Ovatko äänikuplat seuraava askel eteenpäin melua vaimentavissa laitteissa?

Markkinat kuulokkeille odotetaan kasvavan kohtuullisen tasaisesti vuosina 2024–2029. Markkina tuotti globaalin liikevaihdon 18,0 miljardia Yhdysvaltain dollaria vuonna 2024. Se kasvaa lähes 2,4 % seuraavan viiden vuoden aikana. Vuonna 2024 jokainen vastaa noin 0,2 kappaletta kuulokemarkkinassa.

Vuosien varrella kuulokkeiden tarkoitus on kehittynyt. Kuitenkin perimmäinen tarkoitus on pysynyt samana: melun vaimentaminen. Ja nyt tämä kuulokkeiden melua vaimentavien laitteiden tavoite saa uuden sysäyksen omaksumalla tekoälyn.

AI-kuulokkeet luovat äänikuplan, joka on tehokas muutaman jalan säteellä

Washingtonin yliopiston tutkijaryhmä on kehittänyt ainutlaatuisen kuulokeratkaisun. He ovat kehittäneet prototyypin, joka auttaa kuuntelijoita luomaan ‘äänikuplan’. AI-algoritmit – yhdistettynä kuulokkeiden prototyyppiin – tuottavat ratkaisun, jonka avulla käyttäjät voivat kuulla ihmisten puhetta kuplan sisällä, jonka säde on ohjelmoitavissa 3–6 jalan välillä.

Lähde: University of Washington

Laite pystyy vaimentamaan kuplan ulkopuolisia ääniä ja puhetta keskimäärin 49 desibeliä.

Selittäessään, miksi menetelmä ja kokeilu toimivat, tutkijat viittasivat kahteen keskeiseen syyhyn. Ensimmäinen syy oli, että käyttäjän pää voi heijastaa ääniä, auttaen neuroverkkoa erottamaan ääniä eri etäisyyksiltä. Toiseksi AI-algoritmi pystyi tehokkaasti vertailemaan erilaisia ääniä eri taajuuksilla määrittääkseen minkä tahansa äänilähteen etäisyyden.

“Tarvitsemmeko suuren etäisyyden luodaksemme tämän ‘äänikuplan’? Näimme täällä, että emme tarvitse. Pystyimme tekemään sen pelkillä kuulokkeiden mikrofoneilla ja reaaliajassa, mikä oli melko yllättävää.”

Pian tutkijat pyrkivät varmistamaan, että teknologia toimii saumattomasti kuulolaitteissa ja melua vaimentavissa kuulokkeissa. Tällä hetkellä järjestelmä osaa toimia vain sisätiloissa, eikä puhdasta koulutusääntä ole vaikea saada. Tuleva menestys edellyttää, että tutkijat kehittävät uuden strategian mikrofonien sijoitteluun.

Kuulokkeet ovat tuotteita, joissa monet maailman johtavat teknologiayritykset osallistuvat tuotantoon. Kuten yllä näimme, ratkaisuja kokeillaan ja testataan säännöllisesti näiden yritysten T&K-osastoissa. Vaikka AI-pohjaisen äänikuplan luominen on ainutlaatuinen saavutus, on olemassa ratkaisuja, jotka hyödyntävät tekoälyä melun vaimentamiseen. Seuraavissa osioissa käsittelemme muutamia tällaisia kaupallisia ratkaisuja, jotka ovat saatavilla markkinajohtajilta.

Klikkaa tästä oppiaksesi silkistä, joka voi torjua melun uhkaa.

1. Sony

Tässä käsittelemme Sonyn erityisratkaisua, joka edustaa yrityksen T&K-pyrkimyksiä tällä alalla. Ratkaisu on Sonyn langaton melua vaimentava stereokuuloke, MDR-ZX780DC.

Tämän ratkaisun melua vaimentava toiminto sisältää melua vaimentavan piirin, joka havaitsee ulkopuolisen melun sisäänrakennetuilla mikrofoneilla ja lähettää yhtä suuren mutta vastakkaisen signaalin kuulokkeelle.

