Шумопонижение в телевизоре что это

Недавно мы выпустили подборку наушников для программистов, большинство из них — с шумоподавлением. Давайте разбираться, как работает эта магия.

Какой шум, какое подавление?

Представьте ситуацию: вы программируете в офисе, а рядом менеджеры по продажам шарашат холодными звонками по базе клиентов. Пять человек с утра до вечера галдят свои продажные скрипты. Сосредоточиться невозможно, мозги вытекают.

Даже если вы наденете очень плотные наушники, то этот гомон всё равно будет проникать под амбушюры и долетать до ваших ушей. Он будет тише, чем обычно, но он будет. Сознание всё равно будет переключаться на этих людей.

Чтобы полностью отсечь внешние шумы, наушники должны быть очень плотными и тяжёлыми, как будто тебя душат подушкой. Или можно использовать беруши — специальные мягкие вкладыши в ушные каналы (их часто используют люди, которые работают в громких помещениях — клубах, на концертах и т. д.). Но всё это довольно неприятно, а сидеть с «бананами в ушах» непрактично.

Как работает ШУМОПОДАВЛЕНИЕ | РАЗБОР

Можно заглушить окружающий шум, перебив его музыкой в наушниках или другим шумом — например, шумом моря или оживлённого кафе. Один шум заглушит другой, и голоса менеджеров в вашей голове как будто пропадут. Но продолжительное прослушивание громкого шума может навредить слуху.

Чтобы нам помочь, инженеры изобрели активное шумоподавление — это технология, которая помогает носителю наушников заглушить окружающие шумы.

Как это работает

Любой звук, и шум в том числе, — это звуковые волны, которые распространяются в воздухе. Эта волна не сильно отличается от волны на поверхности пруда — только не в воде, а в воздухе.

Из школьного курса физики вы слышали о понятии интерференции: если две волны накладываются друг на друга, то они могут либо усилить друг друга, либо погасить.

Получается, что в теории мы можем погасить любой внешний шум, если смешаем его с точно таким же шумом, только «отзеркаленным» — по-другому говорят, что это звук в противофазе, с перевёрнутой фазой, инвертированной фазой. В общем, противоположный по фазе:

Аналогия такая: представьте, что вы идёте наверх по эскалатору, который движется вниз. Если идти точно с такой же скоростью, то получится, что вы стоите на месте. Со звуком то же самое: когда встречаются две волны, одна из которых в противофазе (отзеркаленная), то они компенсируют друг друга.

Как это устроено в наушниках

Чтобы слышать то, что происходит вокруг, в наушники встраивают чувствительные микрофоны. Они слышат окружающий шум и посылают сигнал на специальный процессор, который отвечает за шумоподавление. Задача процессора — тут же «отзеркалить» звук.

Фишки AirPods о которых ты не знал

Для этого в некоторых наушниках делают отдельный динамик, который выдаёт нужный сигнал, или подмешивают его к основному звуку. В любом случае это гасит шум, и вы его не слышите.

Что не умеет шумодав

Не все звуки можно погасить таким способом — очень высокие и очень низкие частоты всё равно будут иногда пробиваться даже через шумоподавление. Поэтому, если вы стоите рядом с отбойным молотком, вы в любом случае будете ощущать вибрации и низкочастотный шум от его работы. Но с улицей или с офисным галдежом шумодав справляется отлично.

Я слышу как будто «давление на уши», это нормально?

В некоторых наушниках при включённом шумодаве вы можете ощущать, будто на ваши уши что-то давит. На самом деле никакого дополнительного давления на барабанную перепонку нет — это просто психоакустический эффект, когда вы слышите тишину. Достаточно включить музыку, и ощущение пропадёт.

Это вредно для здоровья?

Науке пока неизвестны негативные последствия от работы наушников с шупоподавлением. Но известно, как постоянный шум влияет на уровень стресса и психическое здоровье. Он влияет. Поэтому шумодав сейчас скорее полезен, чем вреден.

