قابلیت نویز کنسلینگ هدفون؛ جادویی که دنیای اطراف را به سکوت می‌کشاند!

آیا تا به حال در مورد قابلیت نویز کنسلینگ یا همان حذف نویز هدفون‌ها فکر کرده‌اید؟ این یک ویژگی شگفت‌انگیز و به‌نوعی جادویی است که می‌تواند شما را از سر و صدای محیط اطراف که ممکن است حواستان را پرت کند، دور کرده و با ایجاد حالت غوطه‌ورانه، به احساس لذت بیشتر از موسیقی در حال پخش کمک می‌کند.

با این حال، اگر از مدت‌ها قبل استفاده می‌کنید، مطمئنا حالا نمی‌توانید بدون آن زندگی کنید و این تکنولوژی محبوبی است که اغلب برندها، در کیفیت ارائه شده و قدرت حذف نویزها و صداهای اطراف، با هم در رقابت هستند و در این وسط، کاربران هستند که به ویژگی‌های جذاب‌تر دست پیدا می‌کنند.

به هر حال، اگر می‌خواهید بدانید این قابلیت جادویی چگونه صداهای اطراف را حذف می‌کند، در ادامه این مطلب می‌توانید برای همیشه به پاسخ سوال‌‌های خود برسید.

نویز کنسلینگ تجربه صوتی را بسیار بهتر می‌کند

احتمالا برای همه مثل روز روشن است که هنگام استفاده از یک هدفون با کیفیت، به‌خصوص هدفون‌هایی که نویز و صداهای ناخواسته را حذف می‌کنند، تجربه صوتی بسیار بهتر است. این ویژگی‌ می‌تواند به ویژه در جلسات کاری مجازی یا کلاس‌ها و همچنین گوش دادن به موسیقی و بازی اهمیت واقعی خود را نشان دهد.

در واقع، برای مثال به یک جلسه کاری آنلاین فکر کنید که کاربر به راحتی می‌تواند با استفاده از قابلیت حذف نویز فعال، از شر صداهای مزاحم و اضافی بیرون خلاص شده و با دقت بیشتری روی موضوع جلسه تمرکز داشته باشد.

با این حال، آیا تا به حال فکر کرده‌اید که چنین هدفون‌هایی به‌لطف قابلیت نویز کنسلینگ، چگونه می‌دانند که چه صداهایی را باید حذف کنند؟ این راز در میکروفون‌های کوچک آن‌ها نهفته است که در بخش‌های بیرونی گوشی‌ها آن تعبیه شده تا صداهای پس‌زمینه و اطراف را فقط از طریق این میکروفون‌ها دریافت کنید. 

سپس هدفون، یک موج صوتی معکوس (موج صوتی مخالف موج صوتی دیگر) ایجاد می‌کند تا این نویزها و صداهای اضافی با موج‌های غیرمرتبط را خنثی کند. البته در مورد کیفیت همین حذف نویز و ایزوله‌کننده نویز در هدفون‌های مختلف، تفاوت‌هایی وجود دارند و این وابسته به تکنولوژی است که در آن‌ها استفاده کرده‌اند.

با این حال، عملکرد کلی بدین شکل است و در واقع، باید اشاره کنیم که در این هدفون‌ها، اگر میکروفون‌های بیرونی غیرفعال باشند، به خاطر ایزوله صوتی که ارائه می‌دهند، شما حتی نمی‌توانید صدای اطرافتان را هم بشنوید و این هدفون‌ها با حذف نویزها و صداهای اضافی موجود، صدایی صاف و واضح را برای شما تحویل می‌دهند.

به هر حال، یکی از بخش‌هایی که تفاوت اصلی مدل‌های مختلف هدفون و هندزفری‌های بی‌سیم ایجاد می‌شوند، همین قابلیت و تکنولوژی‌های استفاده شده در ویژگی نویز کنسلینگ بوده و برندهایی مانند اپل و سونی از جمله شرکت‌های پیشرو در این زمینه به‌شمار می‌روند.

البته لازم به ذکر است که در بعضی هدفون‌ها و هندزفری‌ها، قابلیت نویز کنسلینگ در حد اسم برای تبلیغات بوده و شما هیچ‌گاه نمی‌توانید کیفیت مورد نظر را در این محصولات به دست بیاورید. همچنین بهتر است بدانید که تکنولوژی حذف نویز فعال، یکی از هزینه‌برترین فناوری‌هایی است که در هدفون‌ها و هندزفری‌ها به کار می‌رود و به همین خاطر، منطقی نیست که یک هدفون یا هندزفری ارزان‌قیمت چنین قابلیتی را داشته باشد.

