ruido^(Noise) _ Está a nuestro alrededor. Ya sea el llanto de un bebé, el zumbido de un aire acondicionado o el balbuceo animado de sus compañeros de trabajo. Un lugar tranquilo para trabajar o disfrutar de un poco de relajación se está convirtiendo en un producto verdaderamente premium. La tecnología de cancelación de ruido^(Noise) puede ayudar a que el zen vuelva a su vida. 

La pregunta es, ¿cómo funciona la cancelación de ruido? Repasemos los principios de la tecnología, para que pueda tomar una decisión informada al comprar su propio equipo de cancelación de ruido.

Una visión general (muy) básica del sonido

El sonido es energía que viaja como una onda a través de alguna forma de materia. Generalmente escuchamos el sonido transmitido a través del aire. 

Por ejemplo, una cuerda de guitarra vibra en el aire, golpeando las moléculas de aire. Esas moléculas golpean a sus vecinas, y así sucesivamente. Cuando la onda que se mueve por el aire golpea los tímpanos, los mueve a la misma frecuencia que la cuerda  de la guitarra .^(guitar)

Tu cerebro convierte ese movimiento en señales eléctricas que luego percibes como sonido. Esa es una explicación muy simplista de lo que es el sonido, pero es lo mínimo que necesitas saber para entender la cancelación de ruido.

Una descripción general ( muy^(Very) ) básica^{(Basic Overview)} de Anti-sonido^(Anti-sound)

Una onda tiene diferentes propiedades. Tiene una frecuencia, que es la frecuencia con la que la onda pasa por un ciclo completo. 

Usando nuestra cuerda de guitarra como ejemplo nuevamente. La frecuencia es la rapidez con que la cuerda se mueve a través de una vibración completa. Percibimos el sonido de alta frecuencia como agudo. El sonido de baja frecuencia es más bajo. Aparte de la frecuencia, las ondas también tienen amplitud. Esa es la altura del pico de la ola. A continuación, la onda también tiene una fase. Esta es la posición de los picos y valles de la onda.

Si genera una onda de sonido que tiene la misma amplitud, pero la fase opuesta (los picos están donde están los valles de la otra onda), causa una interferencia destructiva. Las dos ondas esencialmente se anulan entre sí. Esto se puede hacer a gran escala, donde necesita tener tanta energía en su generador anti-ruido como el sonido original en sí. Sin embargo, si solo desea cancelar el ruido para una persona, no necesita mucha energía, que es donde entran los auriculares con cancelación de ruido.

Auriculares con cancelación de ruido

Los auriculares con cancelación de ruido son maravillas tecnológicas. En el exterior de los auriculares, hay micrófonos que toman muestras del ruido ambiental fuera de los auriculares. Este sonido es analizado por la electrónica a bordo, utilizando un algoritmo matemático. Cada fabricante de auriculares tiene su propio algoritmo de salsa secreta, que funciona con diferentes niveles de efectividad.

El algoritmo se usa para calcular la onda antirruido necesaria para interferir destructivamente con el ruido ambiental donde se encuentra. Luego, un dispositivo conocido como transductor, que es esencialmente un tipo de altavoz, genera la onda anti-ruido.

El efecto final es que cuando activa la función de cancelación de ruido, de repente se encuentra envuelto en (casi) silencio. Lo que le permite disfrutar de su audio con una fidelidad mucho mejor o simplemente disfrutar de un poco de paz y tranquilidad.

Cancelación de ruido^(Noise) activa y pasiva

El proceso que acabamos de describir generalmente se conoce en las hojas de especificaciones del producto como "cancelación activa de ruido" o algo similar. De manera confusa^{(Confusingly)} , algunos auriculares afirman tener algo llamado cancelación de ruido "pasiva".

Es muy importante no confundir estas dos características. Realmente no existe tal cosa como la cancelación pasiva de ruido. Lo que este término realmente significa es que un par de auriculares dados se diseñaron para bloquear el sonido utilizando un sistema de insonorización simple y antiguo. 

