В чем разница между шумоподавлением и шумоподавлением?

У меня был вопрос о сиренах в другом разделе, который привел к вопросу в разделе физики... и мне сказали, что мой вопрос больше подходит для когнитивной науки. Итак, вот оно:

Шумов много: от проезжающего мимо тяжелого грузовика до завывания сирен скорой помощи. Потом кто-то рядом с тобой храпит. Хотя они все надоедливые, они не могут быть одним и тем же?

Я слышал, что люди используют термин «белый шум», чтобы нейтрализовать или уменьшить другие шумы. Конечно, я использовал различные затычки для ушей (которые уменьшают только определенные виды шума и не очень хорошо), но, глядя на белый шум, я понял, что есть так много шума и звуков, о которых я не знаю. Например, есть также коричневый шум и розовый шум. Есть громкость звука, высота тона, тембр, направление, частота и т.

Как мне найти правильный тип звуковой маскировки для различных звуков, таких как храп и вопли машин скорой помощи?

Ответы (2)

Начнем с терминологии в вашем вопросе:

Громкость : Уровень (амплитуда) звука. Чем выше уровень звука, тем громче он воспринимается. Громкость измеряется по шкале дБ, например , дБА (с поправкой на человеческую чувствительность по частотам), дБ HL (используется в клинике относительно уровня нормального слуха) или дБ SPL (более физический подход к уровню звука). На Рисунке 1 ниже впечатление дано в дБА (уровни звука, взвешенные по шкале А). Не беспокойтесь о масштабировании дБ слишком много. Обычно нормальная речь составляет около 65 дБ, фоновый шум — около 30 дБ, а болевой порог — около 130 дБ (источник: OSHA ).

график уровня звука
Рис. 1. Диаграмма уровня звука. источник: IQ

Частота : Идеальная синусоида имеет одну частоту . Это соответствует чистому тону . Большинство обычно встречающихся звуков имеют несколько частот. Частота определяет высоту тона.

Высота тона : в основном определяется частотой звука. Слышимый диапазон частот человека колеблется примерно от 20 Гц до 20 кГц (источник: LSU ). Субъективное восприятие частоты называется высотой тона.

Древесина : нет-нет, древесина имеет какое-то отношение к дереву - это тембр . Тембр представляет собой «те субъективные качества [звуков], которые не определяются [их] высотой тона и нашей громкостью». Он определяется частотным спектром и огибающей (огибающая — это медленная низкочастотная часть звука, которая его окутывает) (источник: wiki ). С точки зрения затухания/маскировки/гашения звука особого интереса не представляет. Скорее всего тембр может влиять на раздражающий фактор звука, но не более того.

Направление : акустически обычно определяется как азимут (градусы в горизонтальной плоскости) и высота (градусы в вертикальной плоскости). Так же и здесь в плане шумоглушения/маскировки/гашения не представляет большого интереса

Белый шум : случайный сигнал с постоянной спектральной плотностью мощности. Это дискретный сигнал, выборки которого рассматриваются как последовательность последовательно некоррелированных случайных величин с нулевым средним и конечной дисперсией. Можно также потребовать, чтобы выборки были независимыми и имели одинаковое распределение вероятностей. Если каждый образец имеет нормальное распределение с нулевым средним значением, говорят, что сигнал представляет собой гауссовский белый шум (источник: вики) . Субъективно белый шум имеет резкое, довольно неприятное шипение. Проверьте это на Online Tone Generator .

Розовый шум : Розовый шум или 1⁄f-шум — это сигнал или процесс с таким частотным спектром, что спектральная плотность мощности [...] обратно пропорциональна частоте сигнала. [E] каждая октава [...] несет равное количество шумовой энергии. Название происходит от розового цвета видимого света с этим спектром мощности (источник: вики ). Розовый шум имеет гораздо более высокий низкочастотный вклад, чем белый шум, и поэтому более приятен для слуха. Он приближается к звуку дождя или водопада. Розовый шум — лучший выбор, когда вы хотите заснуть, так как он часто воспринимается как расслабляющий . Проверьте это на онлайн-генераторе тонов

Насколько я знаю, коричневого шума не существует. Броуновский шум — это то, что вам нужно. Броуновский шум, или красный шум, — это разновидность сигнального шума, создаваемого броуновским движением , отсюда и его альтернативное название — шум случайного блуждания . Термин «броуновский шум» происходит не от цвета, а от имени Роберта Брауна , первооткрывателя броуновского движения. Термин «красный шум» происходит от аналогии «белый шум» / «белый свет»; красный шум силен в более длинных волнах, подобно красному концу видимого спектра (источник: wiki ). Это гораздо реже встречающийся шум. Проверьте это на онлайн-генераторе тонов