Käyttäjä voi vapaasti valita melua vaimentavan toiminnon. Kaikki mitä käyttäjän tarvitsee tehdä, on painaa ja pitää virtapainiketta noin 2 sekunnin ajan, kun kuulokkeet ovat pois päältä, käynnistääkseen ne. Kun melua vaimentava toiminto on päällä, indikaattori (vihreä) syttyy ja melunvaimennustila asetetaan NC Mode B -tilaan.

Katsotaanpa nyt tarkemmin tekoälyn käyttöä näissä kuulokkeissa. Tässä AI-melunvaimennus on toiminto, joka automaattisesti valitsee yhden melunvaimennustiloista tarjotakseen tehokkaimman melunvaimennuksen analysoimalla välittömästi ympäristön äänikomponentteja.

Kolmen sekunnin sisällä AI-pohjainen melua vaimentava kuuloke alkaa analysoida ympäristön äänikomponentteja. Analyysitilan ollessa päällä, kuulokkeiden äänenvoimakkuus pysyy alhaisena, ja indikaattori vilkuttaa vihreää valoa.

Ratkaisu on joustava tarjoamalla kolme melunvaimennustilaa:

1. NC Mode A
2. NC Mode B
3. NC Mode C

Ensimmäinen tila vähentää melua, jossa on paljon keskialaisia tai matalia taajuuksia, kun taas NC Mode B vähentää tehokkaasti erittäin matalia taajuuksia. NC Mode B on tehokas taustamelun vähentämisessä, jota kuullaan erityisesti bussissa tai junassa.

Lopuksi, NC Mode C on tarkoitettu vähentämään melua, joka tulee suhteellisen hiljaisista ja laajasta taajuusalueesta. Tämä tila sopii taustamelun vähentämiseen toimistoympäristössä, kuten tietokoneista, kopiokoneista jne.

14. toukokuuta 2024 Sony Group julkaisi FY 2023 -konsolidoidut taloudelliset tulokset tilikaudelta, joka päättyi 31. maaliskuuta 2024. FY23 konsolidoidut myynnit olivat 13 triljoonaa 20,8 miljardia jeniä, uusi ennätys. Konsolidoitu liiketulos oli 1 triljoona 208,8 miljardia jeniä, nettotulos 970,6 miljardia jeniä, ja konsolidoitu korjattu EBITDA 1 triljoona 818,0 miljardia jeniä.

2. Apple

Toinen yritys, joka on edistynyt merkittävästi tällä alalla, on Apple (AAPL ). Sen AirPods Pro2 tarjoaa jopa 2‑kertaisen aktiivisen melunvaimennuksen, joka tarjoaa mukautuvan äänen, joka säätää melun hallintaa käyttäjän ympäristön mukaan. Lisäksi se tarjoaa mukaansatempaavan äänenlaadun henkilökohtaisella spatiaalisen äänen ominaisuudella.

Applen tuotteen edistynyt äänisuorituskyky perustuu sen sisäiseen H2-siruun, joka toimii yhdessä kaiuttimen ja vahvistimen kanssa luoden terävän, korkearesoluutioisen äänen. Ratkaisu käyttää laskennallisia algoritmejaan tarjotakseen melunvaimennuksen, kehittyneen 3‑D-äänen, tehokkaan akun keston ja lähes huomaamattoman äänen viiveen päästä päähän.

Yksi H2-sirun ainutlaatuisimmista ominaisuuksista on sen sopeutumisalgoritmi, joka voi käsitellä ääntä nopeammin ja säätää ääntä juuri kuunteluhetkellä. Ratkaisu pystyy toistamaan jokaisen yksityiskohdan käyttäjän erityiseen korvan muotoon, mikä johtaa mukaansatempaavaan, korkealaatuiseen ääneen.

