Ruído^(Noise) . Está ao nosso redor. Seja um bebê chorando, o zumbido de um ar condicionado ou a tagarelice animada de seus colegas de trabalho. Um lugar tranquilo para trabalhar ou relaxar está se tornando uma mercadoria verdadeiramente premium. A tecnologia de cancelamento de  ruído pode ajudar a trazer o zen de volta à sua vida.^(Noise)

A questão é, como funciona o cancelamento de ruído? Vamos rever os princípios da tecnologia, para que você possa fazer uma escolha informada ao comprar seu próprio equipamento de cancelamento de ruído.

Uma visão geral (muito) básica do som

O som é a energia viajando como uma onda através de alguma forma de matéria. Geralmente ouvimos o som transmitido pelo ar. 

Por exemplo, uma corda de violão vibra no ar, empurrando moléculas de ar. Essas moléculas batem em seus vizinhos e assim por diante. Quando a onda que se move pelo ar atinge seus tímpanos, ela os move na mesma frequência que a corda da guitarra^(guitar) . 

Seu cérebro converte esse movimento em sinais elétricos que você percebe como som. Essa é uma explicação muito simplista do que é som, mas é o mínimo que você precisa saber para entender o cancelamento de ruído.

A ( Muito^(Very) ) Visão geral básica^{(Basic Overview)} do anti-som^(Anti-sound)

Uma onda tem propriedades diferentes. Tem uma frequência, que é a frequência com que a onda passa por um ciclo completo. 

Usando nossa corda de guitarra como exemplo novamente. A frequência é a rapidez com que a corda se move através de uma vibração completa. Percebemos o som de frequência mais alta como agudo. O som de frequência mais baixa é mais atrevido. Além da frequência, as ondas também têm amplitude. Essa é a altura do pico da onda. Em seguida, a onda também tem uma fase. Esta é a posição dos picos e vales da onda.

Se você gerar uma onda sonora que tenha a mesma amplitude, mas a fase oposta (os picos estão onde estão os vales da outra onda), isso causa interferência destrutiva. As duas ondas essencialmente se cancelam. Isso pode ser feito em grande escala, onde você precisa ter tanta energia em seu gerador anti-ruído quanto o próprio som original. No entanto, se você deseja cancelar o ruído apenas para uma pessoa, não precisa de muita energia, e é aí que entram os fones de ouvido com cancelamento de ruído.

Fones de ouvido com cancelamento de ruído

Fones de ouvido com cancelamento de ruído são maravilhas tecnológicas. Do lado de fora dos fones de ouvido, existem microfones que captam o ruído ambiente fora dos fones de ouvido. Este som é analisado pela eletrônica de bordo, usando um algoritmo matemático. Cada fabricante de fones de ouvido tem seu próprio algoritmo de molho secreto, que funciona com diferentes níveis de eficácia.

O algoritmo é usado para calcular a onda anti-ruído necessária para interferir destrutivamente no ruído ambiente onde você está. Em seguida, um dispositivo conhecido como transdutor, que é essencialmente um tipo de alto-falante, gera a onda anti-ruído.

O efeito final é que quando você liga a função de cancelamento de ruído, você é subitamente envolvido em (quase) silêncio. O que permite que você aproveite seu áudio com uma fidelidade muito melhor ou apenas desfrute de um pouco de paz e tranquilidade.

Cancelamento de ruído^(Noise) ativo e passivo

O processo que acabamos de descrever geralmente é referido nas folhas de especificações do produto como “cancelamento de ruído ativo” ou algo semelhante. Confusamente^{(Confusingly)} , alguns fones de ouvido afirmam ter algo chamado cancelamento de ruído “passivo”.

É muito importante não confundir essas duas características. Realmente não existe cancelamento de ruído passivo. O que esse termo realmente significa é que um determinado par de fones de ouvido foi projetado para bloquear o som usando o isolamento acústico antigo. 

Isso significa que os materiais e o design dos fones de ouvido o isolam até certo ponto do ruído externo. Desse ponto de vista, enfiar os dedos nos ouvidos também é “cancelamento passivo de ruído”.

Há muito a ser dito sobre um par de fones de ouvido que oferece excelente isolamento de som, mas vinculá-lo ao cancelamento de ruído é um truque de marketing.

As limitações^{(Limitations)} do cancelamento de ruído ativo^{(Active Noise Cancellation)}

A tecnologia de cancelamento de ruído ativo atual^(Current) não pode bloquear o ruído perfeitamente. Eles funcionam incrivelmente bem quando se trata de fontes de ruído constantes e previsíveis. Pense^(Think) em um motor a jato, no zumbido de um ar condicionado ou no compressor de sua geladeira. O cancelamento de ruído ativo moderno é incrivelmente bom para apagar completamente esse tipo de som.^(Modern)

Por outro lado, sons imprevisíveis repentinos representam um desafio muito maior. Isso geralmente inclui conversas humanas altas, alguém quebrando um copo de vidro ou qualquer outro ruído que o algoritmo não tenha tempo de analisar. Dito isto, novos sistemas de ponta com processadores mais rápidos e algoritmos mais sofisticados estão começando a lidar com esses tipos de ruído também. 