На наушниках села батарейка. Шумодав будет работать?

Не будет. Чтобы шумодав работал, нужен процессор и микрофоны, а им нужно питание от батареи.

Почему я всё ещё слышу некоторые звуки при включённом шумоподавлении?

1. Микрофоны и динамики ваших наушников имеют ограниченный диапазон действия, то есть они не слышат и не могут воспроизвести некоторые волны.
2. Вы слышите не только ушами, но и частично всем телом: вы ощущаете вибрации окружающей среды, которые тоже могут восприниматься как звук.
3. Человеческий слух настроен хорошо различать человеческие голоса, поэтому когда где-то рядом кто-то говорит, мы более чутки к таким звукам. Подавить их полностью довольно сложно.

Разумеется, технология шумоподавления ещё не так эффективна, как хотелось бы. Но даже так — лучше, чем ничего. Наслаждайтесь

Получите ИТ-профессию

В «Яндекс Практикуме» можно стать разработчиком, тестировщиком, аналитиком и менеджером цифровых продуктов. Первая часть обучения всегда бесплатная, чтобы попробовать и найти то, что вам по душе. Дальше — программы трудоустройства.

Источник: thecode.media

Что такое шумоподавление (Noise-Cancellation) и что я могу от него ожидать?

Шумоподавление может быть основной причиной покупки наушников. Возможно, вы хотите отфильтровать посторонние звуки во время ежедневных поездок, в самолете или от шумных соседей.

Знаете ли вы?

Звук может передаваться, только если существует среда для его передачи, например воздух, вода, стекло или металл. Если вы находитесь в пустой комнате с динамиком, воспроизводящим музыку, вы услышите эту музыку. Однако если на несколько секунд удалить из комнаты воздух, динамик продолжит работать, но вы не услышите ни звука, так как не будет среды для передачи звуковых волн. Аналогично, космос — это вакуум, поэтому он не передает звуковые волны так, как воздух на Земле (хотя те же звуки существуют и в открытом космосе, просто мы их не слышим)

Почему я слышу посторонний шум при включенном шумоподавлении?

В пространстве между аудиоустройством и барабанной перепонкой находится воздух

Технология шумоподавления не может полностью изолировать звук от шума из-за воздуха, находящегося между аудиоустройством и барабанной перепонкой. Однако этот воздух необходим вам, чтобы слышать музыку. Если бы вы могли удалить этот воздух, результатом была бы тишина — независимо от громкости музыки. Почему?

Не было бы среды для передачи звука из аудиоустройства на вашу барабанную перепонку. Поэтому шум в какой-то степени всегда будет проникать и быть слышимым.

Также не стоит забывать об объективной особенности органов чувств человека: человек эволюционировал многие тысячи лет, во многом полагаясь на слух. Это до сих пор важный фактор безопасности. Поэтому слышать для него естественный шумовой фон (даже если мы на него и не обращаем внимания сознательно) — естественно и нормально. Чувство слуха обостряется, если ухудшается восприятие другими органами чувств или меняется привычный шумовой фон. Системы шумоподавления наушников подавляют часть естественных и привычных для слуха шумов (природы или урбанистические) обеспечивая «непривычную» для ситуации тишину (чего сознательно добивается слушатель), но мозг человека со временем может подсознательно или инстинктивно начать компенсировать такое изменение и пытаться лучше различать те звуки, на которые раньше не обращал внимания (при тех же настройках и параметрах шумоподавления наушников).

Шумоподавление на разных уровнях частоты

Вы замечали, насколько эффективно шумоподавление заглушает звук самолетного двигателя? Однако, когда кто-то рядом с вами говорит, вы слышите его голос. Почему так происходит?

Шумоподавление лучше всего работает, когда окружающий шум имеет низкую или среднюю частоту. Басы считаются звуками с низкой частотой, а высокие ноты — звуками с высокой частотой. Двигатель самолета производит постоянный низкий звук, поэтому уровень звука, который вы слышите, остается неизменным.