На ваш вопрос:

В основном есть три вещи, которые вы можете сделать, чтобы избавиться от надоедливых звуков:

  1. Затухание . Как правило, это пассивный способ шумоподавления, который может быть достигнут путем блокирования шума берушами, наушниками, звуконепроницаемыми стенами и т. д. Существует огромное разнообразие берушей: от пары берушей из пеноматериала до от нескольких центов за пару до сложных ушных вкладышей за сотни долларов, до изготовленных вручную, индивидуально изготовленных затычек, которые можно приобрести у медицинских работников. Последние, очевидно, являются лучшими. Например, они используются профессиональными музыкантами и изготавливаются профессионалами путем изготовления слепка вашего наружного уха и придания ему идеально подходящей формы. Все эти штекеры, однако, приглушают звуки, т.е., уменьшите уровень звука. Лучшие из них ослабляют звуки на значительное количество дБ (скажем, от 30 до 40 дБ) с «плоской частотной характеристикой », что означает, что они ослабляют все слышимые частоты примерно одинаково. Более дешевые плохо затухают, и, что еще хуже, часто их частотные характеристики показывают пик на высоких частотах и ​​низкую производительность на низких частотах. Это вызывает басовые шумы (храп, музыкальные барабаны и т. д.). Тем не менее, даже со штекером Rockstar на -40 дБ вы уменьшите звук проходящей рядом сирены всего на 40 дБ, оставив около 70 дБ (конечно, в зависимости от расстояния до сирены).
  2. Маскировка . это активныйподход, при котором вы не ослабляете фоновый шум, а маскируете его более приятным звуком. Белый шум идеален, так как он охватывает все слышимые частоты. Это означает, что каким бы ни был источник шума, он будет эффективно замаскирован белым шумом. Однако розовый шум может быть лучшим кандидатом, потому что, как уже говорилось, он более приятен для слуха, чем белый шум. Однако на более высоких частотах розовый шум будет работать хуже, чем белый шум, поэтому вопль скорой помощи будет звучать относительно громко. Низкочастотные шумы, такие как храп, хорошо маскируются. На самом деле розовый шум часто используют для сна младенцев и взрослых, потому что это довольно приятный звук. Однако, чтобы замаскировать звук с определенным частотным спектром в 70 дБ, вам потребуется равное «количество» розового шума в той же полосе частот, чтобы полностью его замаскировать. Поскольку низкие частоты хорошо представлены в розовом шуме, низкочастотные звуки относительно низкого уровня звука довольно хорошо маскируются, например, храп или надоедливые басы соседского телевизора. Чтобы заблокировать сирену или шум полномасштабной домашней вечеринки, вы должны включить розовый шум настолько громко, что это просто не принесет вам никакой пользы.
  3. Отмена . Это интеллектуальное активное маскирование звука, также называемое активным шумом. Здесь устройство записывает окружающие шумы с помощью микрофона, а встроенный динамик генерирует перевернутые по фазе звуки с той же амплитудой. Теоретически это прекрасно нейтрализует шум, независимо от частоты и уровня. Защита «одномерной зоны» относительно проста и требует только одного или двух микрофонов и динамиков, чтобы быть эффективной. Несколько коммерческих приложений оказались успешными, особенно наушники с шумоподавлением .. Термин «одномерный» относится к простой поршневой связи между шумом и активным говорящим (механическое шумоподавление) или между активным говорящим и слушателем (наушники). Отключение звуков в 3D-среде становится сложной задачей (источник: вики ).

Я не уверен, но вы, возможно, захотите узнать, что это фазовая отмена. Звук — это волна, сжатие и расширение воздуха между источником шума и вашими ушами. Если вы добавите еще один звук, где волны прямо противоположны первому, они оба исчезнут. Некоторые наушники используют эту технику для уменьшения звука. Они обнаруживают звук вокруг вас и подавляют его, создавая противоположный звук.

https://en.wikipedia.org/wiki/Active_noise_control

Редактировать: на самом деле вы можете увидеть больше иллюстраций здесь:

https://en.wikipedia.org/wiki/Звук

Двумерная диаграмма обычно используется для представления вибрации. Ваше ухо не слышит все звуки. Вы можете добавить несколько звуков вместе. Они будут смешаны, и это изменит то, как вы их слышите.