داستان از کجا شروع شد؟

قبل از تبدیل شدن به یکی از لوازم اصلی الکترونیکی مصرفی، هدفون‌های مجهز به قابلیت نویز کنسلینگ در هوانوردی شروع به استفاده شدند. در دهه 1950، دکتر لارنس فوگل، پژوهش‌هایی را در زمینه اکتیو نویز کنسلینگ انجام داد. هدف این تحقیقات، توسعه سیستمی برای حذف صدا در کابین هواپیما و هلی‌کوپتر برای ارتباط بهتر افراد با یکدیگر بود.

ایده‌ی ادغام این فناوری در محصولات الکترونیکی مصرفی نخستین‌بار توسط دکتر آمار بوز، بنیان‌گذار شرکت صوتی Bose، در سال ۱۹۷۸ شکل گرفت؛ زمانی که او در یک پرواز، از صدای آزاردهنده‌ی موتور هواپیما خسته شده بود. با این حال، کاربرد عملی آن در دستگاه‌های مصرفی تنها در دهه‌های بعدی محقق شد.

Bose Aviation، اولین هدست مجهز به قابلیت حذف نویز بود به صورت رسمی در سال 1989 معرفی شد. البته این هدفون عمدتا برای کارگران هوانوردی در دسترس قرار گرفت. با این حال، در اوایل دهه 2000، محبوبیت هدفون‌های مجهز به قابلیت حذف نویز ابتدا در میان متخصصان هوانوردی مورد توجه قرار گرفت و افزایش پیشرفت‌های تکنولوژی، تقاضای شدید مصرف‌کنندگان عمومی را به دنبال داشت.

در همین حال، اولین هدفون‌های مجهز به قابلیت نویز کنسلینگ در ابتدا بسیار گران بودند و اغلب افراد نمی‌توانستند از چنین تکنولوژی بهره‌مند شوند. با این حال، با پیشرفت فناوری در مراحل بعدی و تولید هدفون‌های مقرون‌ به‌صرفه با عملکردهای مشابه توسط شرکت‌های صوتی مانند بوز، سونی و Sennheiser، درنهایت به‌طور گسترده در دسترس عموم قرار گرفت. از آن زمان، تکنولوژی نویز کنسلینگ (ANC) یا همان Active Noise Canceling به شدت دچار تحولات قابل‌توجهی شده و در این راستا، با پیشرفت‌های حائز اهمیتی همراه بوده است.

جادوی هدفون‌های مجهز به نویز کنسلینگ

هدفون‌های مجهز به قابلیت نویز کنسلینگ، صدای بیرون را مسدود کرده و به کاربران امکان می‌دهند فایل‌های صوتی را با آرامش بیشتری گوش کنند. برای انجام این کار، هدفون از حذف نویز فعال (ANC) استفاده کرده تا امواج صوتی را برای حذف نویز ورودی تولید کند.

یکی از مزایا این ویژگی این است که برخلاف هدفون‌های استاندارد، نیازی به افزایش بیش از حد صدا ندارید و در نتیجه در صدای پایین هم می‌توانید با استفاده از قابلیت حذف نویز فعال، تجربه صوتی فوق‌العاده‌تری داشته باشید. همچنین لازم به ذکر است که موسیقی پخش شده عمدتا تحت تاثیر ANC قرار نمی‌گیرد (اگرچه این بستگی به کیفیت هدفون دارد) و به طور جداگانه پخش می‌شود.

میکروفون‌های خارجی کوچک، با ضبط صداهای محیطی، باعث می‌شود یک تقویت‌کننده کوچک موج صوتی که در فاز متفاوتی از صداهای نامطلوب است، تولید کرده و در نتیجه بتواند صداهای آزاردهنده را خنثی کند.

در هدفون‌های قدیمی‌تر، عایق‌سازی غیرفعال نویز تا حدی به کاهش صداهای ناخواسته کمک می‌کرد؛ مثلاً با استفاده از پدهای ضخیم روی کاپ‌های هدفون، اما طراحی‌های داخل گوشی با قرارگیری عمیق در گوش، بخش زیادی از صداهای خارجی را مسدود می‌کنند. با این حال، هرچند هدفون‌های حذف نویز فناوری پیشرفته‌ای دارند، اما بی‌نقص هم نیستند. در واقع، همان‌طور که اشاره کردیم، در برخی هدفون‌ها ممکن است به دلیل کیفیت پایین سخت‌افزار نویز کنسلینگ، موسیقی پخش شده نیز تحت تاثیر ANC قرار گرفته و در نتیجه کیفیت آن دچار کاهش شود.

