耳机降噪效果由什么决定(我们说的耳机降噪)

相信你也已经拥有一台降噪耳机了吧?

不得不说行业与品牌在近几年都开始了疯狂内卷,降噪耳机无论是在技术还是形态上都得到了飞速发展。从最初的头戴式到如今的 TWS 真无线,降噪的门槛在逐步降低,而与此同时产品的性价比也在不断提高。

随着真无线蓝牙耳机的逐步普及,大众对于降噪的需求只增不减,在工作生活的多场景中,降噪耳机随处可见。我们喜爱这种技术带来的静谧与沉浸式体验,不过当要说回到产品本身,你真的了解降噪耳机吗?或者说耳机中的降噪,究竟是咋回事?

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* 倍思Bowie M2

降噪的方式

目前的耳机实现降噪的方式主要有两种:被动式降噪(Passive Noise Control,PNC)与主动式降噪(Active Noise Control,ANC)。

被动式降噪:

其实也就是我们说的物理降噪。仅通过耳机外形和入耳式天生的隔绝性,紧贴耳朵创造一个相对密闭的空间,以此来达到降噪的目的。也就是说耳机本身不通过技术手段参与噪声消除,利用本身外部材质与内部填充,堵塞声音进入耳道,比如头戴式的大耳罩。

耳机降噪效果由什么决定(我们说的耳机降噪)(2)

* 倍思 Encok 头戴式蓝牙耳机 D02 Pro

这是最常见的降噪手段,或者说任何耳机,都具有一定的被动降噪能力,只不过不那么明显,更不能和主动式降噪相提并论了。想要拥有较为优秀的被动式降噪体验,对厂商的结构设计能力与用料选材等都是考验。

主动式降噪:

Apple 的 AirPods Pro,Sony 的 WF-1000XM4,Bose 的 QC 30,倍思的 Storm3 等,这些都是主动式降噪耳机的代表,在这其中你可以看见多种形态:入耳式、颈挂式以及半入耳式,当然经典头戴式我们无需多言。

主动式降噪是相对于被动式而言,它指的是通过技术手段,将采集到的噪音声波进行反向消除,以此达到抵消噪音实现安静聆听的效果。

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* 倍思Bowie E9

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* 倍思 Storm3

主动降噪的原理

声音的本质是波的一种,它具有一定的频谱,这其实已经向我们指明了消噪的手段,只要能够发出与噪音完全相反波形的声波,那么理论上噪音就能够被中和,我们就听不到那些干扰的声音信息了。

因此主动降噪的原理是:通过高灵敏度麦克风采集周围噪音,内部处理器计算生成再藉由扬声器发出一个与噪音完全相反的声波,呈 180° 的两种声波互相抵消,以此达到降噪的目的。

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* 图源网络

主动降噪的效果为什么更明显?那是因为它能够更加精确地分辨噪音,有针对性地将其在传入耳道前中和,只留下我们想聆听的声音信息,比如耳机播放的音乐。这对耳机的内置处理器与算法都有一定的要求,降噪的效果也因此分高低。

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* 倍思 Bowie WM05

主动降噪的类型

我们已经知道主动降噪的原理,它有着关键的第一步是声学麦克风对噪音的采集,由此主动降噪依据麦克风的位置区别,分为:

  • 前馈式降噪:麦克风位于耳机外侧,暴露于噪音中
  • 反馈式降噪:麦克风位于耳机扬声器(喇叭)附近
  • 双馈式降噪:同时有多个麦克风,前馈与反馈的结合

前馈式拾取外部噪音,相对比较容易实现,反馈式拾取的噪音更接近于耳道,理论上消除的效果会更好,不过由于麦克风位于扬声器附近,会受到耳机发出声音的影响,因此对于算法的要求会更高。

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* 倍思 SIMU S1

双馈式降噪对于噪音的拾取将会更加精准且更全面,能够达到更好的消噪效果,目前较为高端的降噪耳机都是结合了多种消噪方式(被动、前馈、反馈),在某些机型上你甚至可以看到 4 个、6 个麦克风的组合方式。

随着技术的成熟与在不同形态上的不断探索,相应地也会出现更多开拓性的方案,其目的都是为了让用户能够拥有更完善的体验。我们前面提到的倍思 Storm3 就是一个很好的例子。

在它身上,倍思专门研发设计了创新性的「倍思 U 型声学导管结构」,相比传统的耳机内部声学导管,加长了喇叭发声至麦克风收声的传递路径,让耳机的高频响应更低,声音底噪更低,从而达到更加出色的降噪体验——

不压耳,依旧降噪。

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* 倍思 Storm3

降噪的效果与影响

其实在主动降噪之中还可以再进行细分,那就是自适应与非自适应 ANC。

在以往由于芯片不够强大,很难实现实时的复杂计算,因此非自适应 ANC 占据主流。不过随着技术的迅速发展,如今 ANC 控制器也能够被数字化了,所以我们现在才会看到,主动降噪的强度可以被调节,在 App 中就可以实现控制。

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* 倍思 Storm1

另一方面,降噪耳机主要是对于低频噪音的处理,高频与人声不佳,当然不能否认的是,其效果也可能随耳机的定位与价格而定。高频噪音仍然得依靠传统隔音机制(即被动降噪),理论上来讲,真正要完全消除高频噪音,感应器和麦克风必须置放于听者鼓膜旁,故技术上来说不可行。

那么降噪耳机有什么缺点吗?

当然是有的。

首先,佩戴感受因人而异。我们知道声音是一种波,降噪耳机为了抵消噪音会主动发出反向声波,声波的存在就会在耳内密闭环境形成耳压,这就是为什么我们在开启主动降噪时耳朵感受到「肿胀压迫」的原因,这种感受对于部分人来说其实不太愉快。

相对而言,这种不适在半开放式主动降噪耳机上会有较为明显的改善,只不过相应地降噪的效果有所牺牲。倍思 Storm3 采用半入耳式的佩戴,没有软胶耳塞,不会过于深入耳道,大大减少压迫与肿胀的不适感,同时也解决了部分用户佩戴难的问题。

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* 倍思 Storm3

也正是在佩戴上能够给予更为轻松且舒适的反馈,半入耳式就成为了更多人的偏爱类型。如果你是更侧重于自身舒适佩戴感的体验,在降噪上可以适当妥协但又有需求,毫无疑问,倍思 Storm 3 将「正中你的下怀」。

其次,主动降噪对于音质有所影响。由于耳机扬声器会发出额外的声波用于抵消噪音,这就会产生声音细节丢失的情况,多少都会有影响,不过我们说技术总是在不断前进,如今主动降噪耳机的音质表现也得到了非常大的提升,在未来我们也会看到更多优秀的产品。

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* 倍思 Bowie WM05

这是我们今天讨论的关于降噪耳机其背后的技术与原理,希望你对降噪有了更深的了解。

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