La principal tecnología del zoom de audio es la formación de haces o filtrado espacial.Puede cambiar la dirección de la grabación de audio (es decir, detecta la dirección de la fuente de sonido) y la ajusta según sea necesario.En este caso, la dirección óptima es un patrón supercardioide (en la foto de abajo), que mejora el sonido que viene desde el frente (es decir, la dirección en la que mira directamente la cámara), al tiempo que atenúa el sonido que viene desde otras direcciones (ruido de fondo).).
La base de esta tecnología es que es necesario instalar un micrófono omnidireccional en la medida de lo posible: cuantos más micrófonos y más lejos, más sonido se podrá grabar.Cuando un teléfono está equipado con dos micrófonos, normalmente se colocan en la parte superior e inferior para maximizar la distancia entre ellos;y las señales captadas por los micrófonos estarán en la mejor combinación para formar una directividad supercardioide.
La imagen de la izquierda es una grabación de audio típica;El zoom de audio en la imagen de la derecha tiene una directividad supercardioide, que es más sensible a la fuente objetivo y reduce el ruido de fondo.
El resultado de esta alta directividad se obtiene utilizando un receptor no direccional configurando diferentes ganancias para cada grupo de micrófonos individuales en varias ubicaciones del teléfono, luego sumando las fases de los picos para mejorar el sonido deseado y destruyendo la onda lateral para reducir. interferencia fuera del eje.
Al menos, en teoría.De hecho, la formación de haces en los teléfonos inteligentes tiene sus propios problemas.Por un lado, los teléfonos móviles no pueden utilizar la tecnología de micrófonos de condensador que se encuentran en los grandes estudios de grabación, sino que deben utilizar transductores electretos: micrófonos MEMS (sistemas microelectromecánicos) en miniatura que requieren muy poca energía para funcionar.Además, para optimizar la inteligibilidad y controlar los artefactos espectrales y temporales característicos que ocurren con el filtrado espacial (como distorsión, pérdida de graves y sonido general con interferencia de fase/nasalidad severa), los fabricantes de teléfonos inteligentes no solo deben considerar cuidadosamente la ubicación del micrófono. , debe confiar en su propia combinación única de características de sonido, como ecualizadores, detección de voz y puertas de ruido (que a su vez pueden causar artefactos audibles).
Lógicamente, cada fabricante tiene su propio método de formación de haces exclusivo combinado con tecnología patentada.Dicho esto, cada una de las diferentes técnicas de formación de haces tiene sus puntos fuertes, desde la eliminación de reverberación del habla hasta la reducción de ruido.Sin embargo, los algoritmos de formación de haces pueden amplificar fácilmente el ruido del viento en el audio grabado y no todo el mundo puede o quiere utilizar un parabrisas adicional para proteger los MEMS.¿Y por qué los micrófonos de los teléfonos inteligentes no procesan más?Debido a que esto compromete la respuesta de frecuencia y la sensibilidad del micrófono, los fabricantes tienden a confiar en el software para reducir el ruido y el ruido del viento.
Además, es imposible simular el ruido real del viento en un entorno acústico natural en condiciones de laboratorio y hasta el momento todavía no existe una buena solución técnica para abordarlo.Como resultado, los fabricantes deben desarrollar tecnologías digitales únicas de protección contra el viento (que puedan aplicarse independientemente de las limitaciones del diseño industrial del producto) basadas en la evaluación del audio grabado.OZO Audio Zoom de Nokia graba sonido con la ayuda de su tecnología a prueba de viento.
Al igual que la cancelación de ruido y muchas otras técnicas populares, la formación de haces se desarrolló originalmente con fines militares.Los conjuntos de transmisores en fase se utilizaron como antenas de radar durante la Segunda Guerra Mundial y hoy en día se utilizan para todo, desde imágenes médicas hasta celebraciones musicales.En cuanto a los conjuntos de micrófonos en fase, fueron inventados en los años 70 por John Billingsley (no, no el actor que interpretó al Dr. Volash en Star Trek: Enterprise) y Roger Kinns.Aunque el rendimiento de esta tecnología en los teléfonos inteligentes no ha mejorado significativamente durante la última década, algunos teléfonos son de gran tamaño, algunos tienen múltiples juegos de micrófonos y algunos incluso tienen conjuntos de chips más potentes.El teléfono móvil en sí tiene un nivel más alto, lo que hace que la tecnología de zoom de audio sea más efectiva en diversas aplicaciones de audio.
En el artículo de N. van Wijngaarden y EH Wouters “Enhancing Sound by Beamforming Usando Smartphones” se afirma: “Me viene a la mente que los países (o empresas) de vigilancia pueden utilizar técnicas específicas de formación de haces para espiar a todos los habitantes. Pero en la medida de la vigilancia masiva ¿Qué impacto puede tener el sistema de formación de haces de un teléfono inteligente?[…] En teoría, si la tecnología madura, podría convertirse en un arma en el arsenal del estado de vigilancia, pero eso todavía está muy lejos.La tecnología de formación de haces específica de los teléfonos inteligentes es todavía un territorio relativamente inexplorado, y la falta de tecnología de silencio y las discretas opciones de sincronización reducen la posibilidad de una escucha encubierta.
Hora de publicación: 14 de junio de 2022