هدفون‌های دارای نویز کنسلینگ هنوز هم کامل نیستند

اگر بگوییم که با چنین پیشرفت‌هایی در تکنولوژی‌های صوتی، هنوز هم قابلیت نویز کنسلینگ کامل نبوده و حتی در بهترین هدفون‌ها هم دچار خطا و عملکرد اشتباه می‌شود، نباید تعجب کنید.

هدفون‌های مجهز به قابلیت نویز کنسلینگ ممکن است در حذف صداهای با فرکانس پایین و ثابت مانند لرزش موتور هواپیما، ترافیک بزرگ‌راه‌های قرار گرفته در فاصله یا حتی تهویه مطبوع موجود در دفتر کار، به دلیل داشتن زمان مورد نیاز برای حذف موج صوتی اضافی، عملکرد رضایت‌بخشی داشته باشند، اما وقتی صحبت از صداهای غیرقابل پیش‌بینی و ناگهانی به میان می‌آید، اثر کمتری نشان می‌دهند. برای مثال، قابلیت نویز کنسلینگ نمی‌تواند عملکرد مناسبی در برابر صداهایی مانند پارس کردن سگ، کلیک کردن روی صفحه‌کلید یا صحبت کردن افرادی که در کنار شما هستند، داشته باشند.

در حال حاضر، طیف گسترده‌ای از هدفون‌هایی با کیفیت بسیار عالی موجود هستند، اما باید در نظر داشته باشید که تنها برخی از آن‌ها دارای تکنولوژی نویز کنسلینگ فعال هستند که می‌تواند صداهای ناخواسته محیط را بالاترین کیفیت ممکن حذف کند. با این حال، حتی در مورد چنین هدفون‌هایی هم باید بدانید که ممکن است به دلیل محدودیت‌های ذاتی آن بسته به هدفون، تمام نویزها را مسدود نکند. بنابراین، انتخاب و خرید یک هدفون باکیفیت، با چالش‌های زیادی همراه است.

دلیل این که برای قابلیت ANC، تشخیص صداهای ناگهانی و با فرکانس بالا سخت‌تر بوده این است که این صداها نسبت به بقیه موج‌های صوتی، سریع‌تر و غیر قابل پیش‌بینی هستند. این امر باعث می‌شود که سیستم ANC در تولید امواج صوتی مناسب برای خنثی کردن آن‌ها در زمان واقعی و دور زدن آن مشکل ایجاد کند. در واقع، مشکل فعلی، سرعت پایین عکس‌العمل سیستم نویز کنسلینگ است که نمی‌تواند به سرعت صداهای ناگهانی، بازخورد مناسبی تولید کند.

یکی دیگر از مواردی که باید در نظر گرفت، خود طراحی هدفون است. بسیاری از هدفون‌هایی که دارای تکنولوژی ANC هستند، دارای حالت شفافیت بوده که به عمده صداهای خارجی خاص، اجازه ورود از طریق میکروفون‌ها به داخل هدفون را می‌دهند. این ویژگی به ایجاد ایمنی بیشتر برای کاربران کمک کرده تا در صورت لزوم از محیط اطراف خود آگاه باشند. با این حال، همه هدفون‌های ANC این قابلیت را ندارند که می‌تواند بسته به مدل و سازنده، متفاوت باشند.

از سوی دیگر، ANC تطبیقی (Adaptive ANC)، پیشرفت قابل‌توجهی فراتر از ANC استاندارد است. از آن‌جایی که ANC استاندارد، هنوز با مشکل صداهای ناگهانی دست و پنجه نرم می‌کند، ویژگی نویز کنسلینگ تطبیقی با نظارت و تجزیه و تحلیل مداوم صداهای محیطی، یک گام فراتر رفته و از الگوریتم‌های پیچیده‌تری استفاده می‌کند. البته گاهی اوقات حتی می‌تواند از هوش مصنوعی برای دسته‌بندی صداهای مختلف و تشخیص سریع‌تر تغییرات صدا استفاده کند. بنابراین، با استفاده از این ویژگی، هدفون می‌تواند به صورت لحظه‌ای با محیط سازگاری ایجاد کرده و در نتیجه، تغییرات ناگهانی صدا، برای این هدفون بی‌معنی خواهند بود.

به همین خاطر اگر موقع خرید هدفون، به سراغ مدل‌هایی مجهز به قابلیت ANC تطبیقی بروید، می‌توانید مطمئن باشید که مشکل کمتری را تجربه خواهید کرد.

