De belangrijkste technologie van audiozoom is beamforming of ruimtelijke filtering.Het kan de richting van de audio-opname veranderen (dat wil zeggen, het voelt de richting van de geluidsbron) en past deze indien nodig aan.In dit geval is de optimale richting een supercardioïde patroon (hieronder afgebeeld), dat het geluid dat van voren komt (dat wil zeggen de richting waarin de camera rechtstreeks is gericht) versterkt, terwijl het geluid dat uit andere richtingen komt (achtergrondruis) wordt gedempt.).
De basis van deze technologie is dat het noodzakelijk is om zoveel mogelijk een omnidirectionele microfoon op te stellen: hoe meer microfoons en hoe verder weg, hoe meer geluid er kan worden opgenomen.Wanneer een telefoon is uitgerust met twee microfoons, worden deze meestal aan de boven- en onderkant geplaatst om de afstand tussen elkaar te maximaliseren;en de signalen die door de microfoons worden opgevangen, zullen in de beste combinatie zijn om een supercardioïde directiviteit te vormen.
De afbeelding links is een typische audio-opname;de audiozoom op het rechter beeld heeft een supercardioïde directiviteit, die gevoeliger is voor de doelbron en achtergrondgeluiden vermindert.
Het resultaat van deze hoge directiviteit wordt verkregen met behulp van een niet-directionele ontvanger door verschillende versterkingen in te stellen voor elke groep individuele microfoons op verschillende locaties op de telefoon, en vervolgens de fasen van de pieken op te tellen om het gewenste geluid te versterken en de zijgolf te vernietigen om het geluid te verminderen. interferentie buiten de as.
Althans, in theorie.In feite heeft beamforming in smartphones zijn eigen problemen.Aan de ene kant kunnen mobiele telefoons geen gebruik maken van de condensatormicrofoontechnologie die je in grote opnamestudio's aantreft, maar moeten ze gebruik maken van electret-transducers: miniatuur MEMS-microfoons (micro-elektromechanische systemen) die heel weinig stroom nodig hebben om te functioneren.Om de verstaanbaarheid te optimaliseren en de karakteristieke spectrale en temporele artefacten te beheersen die optreden bij ruimtelijke filtering (zoals vervorming, basverlies en algeheel geluid met ernstige fase-interferentie/nasaliteit), moeten smartphonefabrikanten bovendien niet alleen zorgvuldig nadenken over de plaatsing van de microfoon. , moet vertrouwen op zijn eigen unieke combinatie van geluidsfuncties, zoals equalizers, stemdetectie en noise gates (die op zichzelf hoorbare artefacten kunnen veroorzaken).
Het is dus logisch dat elke fabrikant zijn eigen unieke beamforming-methode heeft, gecombineerd met eigen technologie.Dat gezegd hebbende, elk van de verschillende beamforming-technieken heeft zijn sterke punten, van spraakvermindering tot ruisonderdrukking.Beamforming-algoritmen kunnen echter gemakkelijk windruis in de opgenomen audio versterken, en niet iedereen kan of wil een extra windscherm gebruiken om de MEMS te beschermen.En waarom doen de microfoons in smartphones niet meer verwerking?Omdat dat de frequentierespons en gevoeligheid van de microfoon in gevaar brengt, vertrouwen fabrikanten vaak op software om ruis en windgeruis te verminderen.
Bovendien is het onmogelijk om het echte windgeruis in een natuurlijke akoestische omgeving onder laboratoriumomstandigheden te simuleren, en tot nu toe is er nog steeds geen goede technische oplossing om hiermee om te gaan.Als gevolg hiervan moeten fabrikanten unieke digitale windbeschermingstechnologieën ontwikkelen (die kunnen worden toegepast ongeacht de industriële ontwerpbeperkingen van het product) op basis van de evaluatie van de opgenomen audio.Nokia's OZO Audio Zoom neemt geluid op dankzij de winddichte technologie.
Net als ruisonderdrukking en vele andere populaire technieken is beamforming oorspronkelijk ontwikkeld voor militaire doeleinden.Gefaseerde zenderarrays werden tijdens de Tweede Wereldoorlog als radarantennes gebruikt en worden tegenwoordig voor van alles gebruikt, van medische beeldvorming tot muzikale vieringen.Wat gefaseerde microfoonarrays betreft, deze werden in de jaren 70 uitgevonden door John Billingsley (nee, niet de acteur die Dr. Volash speelde in Star Trek: Enterprise) en Roger Kinns.Hoewel de prestaties van deze technologie in smartphones de afgelopen tien jaar niet significant zijn verbeterd, zijn sommige handsets te groot, hebben sommige meerdere sets microfoons en hebben sommige zelfs krachtigere chipsets.De mobiele telefoon zelf heeft een hoger niveau, waardoor de audiozoomtechnologie effectiever is in verschillende audiotoepassingen.
In het artikel van N. van Wijngaarden en EH Wouters “Enhancing Sound by Beamforming Using Smartphones” wordt het volgende gesteld: “Het komt voor de geest dat surveillancelanden (of bedrijven) specifieke beamformingtechnieken kunnen gebruiken om alle inwoners te bespioneren. Maar in de mate van massasurveillance Hoeveel impact kan het beamforming-systeem van een smartphone hebben?[…] Als de technologie volwassener wordt, zou het in theorie een wapen kunnen worden in het arsenaal van de toezichtstaat, maar dat is nog ver weg.De specifieke beamforming-technologie op smartphones is nog relatief onbekend terrein, en het gebrek aan mute-technologie en de onopvallende synchronisatie-opties verminderen de mogelijkheid tot heimelijk luisteren.
Posttijd: 14 juni 2022
