ซูมเสียง

เทคโนโลยีหลักของการซูมเสียงคือบีมฟอร์มมิ่งหรือการกรองเชิงพื้นที่สามารถเปลี่ยนทิศทางการบันทึกเสียงได้ (นั่นคือ ตรวจจับทิศทางของแหล่งกำเนิดเสียง) และปรับเปลี่ยนได้ตามต้องการในกรณีนี้ ทิศทางที่เหมาะสมที่สุดคือรูปแบบซุปเปอร์คาร์ไดออยด์ (ภาพด้านล่าง) ซึ่งจะปรับปรุงเสียงที่มาจากด้านหน้า (นั่นคือ ทิศทางที่กล้องหันหน้าไปโดยตรง) ในขณะเดียวกันก็ลดเสียงที่มาจากทิศทางอื่น (เสียงรบกวนพื้นหลัง)).

พื้นฐานของเทคโนโลยีนี้คือ จำเป็นต้องตั้งค่าไมโครโฟนแบบรอบทิศทางให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ยิ่งมีไมโครโฟนมากเท่าไรก็ยิ่งบันทึกเสียงได้ไกลมากขึ้นเท่านั้นเมื่อโทรศัพท์มีไมโครโฟนสองตัว มักจะวางไว้ที่ด้านบนและด้านล่างเพื่อเพิ่มระยะห่างระหว่างกันและสัญญาณที่ได้รับจากไมโครโฟนจะอยู่ในส่วนผสมที่ดีที่สุดเพื่อสร้างทิศทางซุปเปอร์คาร์ไดออยด์

ภาพด้านซ้ายเป็นการบันทึกเสียงทั่วไปการซูมเสียงบนภาพทางด้านขวามีทิศทางซุปเปอร์คาร์ไดออยด์ ซึ่งมีความไวต่อแหล่งที่มาของเป้าหมายมากกว่าและลดเสียงรบกวนจากพื้นหลัง

ผลลัพธ์ของทิศทางที่สูงนี้ได้มาโดยใช้เครื่องรับแบบไม่มีทิศทางโดยการตั้งค่าเกนที่แตกต่างกันสำหรับไมโครโฟนแต่ละกลุ่มในแต่ละตำแหน่งบนโทรศัพท์ จากนั้นจึงรวมเฟสของเดือยแหลมเพื่อปรับปรุงเสียงที่ต้องการและทำลายคลื่นด้านข้างเพื่อลด การรบกวนนอกแกน

อย่างน้อยก็ในทางทฤษฎีในความเป็นจริง บีมฟอร์มมิ่งในสมาร์ทโฟนก็มีปัญหาในตัวมันเองในด้านหนึ่ง โทรศัพท์มือถือไม่สามารถใช้เทคโนโลยีไมโครโฟนคอนเดนเซอร์ที่พบในสตูดิโอบันทึกเสียงขนาดใหญ่ได้ แต่ต้องใช้ตัวแปลงสัญญาณอิเล็กเตรต ซึ่งเป็นไมโครโฟน MEMS (ระบบเครื่องกลไฟฟ้าขนาดเล็ก) ขนาดเล็กที่ใช้พลังงานน้อยมากในการทำงานนอกจากนี้ เพื่อเพิ่มความชัดเจนและควบคุมลักษณะเฉพาะของสเปกตรัมและส่วนเวลาที่เกิดขึ้นกับการกรองเชิงพื้นที่ (เช่น การบิดเบือน การสูญเสียเสียงเบส และเสียงโดยรวมที่มีการรบกวนในเฟสที่รุนแรง/เสียงจมูก) ผู้ผลิตสมาร์ทโฟนไม่เพียงต้องพิจารณาตำแหน่งไมโครโฟนอย่างรอบคอบด้วย จะต้องอาศัยการผสมผสานคุณสมบัติเสียงที่เป็นเอกลักษณ์ของตัวเอง เช่น อีควอไลเซอร์ การตรวจจับเสียง และประตูเสียงรบกวน (ซึ่งในตัวมันเองก็อาจทำให้เกิดเสียงผิดปกติได้)

