez de Skype ou de faire un enregistrement vocal dans un environnement bruyant, cela peut être difficile pour la personne l'autre extrémité pour comprendre ce que vous dites. En utilisant l'intelligence artificielle, ce flux audio peut être analysé et tout sauf votre propre voix peut être supprimé.

Par exemple, l'application Voix RTX de Nvidia utilise le matériel spécial d'apprentissage en profondeur de leurs cartes graphiques RTX pour traiter le son du microphone. Donc, que quelqu'un tape sur un clavier, passe l'aspirateur sur le sol ou effectue des travaux de construction, rien de tout cela ne sera audible pour votre public. Vous pouvez voir une démonstration de cette technologie incroyable ici.

Puisqu'il y a suffisamment de temps entre le moment où vous parlez dans le microphone et l'autre personne entend le son pour que l'IA puisse ça marche, il n'y a pas de problème en termes de limitations en temps réel. Peut-être qu'avec les progrès technologiques, ces méthodes de suppression du bruit AI super efficaces fonctionneront également comme une forme de suppression du bruit du casque.

Microphones à réduction de bruit

Passant du casque, un autre endroit où un une technologie similaire peut être très utile pour la plupart des gens, surtout maintenant que beaucoup d'entre nous dépendent du travail à distance, les microphones antibruit.

Encore une fois, même si le langage marketing utilise le terme «annulation du bruit », Ces microphones ne génèrent pas d'anti-bruit pour interférer avec la source du bruit. Au lieu de cela, ils prennent le son dans son ensemble et lui appliquent ensuite le même type d'algorithme d'identification du bruit. Supprimez-le du flux audio d'entrée avant de le transmettre.

Vous bénéficiez même de solutions de suppression de bruit de microphone alimentées par l'IA en ligne, comme celle-ci Adaptateur ASUS. Branchez-le sur un port USB, connectez-y votre casque et le petit cerveau électronique à l'intérieur supprimera les bruits indésirables, ne laissant que votre voix cristalline.

Le son du silence

Vous ne remarquez pas vraiment à quel point le bruit constant de la vie moderne vous grince jusqu'à ce que vous parveniez à le bloquer. Enfiler une bonne paire d'écouteurs antibruit peut être ressenti comme un vent rafraîchissant chassant votre anxiété de bas niveau.

Maintenant que vous savez comment fonctionne la suppression du bruit, vous pouvez prendre des décisions plus éclairées concernant le kit anti-bruit de votre choix. Si vous achetez le bon matériel, vous constaterez que le son du silence est vraiment la meilleure musique que vous puissiez obtenir.

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17.09.2020