Когда кто-то говорит, звуковые волны рассеиваются в зависимости от громкости и энергии, создаваемой каждым словом и звуком. В отличие от звука самолетного двигателя частота человеческой речи изменяется постоянно.

Как работает шумоподавление?

Аудиоустройства с шумоподавлением используют встроенный микрофон для анализа окружающих звуковых волн и генерируют противоположные звуковые волны для подавления этих звуков. Шумоподавление работает наилучшим образом, если окружающий звук является постоянным и находится в диапазоне низких или средних частот.

Теперь давайте рассмотрим колеблющиеся уровни частоты во время разговора. Внезапные изменения частоты происходят слишком часто. Аудиоустройству с шумоподавлением сложно анализировать и обрабатывать эти различия. Поэтому некоторые звуки слышны, а другие — нет.

Что я могу ожидать от технологии шумоподавления (Noise-cancellation)?

Функция шумоподавления позволяет повысить качество прослушивания за счет устранения мешающих внешних звуков.

Однако помните следующее:

• Эффект шумопонижения может быть неявным в спокойной обстановке или могут быть слышны некоторые звуки. Если окружающие шумы слабые, даже рекомендуется не включать функцию NC, так как для ее оптимальной работы необходимо, чтобы поступал сигнал окружающих шумов.
• Эффект шумоподавления может различаться в зависимости от того, как вы носите гарнитуру; также в некоторых случаях может возникать микрофонный эффект. В подобных случаях снимите гарнитуру и снова ее наденьте.
• Главным образом система шумоподавления работает в низкочастотном диапазоне (поезда, самолеты, звук двигателя). Хотя шумы и понижаются, они не убираются совсем.
• Если гарнитура используется в поезде или автомобиле, шумы могут возникать в зависимости от окружающих условий. Не рекомендуется использовать гарнитуру с подавлением внешних шумов во время управления автомобилем, так как возможность слышать все окружающие звуки дорожного движения является важным фактором обеспечения вашей безопасности.
• Шумы и помехи могут возникать при использовании мобильных телефонов. В подобных случаях гарнитура должна располагаться подальше от мобильного телефона.
• Не закрывайте микрофоны. При этом функция шумоподавления или режим окружающего звучания (Ambient Sound Mode) могут не работать оптимально, или может возникать микрофонный эффект. В подобных случаях убирайте руки с микрофонов гарнитуры.

Для просмотра этого видео в Youtube примите все файлы cookie.

Зайдите в настройки файлов cookie ниже и включите сохранение файлов cookie для Youtube в разделе «Функциональные».

Источник: www.sony.ru

Шумопонижение

Шумопонижение — процесс устранения шумов из полезного сигнала с целью повышения его субъективного качества. Методы шумоподавления концептуально очень похожи независимо от обрабатываемого сигнала, однако предварительное знание характеристик передаваемого сигнала может значительно повлиять на реализацию этих методов в зависимости от типа сигнала.

Системы шумопонижения (СШП) — системы обработки сигнала, предназначенные для увеличения отношения сигнал/шум за счёт избыточности либо понижения разрядности или разрешения сигнала. Также для обозначения СШП часто применяется термин «шумоподавитель».

Системы шумопонижения широко используются как для обработки звукового (аудио) сигнала, так и для видео (фото) сигнала. Большинство СШП делится на два типа:

• Фильтрация. СШП обрабатывает сигнал при приёме (воспроизведении) или записи (передаче) пытаясь очистить полезный сигнал от шума. Большинство систем обработки фотоизображений относится к этому типу.
• Системы, модифицирующие сигнал для передачи по шумным каналам. К ним относятся и аудио компандерные системы шумопонижения.

Все устройства записи, как аналоговые, так и цифровые, обладают свойствами, которые делают их восприимчивыми к шуму. Шум может быть случайным и не когерентным, то есть не связанный с самим сигналом, или когерентным, вносимый устройствами записи и алгоритмами обработки.