Esto significa que los materiales y el diseño de los auriculares te aíslan del ruido exterior hasta cierto punto. Desde ese punto de vista, meter los dedos en los oídos también es “cancelación pasiva de ruido”.

Hay mucho que decir sobre un par de auriculares que ofrecen un gran aislamiento de sonido, pero vincular eso con la cancelación de ruido es un poco de estrategia de marketing.

Las limitaciones^{(Limitations)} de la cancelación activa de ruido^{(Active Noise Cancellation)}

La tecnología actual^(Current) de cancelación activa de ruido no puede bloquear el ruido a la perfección. Funcionan increíblemente bien cuando se trata de fuentes de ruido constantes y predecibles. Piense^(Think) en un motor a reacción, el zumbido de un acondicionador de aire o el compresor de su refrigerador. La cancelación activa de ruido moderna^(Modern) es increíblemente buena para borrar ese tipo de sonido por completo.

Por el contrario, los sonidos repentinos e impredecibles plantean un desafío mucho mayor. Esto generalmente incluye conversaciones humanas en voz alta, alguien rompiendo un vaso de vidrio o cualquier otro ruido que el algoritmo no tiene tiempo de analizar. Dicho esto, los nuevos sistemas de vanguardia con procesadores más rápidos y algoritmos más sofisticados también están comenzando a lidiar con este tipo de ruido. 

Un ejemplo interesante de esta tecnología especializada de cancelación activa de ruido se presenta en forma de orejeras electrónicas que se utilizan al disparar rifles, pistolas y otras armas de fuego. 

Estas orejeras usan aislamiento de sonido pasivo para bloquear todo el sonido, tal como lo hacen las orejeras de tiro regulares. Sin embargo, tienen micrófonos externos que transmiten el sonido a su alrededor para mantener el conocimiento de la situación. Para que pueda tener una conversación con otra persona con facilidad. Sin embargo, el volumen máximo de todo el sonido a su alrededor se mantiene por debajo de un máximo cómodo. 

Estos sistemas a menudo pueden proporcionar un sonido direccional y también amplificar los sonidos silenciosos, al tiempo que cancelan los disparos. No es exactamente la misma tecnología que los auriculares convencionales con cancelación de ruido, pero está estrechamente relacionada.

Eliminación de ruido impulsada por IA

 Un desarrollo relativamente nuevo es la aplicación de tecnología de inteligencia artificial para eliminar el ruido no deseado de una señal de audio. Desafortunadamente, esto todavía no puede suceder en tiempo real, por lo que no es efectivo en la cancelación de ruido. En lo que es muy bueno es en eliminar el ruido de la señal de un micrófono.

Por ejemplo, si está tratando de hablar por Skype con alguien o hacer una grabación de voz en un entorno ruidoso, puede ser difícil para la persona que está al otro lado entender lo que está diciendo. Usando inteligencia artificial, esa transmisión de audio puede analizarse y todo, excepto su propia voz, puede eliminarse. 

Por ejemplo, la aplicación de voz RTX^{(RTX Voice)} de Nvidia utiliza el hardware especial de aprendizaje profundo en sus tarjetas gráficas RTX para procesar el audio del micrófono. Entonces, ya sea que alguien esté escribiendo en un teclado, aspirando el piso o haciendo trabajos de construcción, nada de eso será audible para su audiencia. Puedes ver una demostración de esta increíble tecnología aquí.

Dado que hay suficiente tiempo entre el momento en que hablas por el micrófono y la otra persona escucha el audio para que la IA haga su trabajo, no hay problema en términos de limitaciones de tiempo real. Tal vez con el avance tecnológico, estos métodos súper efectivos de eliminación de ruido de IA también funcionen como una forma de cancelación de ruido de los auriculares.

