【Redmi AirDots 3 Pro降噪「小米自研主動降噪技術在RedmiBudsPro4上的應用」】昨天發布會，大家有沒有將心儀好物收入囊中呢？除了手機，小編發現大家對于“最強王牌旗艦降噪耳機Redmi Buds Pro4”，呼聲很高 。所以本期技術干貨，我們邀請到了AI實驗室聲學團隊工程師段爽，和大家分享自研主動降噪技術的原理、實現方式，以及在Redmi Buds Pro4 耳機上的應用 。

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一、主動降噪與被動降噪要了解主動降噪就需要先了解一下被動降噪 ， 通常我們在遇到刺耳的噪聲時 ， 大部分人會下意識地捂住耳朵，這種通過物理上隔絕（阻斷聲波傳播）的方式可稱之為被動降噪 。主動降噪則是根據特定的噪聲，產生完全相反的聲波 ， 讓兩種聲波在相遇時互相抵消，從而把該噪音隔除 。被動降噪的優勢是降噪空間大，對于高頻信號（聽感上體驗為尖銳刺耳的聲音）的隔絕效果好，但對于低頻噪聲而言，降噪效果則會大打折扣，而主動降噪則可以很好的彌補被動降噪的不足，其能夠有效的降低低頻噪聲 。
如圖1所示，其為某耳機的降噪曲線，可以明顯的看出在未開啟主動降噪時（相當于僅存在被動降噪），在1000Hz以上都有著近20dB的降噪效果，當開啟主動降噪后（相當于主動降噪 被動降噪），1000Hz以下的降噪效果得到明顯提升，最大降噪深度達到了30dB 。

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圖1 主動降噪開啟前后降噪效果
二、主動降噪耳機的降噪原理如圖2所示，耳機上的主動降噪技術都是基于聲波的疊加相消原理 。所有的聲音都是由一定的頻譜組成，如果可以找到一種聲音，其頻譜與所要消除的噪聲完全一樣，只是相位剛好相反（相差180°），就可以將這個噪聲完全抵消掉 。

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圖2 噪聲的疊加相消
主動降噪耳機也是基于這一原理，如圖3所示，通過對耳機上安置的前饋麥克風采集到的噪聲信號進行分析、處理，然后驅動揚聲器產生一個與環境噪聲相位相反的噪聲，以此來抵消傳入人耳的噪聲 。同時內置的反饋麥克風用于檢測傳入人耳噪聲，并基于該噪聲進行分析，及時的反向調整驅動器所產生的反相位噪聲以此來獲得最好的降噪效果 。

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圖3 主動降噪耳機的工作原理
主動降噪系統必備的硬件有麥克風、處理芯片、揚聲器，每一個部分都需要保證高質量才能達到較好的降噪效果，這也是為什么主動降噪耳機的售價要遠高于傳統（無主動降噪功能）耳機設備的原因 。
三、實現主動降噪的方式主動降噪一般可以細分為 Feedforward ANC (前饋主動降噪)， Feedback ANC (反饋主動降噪) 以及 Hybrid ANC(混合主動降噪，本質上是前饋加上反饋) 。下面將對每一種方式進行簡單的介紹 。
>>>>3.1 前饋式主動降噪
如圖4所示，前饋麥克風接收到環境噪聲信號后將其送到前饋式控制器，經過控制器處理后，產生一個相應的“反噪聲”信號，同時驅動揚聲器播放該“反噪聲”信號，與通過實際物理途徑中傳來的原始噪聲信號相疊加，反饋麥克風作為誤差傳感器檢測疊加后所形成的殘余噪聲信號，并將其送到控制器中，控制器再調整“反噪聲”信號的強度 。

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圖4 前饋式主動降噪控制系統示意圖

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