Um exemplo interessante dessa tecnologia especializada de cancelamento de ruído ativo vem na forma de protetores de ouvido eletrônicos usados ​​ao disparar rifles, pistolas e outras armas de fogo. 

Esses protetores de ouvido usam isolamento de som passivo para bloquear todo o som, assim como os protetores de ouvido comuns fazem. No entanto, eles possuem microfones externos que passam pelo som ao seu redor, para manter a consciência situacional. Assim, você pode conversar com outra pessoa com facilidade. No entanto, o volume máximo de todo o som ao seu redor é mantido em um máximo confortável. 

Esses sistemas geralmente podem fornecer som direcional e amplificar sons silenciosos, enquanto cancelam tiros. Não é exatamente a mesma tecnologia dos fones de ouvido convencionais com cancelamento de ruído, mas está intimamente relacionado.

Remoção de ruído alimentada por IA

 Um desenvolvimento relativamente novo é a aplicação da tecnologia de inteligência artificial para remover ruídos indesejados de um sinal de áudio. Infelizmente, isso ainda não pode acontecer em tempo real, por isso não é eficaz no cancelamento de ruído. O que é muito bom é remover o ruído de um sinal de microfone.

Por exemplo, se você estiver tentando falar com alguém pelo Skype ou fazer uma gravação de voz em um ambiente barulhento, pode ser difícil para a pessoa do outro lado entender o que você está dizendo. Usando inteligência artificial, esse fluxo de áudio pode ser analisado e tudo, exceto sua própria voz, pode ser removido. 

Por exemplo, o aplicativo RTX Voice^{(RTX Voice)} da Nvidia usa o hardware especial de aprendizado profundo em suas placas gráficas RTX para processar o áudio do microfone. ^(RTX)Portanto, se alguém estiver digitando em um teclado, aspirando o chão ou fazendo trabalhos de construção, nada disso será audível para o seu público. Você pode ver uma demonstração dessa incrível tecnologia aqui.

Como há tempo suficiente entre o momento em que você fala no microfone e a outra pessoa ouve o áudio para que a IA faça seu trabalho, não há problema em termos de limitações em tempo real. Talvez com o avanço tecnológico, esses métodos super eficazes de remoção de ruído de IA também funcionem como uma forma de cancelamento de ruído de fone de ouvido.

Microfones com cancelamento de ruído

Passando dos fones de ouvido, outro lugar onde uma tecnologia semelhante pode ser muito útil para a maioria das pessoas, especialmente agora que muitos de nós dependem do trabalho remoto, são os microfones com cancelamento de ruído.

Mais uma vez, embora a linguagem do marketing use o termo “noise-cancelling”, esses microfones não geram anti-ruído para interferir na fonte do ruído. Em vez disso, eles pegam o som como um todo e aplicam o mesmo tipo de algoritmo de identificação de ruído a ele. Removê-lo do fluxo de áudio de entrada antes de passá-lo adiante.

Você ainda obtém soluções de remoção de ruído de microfone alimentadas por IA^(AI-powered) em linha , como este adaptador ASUS^{(ASUS adapter)} . Conecte-o a uma porta USB , conecte seu fone de ouvido e o pequeno cérebro eletrônico dentro removerá ruídos indesejados, deixando apenas sua voz cristalina para trás.

O som do silêncio

Você realmente não percebe o quanto o barulho constante da vida moderna o esmaga até que você consiga bloqueá-lo. Colocar um bom par de fones de ouvido com cancelamento de ruído pode parecer um vento refrescante soprando sua ansiedade de baixo nível. 

Agora que você sabe como funciona o cancelamento de ruído, pode tomar decisões mais informadas sobre o kit anti-ruído de sua escolha. Se você comprar o material certo, descobrirá que o som do silêncio é realmente a melhor música que você pode obter.

How Does Noise Cancellation Work?

Noise. Іt’s all around us. Whether it’s a сrying baby, the hum of an air conditiоner or the animated babble оf your office co-workers. A quiet place to work or enjoy some relaxation is becoming a truly prеmium commodity. Noise cancellation tеchnology can help bring the zen back into your life. 

The question is, how does noise cancellation work? Let’s go over the principles of the technology, so you can make an informed choice when buying your own noise-cancelling equipment.

A (Very) Basic Overview of Sound

Sound is energy travelling as a wave through some form of matter. We generally hear sound transmitted through the air. 

For example, a guitar string vibrates in air, knocking air molecules about. Those molecules knock into their neighbors, and so on. When the wave moving through the air hits your ear drums, it moves them at the same frequency as the guitar string. 

Your brain converts that movement into electrical signals that you then perceive as sound. That’s a very simplistic explanation of what sound is, but it’s the least you need to know to understand noise cancellation.

A (Very) Basic Overview of Anti-sound

A wave has different properties. It has a frequency, which is how often the wave goes through a full cycle. 