Micrófonos con cancelación de ruido

Pasando de los auriculares, otro lugar donde una tecnología similar puede ser muy útil para la mayoría de las personas, especialmente ahora que muchos de nosotros dependemos del trabajo remoto, son los micrófonos con cancelación de ruido.

Una vez más, aunque el lenguaje de marketing utiliza el término "cancelación de ruido", estos micrófonos no generan ruido para interferir con la fuente del ruido. En cambio, toman el sonido como un todo y luego le aplican el mismo tipo de algoritmo de identificación de ruido. Eliminarlo de la transmisión de audio de entrada antes de transmitirlo.

Incluso obtienes soluciones de eliminación de ruido de micrófono con tecnología de IA^(AI-powered) en línea , como este adaptador ASUS^{(ASUS adapter)} . Conéctalo a un puerto USB , conecta tus auriculares y el pequeño cerebro electrónico interior eliminará los ruidos no deseados, dejando solo tu voz clara como el cristal.

El sonido del silencio

Realmente no te das cuenta de cuánto te aplasta el ruido constante de la vida moderna hasta que logras bloquearlo. Ponerse un par de buenos auriculares con cancelación de ruido puede sentirse como un viento refrescante que se lleva su ansiedad de bajo nivel. 

Ahora que sabe cómo funciona la cancelación de ruido, puede tomar decisiones más informadas sobre el kit antirruido de su elección. Si compra las cosas correctas, descubrirá que el sonido del silencio es realmente la mejor música que puede conseguir.

How Does Noise Cancellation Work?

Noise. It’s all around us. Whether it’s a crying baby, the hum of an air conditioner or the animated babble of your office co-workers. Α quiet place to work or enjoy sоme relaxation is becoming a truly premium commodity. Noise cancellation technologу can help bring the zen back into your life. 

The question is, how does noise cancellation work? Let’s go over the principles of the technology, so you can make an informed choice when buying your own noise-cancelling equipment.

A (Very) Basic Overview of Sound

Sound is energy travelling as a wave through some form of matter. We generally hear sound transmitted through the air. 

For example, a guitar string vibrates in air, knocking air molecules about. Those molecules knock into their neighbors, and so on. When the wave moving through the air hits your ear drums, it moves them at the same frequency as the guitar string. 

Your brain converts that movement into electrical signals that you then perceive as sound. That’s a very simplistic explanation of what sound is, but it’s the least you need to know to understand noise cancellation.

A (Very) Basic Overview of Anti-sound

A wave has different properties. It has a frequency, which is how often the wave goes through a full cycle. 

Using our guitar string as an example again. The frequency is how quickly the string moves through one full vibration. We perceive higher frequency sound as high-pitched. Lower frequency sound is more bassy. Apart from frequency, waves also have amplitude. That’s the height of the wave’s peak. Next, the wave also has a phase. This is the position of the peaks and troughs of the wave.

If you generate a sound wave that has the same amplitude, but the opposite phase (the peaks are where the troughs of the other wave are), it causes destructive interference. The two waves essentially cancel each other out. This can be done at large scale, where you need to have just as much energy in your anti-noise generator as the original sound itself. However, if you only want to cancel noise for one person, you don’t need much power at all, which is where noise cancelling headphones come in.

Noise Cancelling Headphones

Noise cancelling headphones are technological marvels. On the outside of the headphones, there are microphones that sample the ambient noise outside the headphones. This sound is analyzed by onboard electronics, using a mathematical algorithm. Each headphone maker has its own secret-sauce algorithm, which all work to differing levels of effectiveness.

The algorithm is used to calculate the anti-noise wave needed to destructively interfere with the ambient noise where you are. Then a device known as a transducer, which is essentially a type of speaker, generates the anti-noise wave.

The end effect is that when you switch on the noise cancellation function, you’re suddenly enveloped in (near) silence. Which allows you to enjoy your audio at much better fidelity or just enjoy some peace and quiet.