В электронных системах звукозаписи основной формой шума является шипение, вызванное тепловыми процессами, влияющими на направление движения электронов. Эти случайные электроны создают напряжение на выходе, которое при воспроизведении воспринимаются как шум.

В случае кино-фотопленки и магнитной ленты, шум (видимый и слышимый) вносится структурными частицами носителя. В кинопленке зернистость определяется чувствительностью пленки, более чувствительная пленка имеет большую зернистость. В магнитной ленте большие гранулы магнитных частиц (обычно оксид железа) более подвержены к возникновению шума. Для компенсации этого применяются большие площади пленки или магнитной ленты, чтобы снизить шумы до допустимого уровня.

Шумоподавление в звуковой технике

Компандерные системы шумопонижения

Для улучшения звучания в системах записи и передачи звука осуществляется предкоррекция звукового сигнала с использованием компандирования. Компандерные системы шумопонижения используют предварительную компрессию сигнала, то есть сжатие динамического диапазона, а при приёме (воспроизведении) полученный сигнал экспандируется, то есть расширяется динамический диапазон, при этом уменьшается уровень проникших помех и шумов в канал передачи (записи). Отсюда название систем: Компрессор + Экспандер = Компандер.

Так как тракт передачи (записи) сигналов имеет две стороны — приёмную и передающую, или, иначе говоря, вход и выход, а в компандерных системах обработка сигнала производится как на входе, так и на выходе, то такую систему шумопонижения принято называть «двухсторонней» (англ. double-ended ).

К такому типу относится широкополосная частотнонезависимая система dbx и семейство систем шумопонижения Dolby NR с применением частотнозависимой обработки. Основное отличие этих систем в том, что в dbx обработка применяется ко всей полосе частот звукового сигнала, а в системах Dolby отдельно в одной или нескольких полосах частот с учетом уровня громкости каждой из них.

Односторонние шумоподавители

Другой тип алгоритмов предполагает процесс улучшения звучания уже имеющегося материала. В случае, когда доступа к исходному сигналу уже нет, то есть имеется только зашумленная фонограмма, полученный сигнал обрабатывается «с одной стороны», а именно — при его воспроизведении. По принятой терминологии такие шумоподавители именно так и называются — «односторонние» (от англ. single-ended ).

Самый простой способ подавления шума — пороговый шумоподавитель или гейт (от англ. noise-gate ), который блокирует прохождение сигналов в паузах фонограммы. Он действует как простой выключатель — либо полностью пропускает входной сигнал на выход, либо полностью его подавляет. В современных моделях задается порог срабатывания, ниже которого сигнал не проходит. Это не всегда дает необходимый эффект, так как во время звучания тихих фрагментов уровень шума все равно остается довольно высоким и заметным на слух, либо такие фрагменты могут быть и вовсе подавляться.

Другой способ шумоподавления был распространен в бытность магнитофонов и носил название DNL (от англ. Dynamic Noise Limiter — динамический ограничитель шума). На основе анализа уровней ВЧ-составляющих обрабатываемого сигнала происходило их ослабление в том случае, если их уровень в исходном сигнале достаточно мал, и ими можно пренебречь. Для этого применялся скользящий адаптивный фильтр, который изменял полосу своего пропускания в зависимости от спектра обрабатываемого сигнала. Типичным представителем данного типа являлась отечественная система шумопонижения «Маяк».

С развитием цифровой обработки сигналов широкое распространение получил метод спектрального вычитания. Суть метода в том, что из амплитудно-частотного спектра полезного сигнала вычитается указанный заранее (или выделяемый автоматически) спектр чистого шума. Число частотных полос, на которые разбивается сигнал, в зависимости от реализации алгоритма может достигать нескольких тысяч, то есть ширина полосы, в которой ведется обработка, будет составлять единицы Герц. Это позволяет эффективно отфильтровывать гармоники полезного звукового сигнал от шумовых составляющих.