Using our guitar string as an example again. The frequency is how quickly the string moves through one full vibration. We perceive higher frequency sound as high-pitched. Lower frequency sound is more bassy. Apart from frequency, waves also have amplitude. That’s the height of the wave’s peak. Next, the wave also has a phase. This is the position of the peaks and troughs of the wave.

If you generate a sound wave that has the same amplitude, but the opposite phase (the peaks are where the troughs of the other wave are), it causes destructive interference. The two waves essentially cancel each other out. This can be done at large scale, where you need to have just as much energy in your anti-noise generator as the original sound itself. However, if you only want to cancel noise for one person, you don’t need much power at all, which is where noise cancelling headphones come in.

Noise Cancelling Headphones

Noise cancelling headphones are technological marvels. On the outside of the headphones, there are microphones that sample the ambient noise outside the headphones. This sound is analyzed by onboard electronics, using a mathematical algorithm. Each headphone maker has its own secret-sauce algorithm, which all work to differing levels of effectiveness.

The algorithm is used to calculate the anti-noise wave needed to destructively interfere with the ambient noise where you are. Then a device known as a transducer, which is essentially a type of speaker, generates the anti-noise wave.

The end effect is that when you switch on the noise cancellation function, you’re suddenly enveloped in (near) silence. Which allows you to enjoy your audio at much better fidelity or just enjoy some peace and quiet.

Active and Passive Noise Cancellation

The process we just described is usually referred to on product specification sheets as “active noise cancellation” or something similar. Confusingly, some headphones claim to have something called “passive” noise cancellation.

It’s very important not to confuse these two features. There really isn’t such a thing as passive noise cancellation. What this term actually means is that a given pair of headphones were designed to block out sound using plain old soundproofing. 

This means that the materials and design of the headphones isolate you from outside noise to some extent. From that point of view, sticking your fingers in your ears is also “passive noise cancellation”.

There’s much to be said for a pair of headphones that offer great sound isolation, but linking that to noise cancellation is a bit of marketing sleight of hand.

The Limitations of Active Noise Cancellation

Current active noise cancellation technology can’t block out noise perfectly. They work incredibly well when it comes to constant, predictable sources of noise. Think of a jet engine, the hum of an air conditioner or your fridge compressor. Modern active noise cancellation is incredibly good at erasing that type of sound completely.

Conversely, sudden unpredictable sounds pose much more of a challenge. This usually includes loud human conversations, someone breaking a glass cup or any other noise that the algorithm doesn’t have time to analyze. That being said, new cutting edge systems with faster processors and more sophisticated algorithms are beginning to deal with these types of noise as well. 

One interesting example of such specialized active noise cancellation technology comes in the form of electronic earmuffs used when firing rifles, pistols and other firearms. 

These earmuffs use passive sound isolation to block out all sound, just as regular shooting earmuffs do. However, they have external microphones that pass through sound around you, to maintain situational awareness. So you can have a conversation with another person with ease.  However, the maximum volume of all sound around you is kept under a comfortable maximum. 

These systems can often provide directional sound and amplify quiet sounds as well, while cancelling out gunshots. It’s not exactly the same technology as mainstream noise cancellation headphones, but it’s closely related.

AI-Powered Noise Removal

 A fairly new development is the application of artificial intelligence technology to remove unwanted noise from an audio signal. Unfortunately this can’t quite happen in real time just yet, so it isn’t effective at noise cancellation. What it is very good at is removing noise from a microphone signal.

For example, if you’re trying to Skype someone or make a voice recording in a noisy environment, it can be hard for the person on the other end to understand what you’re saying. Using artificial intelligence, that audio stream can be analyzed and everything but your own voice can be removed. 

For example, Nvidia’s RTX Voice application uses the special deep learning hardware in their RTX graphics cards to process microphone audio. So whether someone is typing on a keyboard, vacuuming the floor, or doing construction work, none of that will be audible to your audience. You can see a demonstration of this incredible technology here.

Since there’s enough time between where you speak into the microphone and the other person hears the audio for the AI to do it’s work, there’s no issue in terms of real time limitations. Perhaps with technological advancement these super-effective AI noise removal methods will work as a form of headphone noise cancellation as well.

Noise Cancelling Microphones

Moving on from headphones, another place where a similar technology can be very useful for most people, especially now that so many of us rely on remote work, are noise-cancelling microphones.

Once again, even though the marketing language uses the term “noise-cancelling”, these microphones don’t generate anti-noise to interfere with the source of the noise. Instead, they take the sound as a whole and then apply the same sort of noise-identifying algorithm to it. Removing it from the input audio stream before passing it on.

You even get in-line AI-powered microphone noise removal solutions, such as this ASUS adapter. Plug it into a USB port, connect your headset to it and the little electronic brain inside will remove unwanted noises, leaving only your crystal clear voice behind.

The Sound of Silence

You don’t really notice how much the constant noise of modern life grinds you down until you manage to block it out. Slipping on a pair of good noise-cancelling headphones can feel like a refreshing wind blowing away your low-level anxiety. 

Now that you know how noise cancellation works, you can make more informed decisions about your anti-noise kit of choice. If you buy the right stuff, you’ll find that the sound of silence really is the best music you can get.

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