Основната технология на аудио мащабирането е формиране на лъч или пространствено филтриране.Той може да промени посоката на аудиозаписа (т.е. усеща посоката на източника на звук) и да го коригира според нуждите.В този случай оптималната посока е суперкардиоидна схема (на снимката по-долу), която подобрява звука, идващ отпред (т.е. посоката, в която камерата е обърната директно), като същевременно намалява звука, идващ от други посоки (фонов шум).).
Основата на тази технология е, че е необходимо да се настрои многопосочен микрофон, доколкото е възможно: колкото повече микрофони и колкото по-далеч, толкова повече звук може да бъде записан.Когато телефонът е оборудван с два микрофона, те обикновено се поставят отгоре и отдолу, за да се увеличи максимално разстоянието един от друг;и сигналите, уловени от микрофоните, ще бъдат в най-добрата комбинация за формиране на суперкардиоидна насоченост.
Изображението вляво е типичен аудио запис;аудио увеличението на изображението вдясно има суперкардиоидна насоченост, която е по-чувствителна към целевия източник и намалява фоновия шум.
Резултатът от тази висока насоченост се получава с помощта на ненасочен приемник чрез задаване на различни усилвания за всяка група отделни микрофони на различни места в телефона, след което се сумират фазите на пиковете, за да се подобри желаният звук и да се унищожи страничната вълна, за да се намали извъносева намеса.
Поне на теория.Всъщност формирането на лъча в смартфоните има свои собствени проблеми.От една страна, мобилните телефони не могат да използват технологията на кондензаторния микрофон, която се намира в големите звукозаписни студия, но трябва да използват електретни преобразуватели - миниатюрни MEMS (микро-електро-механични системи) микрофони, които изискват много малко енергия, за да функционират.Освен това, за да се оптимизира разбираемостта и да се контролират характерните спектрални и времеви артефакти, които възникват при пространственото филтриране (като изкривяване, загуба на бас и цялостен звук със силна фазова интерференция/назалност), производителите на смартфони трябва не само да обмислят внимателно разположението на микрофона, но и , трябва да разчита на собствената си уникална комбинация от звукови функции, като еквалайзери, разпознаване на глас и шумови прегради (които сами по себе си могат да причинят звукови артефакти).
Логично е, че всеки производител има свой собствен уникален метод за формиране на лъч, съчетан със собствена технология.Въпреки това, всяка от различните техники за формиране на лъч има своите силни страни, от дереверберация на речта до намаляване на шума.Алгоритмите за формиране на лъч обаче могат лесно да усилят шума от вятъра в записаното аудио и не всеки може или иска да използва допълнително предно стъкло за защита на MEMS.И защо микрофоните в смартфоните не правят повече обработка?Тъй като това компрометира честотната характеристика и чувствителността на микрофона, производителите са склонни да разчитат на софтуер за намаляване на шума и шума от вятъра.
Освен това е невъзможно да се симулира истинският шум от вятъра в естествена акустична среда в лабораторни условия и засега все още няма добро техническо решение за справяне с него.В резултат на това производителите трябва да разработят уникални цифрови технологии за защита от вятър (които могат да се прилагат независимо от ограниченията на индустриалния дизайн на продукта) въз основа на оценката на записания звук.OZO Audio Zoom на Nokia записва звук, подпомаган от ветроустойчивата си технология.
Подобно на шумопотискането и много други популярни техники, формирането на лъч първоначално е разработено за военни цели.Фазовите предавателни решетки са използвани като радарни антени по време на Втората световна война, а днес се използват за всичко - от медицински изображения до музикални тържества.Що се отнася до фазираните микрофонни решетки, те са изобретени през 70-те години от Джон Билингсли (не, не актьорът, който играе д-р Волаш в Стар Трек: Ентърпрайз) и Роджър Кинс.Въпреки че производителността на тази технология в смартфоните не се е подобрила значително през последното десетилетие, някои телефони са прекалено големи, някои имат множество комплекти микрофони, а някои дори имат по-мощни чипсети.Самият мобилен телефон има по-високо ниво, което прави технологията за увеличение на звука по-ефективна в различни аудио приложения.
В статията на N. van Wijngaarden и EH Wouters „Подобряване на звука чрез формиране на лъч с помощта на смартфони“ се посочва: „Идва на ум, че страните (или компаниите) за наблюдение могат да използват специфични техники за формиране на лъч, за да шпионират всички жители. Но до степента на масово наблюдение , какво въздействие може да има системата за формиране на лъч на смартфон?[…] На теория, ако технологията стане по-зряла, тя може да се превърне в оръжие в арсенала на държавата за наблюдение, но това все още е далече.Специфичната технология за формиране на лъча на смартфоните все още е относително неизследвана територия, а липсата на технология за заглушаване и незабележимите опции за синхронизиране намаляват възможността за скрито слушане.
Време на публикуване: 14 юни 2022 г
