Асноўная тэхналогія маштабавання гуку - фармаванне прамяня або прасторавая фільтрацыя. Ён можа змяняць кірунак аўдыязапісу (гэта значыць, ён вызначае кірунак крыніцы гуку) і карэктуе яго па меры неабходнасці. У гэтым выпадку аптымальным кірункам з'яўляецца суперкардыяідная дыяграма (малюнак ніжэй), якая ўзмацняе гук, які паступае спераду (гэта значыць у той бок, у які камера павернутая непасрэдна), адначасова аслабляючы гук, які паступае з іншых напрамкаў (фонавы шум). ).
Аснова гэтай тэхналогіі заключаецца ў тым, што неабходна максімальна наладзіць усенакіраваны мікрафон: чым больш мікрафонаў і чым далей, тым больш гуку можна запісаць. Калі тэлефон абсталяваны двума мікрафонамі, яны звычайна размяшчаюцца ўверсе і ўнізе, каб павялічыць адлегласць адзін ад аднаго; і сігналы, улоўленыя мікрафонамі, будуць у найлепшай камбінацыі для фарміравання суперкардыяіднай накіраванасці.
Выява злева ўяўляе сабой тыповы аўдыязапіс; гукавы зум на малюнку справа мае суперкардыяідную накіраванасць, якая больш адчувальная да мэтавай крыніцы і памяншае фонавы шум.
Вынік гэтай высокай накіраванасці атрымліваецца з дапамогай ненакіраванага прыёмніка шляхам усталявання рознага ўзмацнення для кожнай групы асобных мікрафонаў у розных месцах на тэлефоне, затым сумавання фаз пікаў для ўзмацнення патрэбнага гуку і знішчэння бакавой хвалі для памяншэння пазавосевыя перашкоды.
Прынамсі, тэарэтычна. На самай справе, фарміраванне прамяня ў смартфонах мае свае праблемы. З аднаго боку, сотавыя тэлефоны не могуць выкарыстоўваць тэхналогію кандэнсатарнага мікрафона, якая прысутнічае ў вялікіх студыях гуказапісу, але павінны выкарыстоўваць электрэтныя пераўтваральнікі - мініяцюрныя мікрафоны MEMS (мікраэлектрамеханічныя сістэмы), якія патрабуюць вельмі мала энергіі для працы. Акрамя таго, каб аптымізаваць разборлівасць і кантраляваць характэрныя спектральныя і часовыя артэфакты, якія ўзнікаюць пры прасторавай фільтрацыі (напрыклад, скажэнні, страта баса і агульны гук з сур'ёзнымі фазавымі перашкодамі/назальнасцю), вытворцы смартфонаў павінны не толькі ўважліва разглядаць размяшчэнне мікрафона, але і , павінен абапірацца на сваю ўласную унікальную камбінацыю гукавых функцый, такіх як эквалайзеры, выяўленне голасу і перашкоды (якія самі па сабе могуць выклікаць гукавыя артэфакты).
Таму лагічна, што кожны вытворца мае свой унікальны метад фарміравання прамяня ў спалучэнні з запатэнтаванай тэхналогіяй. Тым не менш, кожны з розных метадаў фарміравання прамяня мае свае моцныя бакі, ад дэрэверберацыі гаворкі да шумапрыглушэння. Аднак алгарытмы фарміравання прамяня могуць лёгка ўзмацніць шум ветру ў запісаным гуку, і не кожны можа або хоча выкарыстоўваць дадатковае лабавое шкло для абароны MEMS. І чаму мікрафоны ў смартфонах не робяць больш апрацоўкі? Паколькі гэта парушае частотную характарыстыку і адчувальнасць мікрафона, вытворцы, як правіла, разлічваюць на праграмнае забеспячэнне для зніжэння шуму і шуму ветру.
Акрамя таго, у лабараторных умовах немагчыма змадэляваць рэальны шум ветру ў натуральным акустычным асяроддзі, і да гэтага часу няма добрага тэхнічнага рашэння для барацьбы з ім. У выніку вытворцы павінны распрацаваць унікальныя лічбавыя тэхналогіі абароны ад ветру (якія могуць прымяняцца незалежна ад абмежаванняў прамысловага дызайну прадукту) на аснове ацэнкі запісанага гуку. OZO Audio Zoom ад Nokia запісвае гук з дапамогай ветраахоўнай тэхналогіі.
Як шумапрыглушэнне і многія іншыя папулярныя метады, фарміраванне прамяня першапачаткова распрацоўвалася для ваенных мэтаў. Фазаваныя рашоткі перадатчыкаў выкарыстоўваліся ў якасці радарных антэн падчас Другой сусветнай вайны, а сёння яны выкарыстоўваюцца для ўсяго: ад медыцынскай візуалізацыі да музычных святаў. Што да фазаваных мікрафонных кратаў, то іх прыдумалі ў 70-х Джон Білінгслі (не, не той акцёр, які сыграў доктара Волаша ў «Зорным шляху: Энтэрпрайз») і Роджэр Кінс. Хаця прадукцыйнасць гэтай тэхналогіі ў смартфонах не палепшылася істотна за апошняе дзесяцігоддзе, некаторыя тэлефоны занадта вялікія, некаторыя маюць некалькі камплектаў мікрафонаў, а некаторыя нават маюць больш магутныя чыпсэты. Сам мабільны тэлефон мае больш высокі ўзровень, што робіць тэхналогію павелічэння гуку больш эфектыўнай у розных аўдыяпраграмах.
У артыкуле N. van Wijngaarden і EH Wouters «Паляпшэнне гуку шляхам фармавання прамяня з дапамогай смартфонаў» гаворыцца: «Прыходзіць на розум, што краіны (або кампаніі) назірання могуць выкарыстоўваць спецыяльныя метады фармавання прамяня, каб шпіёніць за ўсімі жыхарамі. Але ў ступені масавага сачэння , наколькі вялікі ўплыў можа мець сістэма фарміравання прамяня смартфона? […] Тэарэтычна, калі тэхналогія стане больш сталай, яна можа стаць зброяй у арсенале дзяржавы, якая ажыццяўляе назіранне, але да гэтага яшчэ далёка. Спецыяльная тэхналогія фарміравання прамяня на смартфонах па-ранейшаму застаецца адносна нязведанай тэрыторыяй, а адсутнасць тэхналогіі адключэння гуку і непрыкметныя варыянты сінхранізацыі памяншаюць магчымасць схаванага праслухоўвання.
Час публікацыі: 14 чэрвеня 2022 г