Active and Passive Noise Cancellation

The process we just described is usually referred to on product specification sheets as “active noise cancellation” or something similar. Confusingly, some headphones claim to have something called “passive” noise cancellation.

It’s very important not to confuse these two features. There really isn’t such a thing as passive noise cancellation. What this term actually means is that a given pair of headphones were designed to block out sound using plain old soundproofing. 

This means that the materials and design of the headphones isolate you from outside noise to some extent. From that point of view, sticking your fingers in your ears is also “passive noise cancellation”.

There’s much to be said for a pair of headphones that offer great sound isolation, but linking that to noise cancellation is a bit of marketing sleight of hand.

The Limitations of Active Noise Cancellation

Current active noise cancellation technology can’t block out noise perfectly. They work incredibly well when it comes to constant, predictable sources of noise. Think of a jet engine, the hum of an air conditioner or your fridge compressor. Modern active noise cancellation is incredibly good at erasing that type of sound completely.

Conversely, sudden unpredictable sounds pose much more of a challenge. This usually includes loud human conversations, someone breaking a glass cup or any other noise that the algorithm doesn’t have time to analyze. That being said, new cutting edge systems with faster processors and more sophisticated algorithms are beginning to deal with these types of noise as well. 

One interesting example of such specialized active noise cancellation technology comes in the form of electronic earmuffs used when firing rifles, pistols and other firearms. 

These earmuffs use passive sound isolation to block out all sound, just as regular shooting earmuffs do. However, they have external microphones that pass through sound around you, to maintain situational awareness. So you can have a conversation with another person with ease.  However, the maximum volume of all sound around you is kept under a comfortable maximum. 

These systems can often provide directional sound and amplify quiet sounds as well, while cancelling out gunshots. It’s not exactly the same technology as mainstream noise cancellation headphones, but it’s closely related.

AI-Powered Noise Removal

 A fairly new development is the application of artificial intelligence technology to remove unwanted noise from an audio signal. Unfortunately this can’t quite happen in real time just yet, so it isn’t effective at noise cancellation. What it is very good at is removing noise from a microphone signal.

For example, if you’re trying to Skype someone or make a voice recording in a noisy environment, it can be hard for the person on the other end to understand what you’re saying. Using artificial intelligence, that audio stream can be analyzed and everything but your own voice can be removed. 

For example, Nvidia’s RTX Voice application uses the special deep learning hardware in their RTX graphics cards to process microphone audio. So whether someone is typing on a keyboard, vacuuming the floor, or doing construction work, none of that will be audible to your audience. You can see a demonstration of this incredible technology here.

Since there’s enough time between where you speak into the microphone and the other person hears the audio for the AI to do it’s work, there’s no issue in terms of real time limitations. Perhaps with technological advancement these super-effective AI noise removal methods will work as a form of headphone noise cancellation as well.

Noise Cancelling Microphones

Moving on from headphones, another place where a similar technology can be very useful for most people, especially now that so many of us rely on remote work, are noise-cancelling microphones.

Once again, even though the marketing language uses the term “noise-cancelling”, these microphones don’t generate anti-noise to interfere with the source of the noise. Instead, they take the sound as a whole and then apply the same sort of noise-identifying algorithm to it. Removing it from the input audio stream before passing it on.

You even get in-line AI-powered microphone noise removal solutions, such as this ASUS adapter. Plug it into a USB port, connect your headset to it and the little electronic brain inside will remove unwanted noises, leaving only your crystal clear voice behind.

The Sound of Silence

You don’t really notice how much the constant noise of modern life grinds you down until you manage to block it out. Slipping on a pair of good noise-cancelling headphones can feel like a refreshing wind blowing away your low-level anxiety. 

Now that you know how noise cancellation works, you can make more informed decisions about your anti-noise kit of choice. If you buy the right stuff, you’ll find that the sound of silence really is the best music you can get.

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