【Redmi AirDots 3 Pro降噪「小米自研主动降噪技术在RedmiBudsPro4上的应用」】昨天发布会，大家有没有将心仪好物收入囊中呢？除了手机，小编发现大家对于“最强王牌旗舰降噪耳机Redmi Buds Pro4”，呼声很高 。所以本期技术干货，我们邀请到了AI实验室声学团队工程师段爽，和大家分享自研主动降噪技术的原理、实现方式，以及在Redmi Buds Pro4 耳机上的应用 。

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一、主动降噪与被动降噪要了解主动降噪就需要先了解一下被动降噪 ， 通常我们在遇到刺耳的噪声时 ， 大部分人会下意识地捂住耳朵，这种通过物理上隔绝（阻断声波传播）的方式可称之为被动降噪 。主动降噪则是根据特定的噪声，产生完全相反的声波 ， 让两种声波在相遇时互相抵消，从而把该噪音隔除 。被动降噪的优势是降噪空间大，对于高频信号（听感上体验为尖锐刺耳的声音）的隔绝效果好，但对于低频噪声而言，降噪效果则会大打折扣，而主动降噪则可以很好的弥补被动降噪的不足，其能够有效的降低低频噪声 。
如图1所示，其为某耳机的降噪曲线，可以明显的看出在未开启主动降噪时（相当于仅存在被动降噪），在1000Hz以上都有着近20dB的降噪效果，当开启主动降噪后（相当于主动降噪 被动降噪），1000Hz以下的降噪效果得到明显提升，最大降噪深度达到了30dB 。

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图1 主动降噪开启前后降噪效果
二、主动降噪耳机的降噪原理如图2所示，耳机上的主动降噪技术都是基于声波的叠加相消原理 。所有的声音都是由一定的频谱组成，如果可以找到一种声音，其频谱与所要消除的噪声完全一样，只是相位刚好相反（相差180°），就可以将这个噪声完全抵消掉 。

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图2 噪声的叠加相消
主动降噪耳机也是基于这一原理，如图3所示，通过对耳机上安置的前馈麦克风采集到的噪声信号进行分析、处理，然后驱动扬声器产生一个与环境噪声相位相反的噪声，以此来抵消传入人耳的噪声 。同时内置的反馈麦克风用于检测传入人耳噪声，并基于该噪声进行分析，及时的反向调整驱动器所产生的反相位噪声以此来获得最好的降噪效果 。

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图3 主动降噪耳机的工作原理
主动降噪系统必备的硬件有麦克风、处理芯片、扬声器，每一个部分都需要保证高质量才能达到较好的降噪效果，这也是为什么主动降噪耳机的售价要远高于传统（无主动降噪功能）耳机设备的原因 。
三、实现主动降噪的方式主动降噪一般可以细分为 Feedforward ANC (前馈主动降噪)， Feedback ANC (反馈主动降噪) 以及 Hybrid ANC(混合主动降噪，本质上是前馈加上反馈) 。下面将对每一种方式进行简单的介绍 。
>>>>3.1 前馈式主动降噪
如图4所示，前馈麦克风接收到环境噪声信号后将其送到前馈式控制器，经过控制器处理后，产生一个相应的“反噪声”信号，同时驱动扬声器播放该“反噪声”信号，与通过实际物理途径中传来的原始噪声信号相叠加，反馈麦克风作为误差传感器检测叠加后所形成的残余噪声信号，并将其送到控制器中，控制器再调整“反噪声”信号的强度 。

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图4 前馈式主动降噪控制系统示意图

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