به‌طور کلی، تکنولوژی جدیدتر و قدیمی نویز کنسلینگ را می‌توان این‌گونه مقایسه کرد که در تکنولوژی ANC استاندارد، تا زمانی که موج صوتی از طریق میکروفون‌ها وارد بخش پردازشی هدفون نشود، هیچ بازخوردی صورت نمی‌گیرد، اما در تکنولوژی ANC تطبیقی، همراه بخش پردازشی هدفون در حال تجزیه و تحلیل صداهای محیط اطراف بوده و در نتیجه، سریع‌ترین تغییرات را هم می‌تواند با تاخیر بسیار ناچیزی به کاربر ارائه بدهد.

آیا قابلیت حذف نویز هدفون‌ها می‌توانند به محافظت از شنوایی کمک کنند؟

بسیاری از ما می‌دانیم که صداهای بلند می‌توانند به مرور زمان باعث کاهش قدرت شنوایی شوند. امروزه بسیاری از شهرهای شلوغ دنیا، به دلیل بیش از حد بودن صداهای بلند و آزاردهنده، آلودگی صوتی بسیار بالایی دارند و در نتیجه نه تنها آرامش شهروندان را مختل می‌کند، بلکه به‌طور بالقوه باعث مشکلات شنوایی نیز برای آن‌ها می‌شود.

آسیب به گوش و سیستم شنوایی، اغلب به دلیل بازتاب امواج صوتی بلندی است که در داخل گوشی تولید می‌شوند. این نوعی لرزش بوده که به پرده گوش، استخوان‌ها و بخش داخلی آن برخورد می‌کنند. در طول مدت طولانی، این می‌تواند یک خطر جدی باشد. با این حال، مانند سایر برنامه‌های کاربردی، تکنولوژی مورد استفاده در هدفون‌های دارای نویز کنسلینگ ممکن است ریسک مشکلات شنوایی به‌وجود آمده در استفاده‌های مداوم را کاهش دهد.

البته که این تکنولوژی نباید به‌عنوان جایگزینی برای محافظت واقعی از شنوایی استفاده شوند. این قابلیت از طریق ویژگی حذف نویز فعال در هدفون‌ها امکان‌پذیر است، اما ماجرا به همینجا ختم نمی‌شود؛ ایربادهای بی‌سیم ممکن است روزی به ما قدرت شنوایی فرابشری بدهند.

آینده هدفون‌های حذف نویز چه خواهد بود؟

بسیاری از هدفون‌های دارای قابلیت حذف نویز که هم‌اکنون در بازار موجود هستند، از الگوریتم‌های تطبیقی استفاده می‌کنند. این سیستم‌ها صداهای مزاحم را با توجه به محیط اطراف حذف می‌کنند. با این حال آینده هدفون‌های حذف نویز چه پیش‌رو دارد؟ به نظر می‌رسد استفاده از هوش مصنوعی در این زمینه روز به روز بیشتر خواهد شد و برندهای مطرح در این زمینه، احتمالا به صورت کامل از این موضوع حمایت می‌کنند. بنابراین، به احتمال بسیار با چنین پیش‌بینی برای ارتقا تکنولوژی، کیفیت تجربه صوتی بهتر خواهد شد.

دقت در تنظیم صداهای اطراف با استفاده از هوش مصنوعی نیز بهبود خواهد یافت. گاهی اوقات کاربران نیاز دارند که بدون برداشتن هدفون‌ها، صداهای محیط را بشنوند و با کمک هوش مصنوعی، ممکن است قادر باشند به‌طور هوشمندانه تنظیمات را تغییر دهند تا صداهای خاصی را بر سایر صداها اولویت دهند یا تقویت کنند.

با ویژگی‌های پیشرفته‌ای که در آینده با استفاده از هوش مصنوعی ارائه خواهد شد، ممکن است تجربیات صوتی شخصی‌سازی‌شده‌ای ایجاد شود که با تجزیه و تحلیل پروفایل شنوایی شما، تنظیمات صدا را به‌طور خودکار برای شنیداری بهینه و شخصی‌شده تنظیم کند. این تکنولوژی احتمالا عواملی مانند شکل گوش، عادات شنیداری و حساسیت شنوایی شما را در نظر خواهد گرفت تا بر اساس ترجیحات فردی‌ کاربران تنظیمات بهینه ایجاد شود.

بنابراین مانند اغلب حوزه‌های موجود در تکنولوژی‌های امروزی که گوشی‌های هوشمند به‌عنوان اولین داوطلبان به سراغ هوش مصنوعی رفتند، احتمالا در نوبت بعدی، انتخاب به سمت هدفون‌ها و سیستم‌های صوتی خواهد بود تا با مجهز شدن به قابلیت‌های پردازشی سریع‌تر و البته پیشرفته‌تر، تجربه صوتی را به‌طور کلی دگرگون کنند.