ตามหลักการแล้ว ผู้ผลิตแต่ละรายจึงมีวิธีการบีมฟอร์มมิ่งที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะของตนเองผสมผสานกับเทคโนโลยีที่เป็นกรรมสิทธิ์อย่างไรก็ตาม เทคนิคการสร้างบีมฟอร์มมิ่งที่แตกต่างกันแต่ละเทคนิคมีจุดแข็งของตัวเอง ตั้งแต่การลดเสียงสะท้อนของคำพูดไปจนถึงการลดเสียงรบกวนอย่างไรก็ตาม อัลกอริธึมบีมฟอร์มมิ่งสามารถขยายเสียงลมในเสียงที่บันทึกไว้ได้อย่างง่ายดาย และไม่ใช่ทุกคนที่จะทำหรือต้องการใช้กระจกบังลมเพิ่มเติมเพื่อปกป้อง MEMS ได้แล้วทำไมไมโครโฟนในสมาร์ทโฟนถึงไม่ประมวลผลมากกว่านี้ล่ะ?เนื่องจากจะทำให้การตอบสนองความถี่และความไวของไมโครโฟนลดลง ผู้ผลิตจึงมักพึ่งพาซอฟต์แวร์เพื่อลดเสียงรบกวนและเสียงลม

นอกจากนี้ เป็นไปไม่ได้ที่จะจำลองเสียงลมจริงในสภาพแวดล้อมทางเสียงตามธรรมชาติภายใต้สภาพห้องปฏิบัติการ และจนถึงขณะนี้ยังไม่มีวิธีแก้ปัญหาทางเทคนิคที่ดีในการจัดการกับเสียงดังกล่าวด้วยเหตุนี้ ผู้ผลิตจึงต้องพัฒนาเทคโนโลยีป้องกันลมแบบดิจิทัลที่เป็นเอกลักษณ์ (ซึ่งสามารถนำไปใช้โดยไม่คำนึงถึงข้อจำกัดด้านการออกแบบทางอุตสาหกรรมของผลิตภัณฑ์) โดยอิงจากการประเมินเสียงที่บันทึกไว้OZO Audio Zoom ของ Nokia บันทึกเสียงที่ได้รับความช่วยเหลือจากเทคโนโลยีกันลม

เช่นเดียวกับการตัดเสียงรบกวนและเทคนิคยอดนิยมอื่นๆ เดิมบีมฟอร์มมิ่งได้รับการพัฒนาเพื่อจุดประสงค์ทางการทหารPhased Transmitter Array ถูกใช้เป็นเสาอากาศเรดาร์ในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง และปัจจุบันใช้สำหรับทุกอย่างตั้งแต่การถ่ายภาพทางการแพทย์ไปจนถึงการเฉลิมฉลองทางดนตรีสำหรับอาเรย์ไมโครโฟนแบบแบ่งเฟสนั้น ได้รับการประดิษฐ์ขึ้นในยุค 70 โดย John Billingsley (ไม่ใช่ ไม่ใช่นักแสดงที่รับบทเป็น Dr. Volash ใน Star Trek: Enterprise) และ Roger Kinnsแม้ว่าประสิทธิภาพของเทคโนโลยีนี้ในสมาร์ทโฟนจะไม่ได้รับการปรับปรุงอย่างมีนัยสำคัญในช่วงทศวรรษที่ผ่านมา แต่โทรศัพท์มือถือบางรุ่นมีขนาดใหญ่เกินไป บางรุ่นมีไมโครโฟนหลายชุด และบางรุ่นมีชิปเซ็ตที่ทรงพลังกว่าด้วยซ้ำโทรศัพท์มือถือเองก็มีระดับที่สูงกว่าทำให้เทคโนโลยีซูมเสียงมีประสิทธิภาพมากขึ้นในการใช้งานด้านเสียงต่างๆ

ในรายงานของ N. van Wijngaarden และ EH Wouters เรื่อง “การเพิ่มคุณภาพเสียงโดยการใช้บีมฟอร์มมิ่งโดยใช้สมาร์ทโฟน” ระบุว่า “ประเทศ (หรือบริษัท) ที่มีการเฝ้าระวังอาจใช้เทคนิคบีมฟอร์มมิ่งเฉพาะเพื่อสอดแนมผู้อยู่อาศัยทุกคน แต่ในขอบเขตของการสอดแนมจำนวนมาก ระบบบีมฟอร์มมิ่งของสมาร์ทโฟนมีผลกระทบมากน้อยเพียงใด?[…] ตามทฤษฎีแล้ว หากเทคโนโลยีมีความเป็นผู้ใหญ่มากขึ้น ก็อาจกลายเป็นอาวุธในคลังแสงของรัฐสอดแนมได้ แต่นั่นยังห่างไกลออกไปเทคโนโลยีบีมฟอร์มมิ่งเฉพาะบนสมาร์ทโฟนยังคงเป็นขอบเขตที่ค่อนข้างแปลกใหม่ และการไม่มีเทคโนโลยีปิดเสียงและตัวเลือกการซิงโครไนซ์ที่ไม่เด่นชัดจะช่วยลดความเป็นไปได้ของการฟังแบบซ่อนเร้น