Ratkaisu sisältää sisäänpäin suuntautuvan mikrofonin, joka on yhteensopiva äänenvahvistusalgoritmien kanssa käyttäjän äänen tunnistamiseksi ja artikulointiin. Tulos on täysin luonnolliset puhelut ja videopuhelut.

H2-siru toimii synkronissa räätälöidyn kaiuttimen ja vahvistimen kanssa tarjoten alhaisempaa toistohäiriötä. Mitä käyttäjä kuulee, ovat syvempi bassot ja terävämmät ylääänet eri äänenvoimakkuuksilla.

Applen saavuttamat melunvaimennusparametrit ovat merkittävästi hyvin toteutettuja. Se vaimentaa jopa 2‑kertaisesti ammattilaistason aktiivisella melunvaimennuksella. Kaiutin ja akustiset algoritmit voivat poistaa enemmän ei-toivottua melua.

Apple AirPodsin läpinäkyvä tila hyödyntää H2-sirun kykyä minimoida kovien äänten voimakkuus, mukaan lukien sirenat tai sähkötyökalut. Se voi vähentää melua 48 000 kertaa sekunnissa.

Äänen eristysominaisuus voi parantaa puhelun laatua meluisissa tai tuulisissa olosuhteissa. Sen kehittynyt laskennallinen ääni voi vähentää taustamelua eristämällä ja selkeyttämällä puhujan äänen kuuntelijalle.

Koneoppimiseen perustuva henkilökohtainen äänenvoimakkuusominaisuus voi ymmärtää kuuntelumieltymyksiä eri ympäristöissä – mukauttaen ääniä käyttäjän ajan myötä kehittyvien mallien perusteella.

Kaiken kaikkiaan Applen melunvaimennusratkaisu on suunniteltu tekemään laitteen ääni- ja äänenlaatu henkilökohtaisemmaksi. Ja se hyödyntää tekoälyä ja koneoppimista laajasti.

31. lokakuuta 2024 Apple ilmoitti talouslukuja tilikauden 2024 neljännen neljänneksen, joka päättyi 28. syyskuuta 2024, osalta. Yritys raportoi neljännesvuosiliikevaihdoksi 94,9 miljardia dollaria, 6 % kasvua edellisvuoteen verrattuna, ja laimennettu osakekohtainen tulos oli 0,97 dollaria.

3. Bose

Lopuksi tarkastelemme yritystä, joka on tullut synonyymiksi ensiluokkaisen äänen laadulle: Bose!

Ajankohtaisesti, elokuussa 2024 Bose solmi kumppanuuden Bragin kanssa, AI-kuulokkeiden edelläkävijän. Tavoitteena oli tarjota huipputason, avaimet käteen -lisensoitavia äänipäälaitteita ja yksinkertaistaa korkealaatuisten äänituotteiden rakentamista globaaleille brändeille.

Tällä yhteistyöllä oli kolme tavoitetta: Ensimmäinen oli melunvaimennus. Bose on tunnettu ANC-teknologiastaan, joka tarkoittaa aktiivista melunvaimennusta. Se voi poistaa ei-toivotun melun, varmistaen häiriöttömän kuuntelukokemuksen, olipa kyseessä vilkas kaupunkiympäristö tai pitkä lentomatka.

Toinen oli immersiivisen äänen osa-alue. Tässä tuotteen ratkaisu voisi tarjota laajemman ja tilavammankin äänikentän, mikä johtaa kerrostettuun, monidimensionaaliseen kuuntelukokemukseen.

Lopuksi, Bosen AI-ääniteknologian spektri voi tarjota parannettua äänen selkeyttä selkeällä ja terävällä viestinnällä meluisissa ympäristöissä. Tuloksena ääni on ihanteellinen telekommunikaatioon, konferensseihin ja muuhun.

“Yhteistyöllä Bragin kanssa laajennamme Bosen vaikutusta edelleen kannettavien äänilaitteiden markkinoilla, toimittaen tunnetut äänikokemuksemme yhä useammalle ihmiselle ympäri maailmaa.”

