Основною технологією аудіозуму є формування променя або просторова фільтрація.Він може змінювати напрямок аудіозапису (тобто визначає напрямок джерела звуку) і налаштовувати його за потреби.У цьому випадку оптимальним напрямком є суперкардіоїдна діаграма (на фото нижче), яка посилює звук, що надходить спереду (тобто напрямок, куди спрямована камера), водночас послаблюючи звук, що надходить з інших напрямків (фоновий шум).).
Основа цієї технології полягає в тому, що необхідно максимально налаштувати всеспрямований мікрофон: чим більше мікрофонів і чим далі, тим більше звуку можна записати.Якщо телефон обладнано двома мікрофонами, вони зазвичай розміщуються вгорі та внизу, щоб максимально збільшити відстань між собою;і сигнали, що вловлюються мікрофонами, будуть у найкращій комбінації для формування суперкардіоїдної спрямованості.
Зображення ліворуч є типовим аудіозаписом;аудіо зум на зображенні праворуч має суперкардіоїдну спрямованість, яка більш чутлива до цільового джерела та зменшує фоновий шум.
Результат цієї високої спрямованості досягається за допомогою ненаправленого приймача шляхом встановлення різного підсилення для кожної групи окремих мікрофонів у різних місцях телефону, а потім підсумовування фаз спайків для посилення бажаного звуку та знищення бічної хвилі для зменшення позаосьові перешкоди.
Принаймні, теоретично.Насправді формування променя в смартфонах має свої проблеми.З одного боку, стільникові телефони не можуть використовувати технологію конденсаторних мікрофонів, яку використовують у великих студіях звукозапису, але повинні використовувати електретні перетворювачі — мініатюрні MEMS (мікроелектромеханічні системи) мікрофони, які потребують дуже мало енергії для функціонування.Крім того, щоб оптимізувати розбірливість і контролювати характерні спектральні та часові артефакти, які виникають при просторовій фільтрації (такі як спотворення, втрата низьких частот і загальний звук із сильними фазовими перешкодами/назальністю), виробники смартфонів повинні не тільки ретельно розглядати розміщення мікрофона, але й , має покладатися на власну унікальну комбінацію звукових функцій, таких як еквалайзери, виявлення голосу та шумопоглиначі (які самі по собі можуть спричиняти звукові артефакти).
Тому логічно, що кожен виробник має власний унікальний метод формування променя в поєднанні з власною технологією.Тим не менш, кожна з різних технік формування променя має свої сильні сторони, від дереверберації мови до зменшення шуму.Однак алгоритми формування променя можуть легко посилити шум вітру в записаному аудіо, і не кожен може або хоче використовувати додаткове лобове скло для захисту MEMS.І чому мікрофони в смартфонах не виконують більше обробки?Оскільки це погіршує частотну характеристику та чутливість мікрофона, виробники, як правило, покладаються на програмне забезпечення для зменшення шуму та вітру.
Крім того, неможливо змоделювати справжній шум вітру в природному акустичному середовищі в лабораторних умовах, і досі немає хорошого технічного рішення для його вирішення.У результаті виробники повинні розробити унікальні цифрові технології захисту від вітру (які можна застосовувати незалежно від обмежень промислового дизайну продукту) на основі оцінки записаного звуку.OZO Audio Zoom від Nokia записує звук за допомогою вітрозахисної технології.
Як шумозаглушення та багато інших популярних методів, формування променя спочатку було розроблено для військових цілей.Фазові решітки передавачів використовувалися як радіолокаційні антени під час Другої світової війни, а сьогодні вони використовуються для всього, від медичних зображень до музичних свят.Що стосується фазованих мікрофонних решіток, то їх винайшли в 70-х Джон Біллінгслі (ні, не той актор, який зіграв доктора Волаша в «Зоряному шляху: Ентерпрайз») і Роджер Кіннс.Хоча за останнє десятиліття продуктивність цієї технології в смартфонах суттєво не покращилася, деякі телефони занадто великі, деякі мають кілька наборів мікрофонів, а деякі навіть мають потужніші чіпсети.Сам мобільний телефон має вищий рівень, що робить технологію збільшення аудіо більш ефективною в різних аудіододатках.
У статті N. van Wijngaarden та EH Wouters «Покращення звуку шляхом формування променя за допомогою смартфонів» зазначено: «Приходить на думку, що країни (або компанії) спостереження можуть використовувати спеціальні методи формування променя, щоб шпигувати за всіма жителями. Але в масштабах масового спостереження , який вплив може мати система формування променя смартфона?[…] Теоретично, якщо технологія стане більш зрілою, вона може стати зброєю в арсеналі держави спостереження, але до цього ще далеко.Специфічна технологія формування променя на смартфонах все ще є відносно невивченою територією, а відсутність технології вимкнення звуку та непомітні параметри синхронізації зменшують можливість прихованого прослуховування.
Час публікації: 14 червня 2022 р
