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TWS耳機
深度解析TWS耳機中的ANC和ENC到底是什么?
2020-07-24
     在上一期的文章中小編解析了TWS耳機的5大關鍵性能指標,其中的一項是關于降噪的,那這期小編請我們的資深算法工程師Alex Zhou來深度解析TWS耳機關于降噪的ANC和ENC它們到底是什么?它們的原理又是什么?


卓翼科技TWS耳機


     ANC是Active Noise Cancellation的縮寫,譯為主動降噪。眾所周知,聲波在空氣中的傳輸時會相互干涉。當兩個頻率和振動方向相同且步調一致的聲源發出的聲波相互疊加時就會產生干涉現象。如果兩個聲源的相位相反,兩個聲波疊加后幅度減小聲壓減弱。若兩個聲波的幅度相等,那么就會完全抵消。ANC正是利用了聲波相消干涉的現象,其工作原理為耳機根據采集到的噪聲生成一個與之頻率和幅度相等,但相位相反的聲波,并由揚聲器在耳道內播放。最終人耳聽到的即是環境噪聲和反相了的環境噪聲疊加的結果。因此,聽起來感覺噪聲變小了。ANC主要降低環境中的中低頻噪聲。從而使消費者即使是在嘈雜的環境中,不需要提高音量,依然可以欣賞音樂。



     TWS耳機ANC包括FF(前饋式)、FB(反饋式)和Hybrid(FF+FB,混合式)。前饋式耳機使用耳罩外的參考麥克風采集噪聲信號的主動噪聲控制系統。前饋式ANC的優點是只接收耳罩外的噪聲,并不接收揚聲器發出的聲音,沒有構成閉環系統,不會引起振蕩和嘯叫。缺點是噪聲經過耳罩并在耳罩內多次反射,大小和相位發生了變化,同時需要控制器的濾波器長度較長,耗費計算資源。反饋式耳機使用耳罩內的誤差麥克風采集噪聲信號的主動噪聲控制系統。反饋式ANC對窄帶噪聲非常有效。但一般要求揚聲器和誤差麥克風的位置十分接近,否則容易引起系統振蕩或者嘯叫?;旌鲜絼t是前饋式和混合式的結合?;旌鲜接行У亟Y合了前饋式和反饋式的優點,降噪效果比單一的前饋式或者反饋式好。但系統的架構相對復雜,成本也會增加。



 

     ENC全稱是Environmental Noise Cancellation(環境降噪技術)。ENC包括單麥環境降噪和雙麥環境降噪。單麥環境降噪通常以環境噪聲為隨機平穩加性噪聲、且與語音信號不相關為前提估計噪聲,然后進行濾波。因此,單麥環境降噪的效果比較差。雙麥環境降噪則是通過雙麥克風陣列,精準計算通話者說話的方位,在保護目標語音的同時,濾除環境中的各種干擾噪聲。其工作原理大致如下:在進行環境噪聲濾波模塊計算之前,先校正語音麥克風和參考麥克風的增益,以及兩個麥克風的時延。然后檢測語音麥克風采集到的數據是否為語音段。若為語音段(即上行通話),則根據參考麥克風采集到的環境噪聲和語音麥克風的語音數據,預估環境噪聲,并計算相應的噪聲抑制參數,最終由濾波器模塊濾出環境噪聲;反之,不進行環境噪聲濾除,上行通話輸出為靜音。ENC主要降低通話時非目標語音噪聲,確保通話清晰。



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