La tecnologia principale dello zoom audio è il beamforming o il filtraggio spaziale.Può cambiare la direzione della registrazione audio (ovvero, rileva la direzione della sorgente sonora) e regolarla secondo necessità.In questo caso, la direzione ottimale è un modello supercardioide (nella foto sotto), che migliora il suono proveniente dalla parte anteriore (ovvero, la direzione in cui è rivolta direttamente la fotocamera), attenuando al tempo stesso il suono proveniente da altre direzioni (rumore di fondo).).
La base di questa tecnologia è che è necessario predisporre il più possibile un microfono omnidirezionale: più sono i microfoni e più sono lontani, più suono si potrà registrare.Quando un telefono è dotato di due microfoni, solitamente sono posizionati in alto e in basso per massimizzare la distanza tra loro;e i segnali captati dai microfoni saranno nella migliore combinazione per formare una direttività supercardioide.
L'immagine a sinistra è una tipica registrazione audio;lo zoom audio sull'immagine a destra ha una direttività supercardioide, che è più sensibile alla sorgente target e riduce il rumore di fondo.
Il risultato di questa elevata direttività si ottiene utilizzando un ricevitore non direzionale impostando guadagni diversi per ciascun gruppo di microfoni individuali in varie posizioni sul telefono, quindi sommando le fasi dei picchi per migliorare il suono desiderato e distruggendo l'onda laterale per ridurre interferenze fuori asse.
Almeno, in teoria.In effetti, il beamforming negli smartphone ha i suoi problemi.Da un lato, i telefoni cellulari non possono utilizzare la tecnologia del microfono a condensatore presente nei grandi studi di registrazione, ma devono utilizzare trasduttori elettrete, microfoni MEMS (sistemi microelettromeccanici) in miniatura che richiedono pochissima energia per funzionare.Inoltre, al fine di ottimizzare l'intelligibilità e controllare i caratteristici artefatti spettrali e temporali che si verificano con il filtraggio spaziale (come distorsione, perdita di bassi e suono complessivo con grave interferenza di fase/nasalità), i produttori di smartphone devono non solo considerare attentamente anche il posizionamento del microfono. , deve fare affidamento sulla propria combinazione unica di funzionalità audio, come equalizzatori, rilevamento vocale e noise gate (che di per sé possono causare artefatti udibili).
Quindi, logicamente, ogni produttore ha il proprio metodo di beamforming unico combinato con una tecnologia proprietaria.Detto questo, ciascuna delle diverse tecniche di beamforming ha i suoi punti di forza, dal de-riverbero del parlato alla riduzione del rumore.Tuttavia, gli algoritmi di beamforming possono facilmente amplificare il rumore del vento nell’audio registrato e non tutti possono o vogliono utilizzare un parabrezza aggiuntivo per proteggere i MEMS.E perché i microfoni degli smartphone non elaborano di più?Poiché ciò compromette la risposta in frequenza e la sensibilità del microfono, i produttori tendono a fare affidamento sul software per ridurre il rumore e il rumore del vento.
Inoltre, è impossibile simulare il rumore del vento reale in un ambiente acustico naturale in condizioni di laboratorio, e finora non esiste ancora una buona soluzione tecnica per affrontarlo.Di conseguenza, i produttori devono sviluppare tecnologie di protezione dal vento digitale uniche (che possono essere applicate indipendentemente dai limiti di progettazione industriale del prodotto) basate sulla valutazione dell'audio registrato.OZO Audio Zoom di Nokia registra il suono aiutato dalla sua tecnologia antivento.
Come la cancellazione del rumore e molte altre tecniche popolari, il beamforming è stato originariamente sviluppato per scopi militari.Gli array di trasmettitori a fasi furono utilizzati come antenne radar durante la seconda guerra mondiale e oggi vengono utilizzati per qualsiasi cosa, dall'imaging medico alle celebrazioni musicali.Per quanto riguarda i microfoni a fase, sono stati inventati negli anni '70 da John Billingsley (no, non l'attore che interpretava il Dr. Volash in Star Trek: Enterprise) e Roger Kinns.Sebbene le prestazioni di questa tecnologia negli smartphone non siano migliorate in modo significativo negli ultimi dieci anni, alcuni telefoni sono sovradimensionati, altri hanno più set di microfoni e alcuni addirittura hanno chipset più potenti.Il telefono cellulare stesso ha un livello superiore, rendendo la tecnologia dello zoom audio più efficace in varie applicazioni audio.
Nel documento di N. van Wijngaarden e EH Wouters “Enhancing Sound by Beamforming Using Smartphones” si afferma: “Mi viene in mente che i paesi (o le aziende) di sorveglianza possono utilizzare specifiche tecniche di beamforming per spiare tutti gli abitanti. Ma nella misura della sorveglianza di massa , quanto impatto può avere il sistema di beamforming di uno smartphone?[…] In teoria, se la tecnologia diventasse più matura, potrebbe diventare un'arma nell'arsenale dello stato di sorveglianza, ma questo è ancora molto lontano.La tecnologia specifica del beamforming sugli smartphone è ancora un territorio relativamente inesplorato, e la mancanza della tecnologia mute e le opzioni di sincronizzazione poco appariscenti riducono la possibilità di ascolto nascosto.
Orario di pubblicazione: 14 giugno 2022