Подавление шума на изображениях

Удаление полиграфического растра применением размытия по Гауссу

Шумоподавление изображений чаще всего служит для улучшения визуального восприятия, однако возможно применение в медицине в целях увеличения четкости изображения на рентгеновских снимках, в качестве предобработки для последующего распознавания и в других случаях.

Источниками шумов на изображении могут быть:

• Аналоговый шум

• Зернистость плёнки
• Грязь, пыль
• Царапины
• Отслоение фотографической эмульсии

• Тепловой шум матрицы
• Шум переноса заряда
• Шум квантованияАЦП
• Усиление сигналов в цифровом фотоаппарате
• Грязь, пыль на сенсоре

При цифровой обработке изображений применяется пространственное шумоподавление. Выделяют следующие методы:

• Адаптивная фильтрация — линейное усреднение пикселей по соседним
• Медианная фильтрация
• Математическая морфология
• Размытие по Гауссу
• Методы на основе дискретного вейвлет-преобразования
• Метод главных компонент
• Анизотропная диффузия
• Фильтры Винера

Шумоподавление видео

Шумоподавление видео — процесс устранения шума из видеосигнала. Выделяют следующие методы шумоподавления видео:

• Пространственные методы — алгоритмы шумоподавления изображения применяются для каждого кадра отдельно.
• Временные методы — усреднение между несколькими последовательно идущими кадрами. Могут появляться артефакты в виде раздвоения изображения.
• Пространственно-временные методы — так называемая 3D-фильтрация, сочетают оба метода, основаны на пространственно-временная корреляции изображения.

Методы подавления шума в видеосигнале разрабатываются и применяются в зависимости от типа шума (искажений). Типичными видами шума или искажений видеосигнала являются:

• Аналоговый шум

• Искажения канала радиопередачи

• Высокочастотные помехи (точки, короткие горизонтальные цветные линии и т. д.)
• Помехи канала яркости и цветности (проблемы с антенной)
• Раздвоение видео — появление ложных контуров

• Искажения цвета
• Помехи канала яркости и цветности (типично для VHS)
• Хаотичные сдвиги строк по краям кадра (смещение сигнала строчной синхронизации)
• Широкие горизонтальные шумные полосы (старые кассеты или засорение видеоголовки)

• Грязь, пыль
• Царапины
• Отслоение фотографической эмульсии
• Отпечатки пальцев

• Артефакты сжатия — искажения сильного сжатия потока данных
• Окантовка — для низких и средних битрейтов, особенно для мультипликационных фильмов
• Разбиение изображения на квадратные блоки («рассыпание»), замирание изображения — искажения в случае пропадания цифрового сигнала или повреждения носителя (царапины на DVD, замятины ленты DV).

См. также

• Обработка сигналов
• Цифровая обработка сигналов
• Цифровой шум изображения
• Обработка изображений
• Отношение сигнал/шум

Литература

• Алексей ЛукинПодавление широкополосного шума: история и новые разработки. // Звукорежиссёр : журнал. — 2008. — № 10.
• Кен ГендриСистемы шумоподавления // Звукорежиссёр : журнал. — 2004. — № 6,7,8.
• Михаил ЧернецкийСистемы шумоподавления // Звукорежиссёр : журнал. — 2001. — № 9.
• Шкритек П.Способы снижения шумов и помех // Справочное руководство по звуковой схемотехнике = Handbuch der Audio-Schaltungstechnik. — М .: Мир, 1991. — С. 244-267. — 446 с.
• Дарья Калинкина, Дмитрий ВатолинПроблема подавления шума на изображениях и видео и различные подходы к ее решению // Компьютерная графика и мультимедиа : журнал. — 2005. — № 3(2).
• PisatelЧто такое шум на фотографии и как с ним бороться. Цифрокадр: новости о фотографии, обзоры и сравнения фототехники. digitalgear.ru (6 августа 2009). Проверено 6 октября 2011.

• Шумоподавление
• Звукозапись
• Цифровая обработка изображений

Wikimedia Foundation . 2010 .

Источник: dic.academic.ru