Audio-Zoom

Die Haupttechnologie des Audiozooms ist Beamforming oder räumliche Filterung.Es kann die Richtung der Audioaufnahme ändern (d. h. es erkennt die Richtung der Tonquelle) und sie nach Bedarf anpassen.In diesem Fall ist die optimale Richtung eine Supernierencharakteristik (siehe Abbildung unten), die den von vorne kommenden Ton (d. h. die Richtung, in die die Kamera direkt zeigt) verstärkt und gleichzeitig den aus anderen Richtungen kommenden Ton (Hintergrundgeräusche) dämpft.).

Grundlage dieser Technologie ist, dass es notwendig ist, ein möglichst omnidirektionales Mikrofon aufzustellen: Je mehr Mikrofone und je weiter weg, desto mehr Ton kann aufgenommen werden.Wenn ein Telefon mit zwei Mikrofonen ausgestattet ist, werden diese normalerweise oben und unten platziert, um den Abstand zueinander zu maximieren.und die von den Mikrofonen aufgenommenen Signale werden in der besten Kombination zu einer Supernieren-Richtcharakteristik kombiniert.

Das Bild links ist eine typische Audioaufnahme;Der Audio-Zoom im Bild rechts verfügt über eine Supernieren-Richtcharakteristik, die empfindlicher auf die Zielquelle reagiert und Hintergrundgeräusche reduziert.

Das Ergebnis dieser hohen Richtwirkung wird mit einem ungerichteten Empfänger erzielt, indem für jede Gruppe einzelner Mikrofone an verschiedenen Stellen des Telefons unterschiedliche Verstärkungen eingestellt werden und dann die Phasen der Spitzen summiert werden, um den gewünschten Klang zu verstärken und die Seitenwelle zu reduzieren, um sie zu reduzieren außeraxiale Interferenzen.

Zumindest theoretisch.Tatsächlich hat die Strahlformung in Smartphones ihre eigenen Probleme.Einerseits können Mobiltelefone nicht die Kondensatormikrofontechnologie verwenden, die in großen Aufnahmestudios zu finden ist, sondern müssen Elektretwandler verwenden – Miniatur-MEMS-Mikrofone (mikroelektromechanische Systeme), die für ihre Funktion nur sehr wenig Strom benötigen.Um die Verständlichkeit zu optimieren und die charakteristischen spektralen und zeitlichen Artefakte zu kontrollieren, die bei der räumlichen Filterung auftreten (z. B. Verzerrung, Bassverlust und Gesamtklang mit starker Phaseninterferenz/Nasalität), müssen Smartphone-Hersteller außerdem nicht nur die Platzierung des Mikrofons sorgfältig prüfen , muss auf eine eigene einzigartige Kombination von Klangfunktionen wie Equalizern, Spracherkennung und Noise Gates zurückgreifen (die ihrerseits hörbare Artefakte verursachen können).

Logischerweise verfügt jeder Hersteller über seine eigene einzigartige Strahlformungsmethode in Kombination mit proprietärer Technologie.Allerdings hat jede der verschiedenen Beamforming-Techniken ihre Stärken, von der Sprach-Nachhallzeit bis zur Rauschunterdrückung.Allerdings können Beamforming-Algorithmen problemlos Windgeräusche im aufgezeichneten Audio verstärken, und nicht jeder kann oder möchte einen zusätzlichen Windschutz zum Schutz des MEMS verwenden.Und warum leisten die Mikrofone in Smartphones nicht mehr Rechenleistung?Da dadurch der Frequenzgang und die Empfindlichkeit des Mikrofons beeinträchtigt werden, verlassen sich Hersteller in der Regel auf Software zur Reduzierung von Geräuschen und Windgeräuschen.

Darüber hinaus ist es unmöglich, das reale Windgeräusch in einer natürlichen akustischen Umgebung unter Laborbedingungen zu simulieren, und es gibt bisher noch keine gute technische Lösung, um damit umzugehen.Daher müssen Hersteller auf der Grundlage der Auswertung der aufgezeichneten Audiodaten einzigartige digitale Windschutztechnologien entwickeln (die unabhängig von den industriellen Designbeschränkungen des Produkts angewendet werden können).Der OZO Audio Zoom von Nokia zeichnet Ton dank seiner winddichten Technologie auf.

Wie die Geräuschunterdrückung und viele andere beliebte Techniken wurde auch die Strahlformung ursprünglich für militärische Zwecke entwickelt.Phased-Sender-Arrays wurden im Zweiten Weltkrieg als Radarantennen eingesetzt und werden heute für alles verwendet, von der medizinischen Bildgebung bis hin zu musikalischen Feiern.Phased-Mikrofon-Arrays wurden in den 70er Jahren von John Billingsley (nein, nicht der Schauspieler, der Dr. Volash in Star Trek: Enterprise spielte) und Roger Kinns erfunden.Obwohl sich die Leistung dieser Technologie in Smartphones im letzten Jahrzehnt nicht wesentlich verbessert hat, sind einige Mobiltelefone überdimensioniert, einige verfügen über mehrere Mikrofonsätze und einige verfügen sogar über leistungsstärkere Chipsätze.Das Mobiltelefon selbst verfügt über eine höhere Stufe, wodurch die Audio-Zoom-Technologie in verschiedenen Audioanwendungen effektiver wird.

In der Arbeit „Enhancing Sound by Beamforming Using Smartphones“ von N. van Wijngaarden und EH Wouters heißt es: „Es kommt mir in den Sinn, dass Überwachungsländer (oder Unternehmen) bestimmte Beamforming-Techniken verwenden können, um alle Bewohner auszuspionieren. Allerdings im Ausmaß einer Massenüberwachung.“ , wie viel Einfluss kann das Beamforming-System eines Smartphones haben?[…] Wenn die Technologie ausgereifter wird, könnte sie theoretisch zu einer Waffe im Arsenal des Überwachungsstaats werden, aber das ist noch Zukunftsmusik.Die spezielle Beamforming-Technologie auf Smartphones ist noch relativ Neuland und die fehlende Mute-Technologie sowie die unauffälligen Synchronisierungsmöglichkeiten verringern die Möglichkeit des verdeckten Abhörens.