安声科技独创的建模方式,让他们突破了行业瓶颈,在三维空间声场主动降噪领域,握有领先全世界的技术优势。
我们生活的城市变得越来越吵。
高密度人群,日益拥挤的空间,往来呼啸的车流,不舍昼夜的施工……各种喧闹的声音不断刺激着人们的耳膜与神经。2016年发布的一份《全国范围的听力障碍与耳病调查》项目显示,中国近16%人口患有不同程度的听力障碍,致病原因之一,正是噪声污染。
为了对抗噪声,人们想出各种各样的办法。以降噪耳机为例,它使用的是一种“主动降噪”技术,区别以特殊材料阻隔声源的“被动降噪”技术,主动降噪是以发送反向声波的方式,对噪声进行对冲消减。
但是应用于耳机的这种主动降噪技术,只能针对耳朵这一单点进行降噪,而“三维空间声场主动降噪”技术,则可以对一定范围内的区域空间进行整体降噪。
成立于2014年的北京安声科技有限公司,长期专注三维空间声场主动降噪技术及产品开发。
“我们之所以取名叫做安声,就是希望通过主动降噪,做出更安静的声音。”安声科技CEO刘益帆说。
NO.1突破算力瓶颈三维空间声场主动降噪具有很高的技术门槛。主动降噪是一种实时操作,原理是通过方向互逆的声波对冲,以峰谷相抵的方式实现降噪,因此需要系统在极短时间内迅速计算出声音场中各点噪声的频率,并予以“反击”;一旦反向声波发送延时,不仅原始噪声难以消除,甚至还有可能形成新的强噪声。
“在语音识别领域,毫秒级的延时都可以算作实时;比如语音电话的延时如果可以控制在10-20毫秒,就属于不错的技术水平。但三维空间声场主动降噪,要求延时必须控制在微秒级。”刘益帆说。
除了实时反应,三维空间声场降噪技术对系统计算能力也有极高要求。
随着噪声频率升高,声音计算系统所对应的计算量会呈现几何倍数的增长。譬如一个噪声由300Hz增加到3000Hz,虽然它的频率只提升10倍,但系统的计算量却要相应提升1000倍。一旦噪声频率超过系统计算能力上限,降噪便难以达成。
刘益帆告诉科学英雄,系统算力不足是当前制约三维空间声场降噪技术发展的瓶颈问题。全球目前只有五家公司掌握这项技术,三家美国公司对于噪声频率计算力的上限停留在300Hz,一家以色列公司可以将这个数值提升到1000Hz;而安声科技凭借一套完全自主研发、有别于传统理论方式的高效声音场模型,将系统算力的上限提升到3000Hz以上。
这套高效声音场模型被业内视为具有“里程碑意义”。
因为借鉴了光学理论,它将整个声音场建模的方式化繁为简。在此模型中,随着噪声频率的增加,系统的计算量呈现线性而非几何倍数增长,从而大幅降低系统计算压力,确保能对高频噪声做到实时降噪。
NO.2技术落地白色家电拥有系统算力技术优势的安声科技,将技术应用的主战场锁定在市场空间广阔、降噪类技术尚未普及的家电行业。
白家电产品会产生相对宽频的噪声:空调的噪声,高频会达1500Hz,油烟机在2000Hz左右,而吸尘器会达到5000-6000Hz。
白家电产品的性能指标主要取决于风量,通过风机驱动产生的风量越大,性能越高;但随着风量增大,噪声也会随之增加。由于国家对家电噪声有严格的控制要求,如何在提升风量的同时,保证噪声“达标”,就成了急需攻克的难题。
使用更高性能的风机可以在一定程度上解决这个问题,但家电成本也会大幅提升。
“主动降噪可以限制各类家电噪声,我们在技术上针对‘风’这个特点做了一些深度优化。”刘益帆说。
目前安声科技的三维空间声场降噪技术,可以将白家电产品产生的风噪降低5-8分贝。从数学概念理解,风噪降低3分贝,即相当于噪声总量降低50%,风噪降低5-8分贝,则意味着降低了噪声总量的75%-80%。而相对同等性能的风机,安声科技的技术价格又更具优势。
NO.3提升对噪声的认知家电行业具有广阔的消费市场,而应用了降噪技术的家电产品,也会在一定程度上,提升人们对于噪声污染的认知。“这台应用降噪技术的产品被你带回家,你逐渐习惯了这种安静,才会发现,以前那个没有经过降噪的产品,原来那么吵。当你的认知到达这个程度,你就会觉得原来的那个产品不值钱了。”刘益帆说。
目前,除了家电行业,安声科技的三维空间声场降噪技术还应用于汽车领域,针对车厢内引擎等产生的噪声进行降噪;未来更计划开发自主的芯片技术,并进一步向工业、航空航天甚至军工领域拓展。
技术爆炸带来各种噪声,消除噪声的技术便应运而生:但愿在未来,我们既可以享受现代化科技带来的便捷与高效,同时也能享有宁静的生活。
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