“Bosen huipputason ääniteknologioiden integroiminen Bragiin mahdollistaa brändeille tarjoaa vertaansa vailla olevia äänikokemuksia ja antaa kilpailuetua kuulokkeille.”

Jo marraskuussa 2024 Bose lanseerasi tuotelinjansa, Ultra Open Earbuds, jotka toistavat yksityistä ääntä samalla kun ulkopuoliset äänet pääsevät kuulumaan käyttäjän tietoisuuteen.

Kaiken kaikkiaan Bosen innovaatiot melunvaimennuksen alalla perustuvat mikrofonien käyttöön sekä korvakuppien sisällä että ulkopuolella, jotka seuraavat käyttäjän ympärillä olevia ääniä ja tuottavat välittömästi vastakkaisen signaalin niiden kumoamiseksi. Säädettävällä melunvaimennuksella käyttäjä voi hallita, kuinka paljon – tai kuinka vähän – ulkoinen melu kuuluu.

Melunvaimennuslaitteiden tulevaisuus

Kasvavan kiireen ja melun myötä nykyaikaisessa kaupunkimaailmassamme melunvaimennus on ala, jossa ääniteollisuus kukoistaa. Pidättäen sen tärkeyden mielessä, teknologit ympäri maailmaa ovat jatkuvasti pyrkineet tekemään siitä mahdollisimman kehittynyttä. Ja tehdäksesi siitä kehittynyttä, mikä voisi olla parempaa kuin omaksua tekoäly?

Maaliskuussa 2024 MIT Technology Review raportoi uudesta prototyyppisestä AI-järjestelmästä melua vaimentaville kuulokkeille. Järjestelmä pyrki ratkaisemaan yhden näiden melunvaimennuslaitteiden heikkouden: niiden taipumuksen vaimentaa ääniä erottamatta. Ratkaisu tuli ominaisuuden nimeltä Target Speech Hearing muodossa. Tämä ominaisuus antoi käyttäjille mahdollisuuden valita henkilö, jonka ääni pysyy kuultavana, vaikka kaikki muut äänet vaimennetaan. Ominaisuuden aktivoimiseksi käyttäjä pitää kuulokkeiden painiketta painettuna useita sekunteja kohdatessaan halutun henkilön.

Kuplien käyttö melun vaimentamiseen on jotain, mitä niche-yritykset kuten Silentium ovat myös kokeilleet jo jonkin aikaa. Silentium on kehittänyt Quiet Bubble™ -perheen, konseptin, jonka tarkoitus on vähentää häiritsevää melua riippumatta sen lähteistä.

Saavuttaakseen tavoitteensa yritys synteettisesti mallintaa ei-toivottujen melukenttien fyysiset ominaisuudet halutussa hiljaisuusalueessa. Tämä toteutetaan monikanavaisella algoritmilla, joka mahdollistaa ääni-alueen hallinnan kaiutinkokoonpanon tuottaman äänikentän avulla.

Silentiumin ratkaisuja voidaan soveltaa moniin tilanteisiin. On olemassa yleinen hiljainen kupla, aktiiviset niskatuet hiljaisen alueen luomiseksi, sekä aktiivinen kuuloke. Yritys pystyy suunnittelemaan ja rakentamaan täysin omistautuneen ANC-tuotteen käyttäjän tarkkoihin tarpeisiin. Se voi luoda hiljaisia alueita kiireisissä junissa ja lentokenttien terminaaleissa, joita matkustajat voivat käyttää rauhan ja suhteellisen yksityisyyden paikkana.

Kaiken kaikkiaan melunvaimennus – kuplien ja muun kautta – on saanut jalansijaa eri teollisuudenaloilla, mukaan lukien kotona käytettävät työkalut ja laitteet, autoteollisuuden ratkaisut, teolliset melua tuottavat laitteet, kuljetus ja muut. Se on seuraava askel eteenpäin!

Klikkaa tästä saadaksesi 5 pakollista lisävarustetta kotitoimistoa varten.