戴耳机的你,听力为什么越来越差
2021-06-04 10:28:24 人浏览

编者按:本文来自微信公众号“回形针PaperClip”(ID:papercliptv),作者:星水星。

这里是回形针事务所,今天我们要研究的产品是 OPPO Enco Free2 降噪耳机。这款耳机支持个性化降噪,还你一片安宁。它是怎么做到这一切的?这期视频我们将分为三个问题来回答。

每年 3 月 3 日是国际爱耳日,因为两个 3 形似一对耳朵。

世卫组织于今年的爱耳日发布了一份《世界听力报告》:这份 272 页的报告证实,目前听力损失正影响全球超 15 亿人,其中 4.3 亿人达到中度以上。这两个数字在未来几十年还将继续增加 1.5 倍。

听力损失到底离你有多远?除了抽吸香烟、营养不良、病毒感染等之外,报告明确指出,噪声暴露是造成听力损失的重要因素,而一个很容易被忽视的噪声源,是你的耳机。

比如报告中特别提到的这样一个案例:这位 22 岁的小伙子在跑步机锻炼时,为了盖过跑步机发出的噪声,习惯戴耳机大声听音乐。

由于「掩蔽效应」的存在,即想要屏蔽吵闹的声音就要用更吵的声音「以毒攻毒」,他最终面临永久性听力损伤。

比如地铁局部噪音最高可达 110 dB,如果你想听清耳机里的音频,就得把耳机音量调到更高,只需 10 分钟即可损害听力。

那么第一个问题来了:

如果以人的听阈为 0 dB 起点,那么风吹落叶沙沙声就有 10 dB,与他人日常交谈有 60 dB,繁忙的城市道路为 80 dB。

当代城市生活,耳机音量一不小心就容易超过 100 dB,而 100 dB 并非只是比 10 dB 落叶声大 10 倍这么简单。

分贝是实际声压对数化处理后的结果。

人耳刚好能分辨出来的声压为 0.00002 Pa,将这个值作为标准值,所求声压与标准值之比的以 10 为底的对数再乘以 20,才是分贝值。这也就是说,100 dB 实际的声压要比 10 dB 落叶声大 31700 倍。

如何才能更好地保护听力呢?随着 ANC 技术,即主动噪声消除近年来的民用化普及,人们看到了一个不错的选项。

要解释这个问题,首先得了解声音到底是怎么传递的。发声体的振动对空气造成扰动,具体在微观上的表现,就是空气粒子的间距产生周期性的、疏密交替的变化。

密集时压强大,稀疏时压强小,这样的变化就是声压。那么,要实现降噪,就是要削弱声压之差、努力把空气粒子重新变得均匀。把耳机结构简化来说,关键是得靠扬声器的「振膜」。

正常情况下,耳机内空气粒子间隔与大气粒子间隔应为一致。若探测到空气粒子有变稀疏趋势,说明此时正有一波声压小于 0 的空气在通过耳机,那么就要借助振膜向前压缩这一波空气,从而削弱这种趋势。

相反地,若探测到空气粒子有变紧密趋势,说明此时正有一波声压大于 0 的空气通过,那么就要将振膜向后收缩让出更多空间。

这样,就可以通过振膜在原本的声波上叠加一段反向声波,进而两相抵消,实现降噪。

不过,每个人的耳道结构不尽相同,不同场景下佩戴方式、耳帽在耳道内形变状况等也都不一样,这些变量始终会对降噪效果造成差异性影响。

比如在这篇研究中,比较多数正常外耳道和整体狭窄的外耳道,发现耳道狭窄程度越大、鼓膜位移振幅越低。

于是第三个问题来了:

在声学传播过程中,对降噪效果影响最大的两条路径分别是噪声源到耳朵鼓膜的「主要路径 P(z) 」和耳机喇叭到耳朵鼓膜的「次级路径 S(z) 」,你最终听到的声音,便是这两路声音的叠加效果。

但问题在于,现有技术既不能测得 P(z),也不能测得 S(z)。

对 P(z) 来说,耳机很难快速测出噪声源在哪儿,不同佩戴状态也会造成泄漏量差异;对 S(z) 来说,耳机也不可能拿到鼓膜前的最终声压。因此,P(z) 只能近似取前馈麦到后馈麦的路径,S(z) 只能近似取耳机喇叭到后馈麦的路径。

一些耳机产品会利用耳机中前馈麦实时监听外部环境,分析用户所处场景,从而自动匹配深度、均衡降噪等预设。

但这并不能很好控制用户实际聆听体验。比如在这份某耳机的测试数据中,以完全自然空放和用手完全堵住耳塞播放为两个极端,测量出了各种截然不同的 S(z) 曲线,每个用户的佩戴结果都不一样,主要分布在这两个极端内。

而 OPPO Enco Free2 耳机采用的「个性化降噪」方案,核心算法主要基于 OPPO 采集的大量用户真实佩戴数据和上千组真耳模型。

开启「个性化降噪」功能后,耳机会先建议用户处于相对嘈杂的环境下,这时前后馈麦会快速采集环境噪音和耳内噪音,结合声压差结果,三核处理芯片将自动分析用户耳机佩戴方式,从包含大量降噪方案的芯片数据库中匹配出最适合你的降噪方案,实现最大 42 dB 降噪深度,让你安安静静地一人独美。

根据 OPPO 耳机实验室数据,开启「个性化降噪」功能后,每个人的最大降噪深度相比于普通的主动降噪技术,平均都提升了 4 dB,甚至还录得了提升 10 dB 的最大值:

如今,耳机音量过高正成为导致听力损失的重要因素。而听力损失带来的往往不止是丢失的声音,还有缺了一块的生活。

保护听力健康,或许可以更早一点开始。

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