アクティブノイズキャンセレーションとは何ですか？ヘッドフォンではどのように機能しますか？

オーディオと科学
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ベストアンサー：アクティブノイズキャンセレーションとは、マイクを使用して「ノイズ」を検出し、マイクロプロセッサを使用して、破壊的干渉と呼ばれるものを使用して再生するとそれをキャンセルするサウンドを生成するプロセスです。それは魔法のように思えるかもしれませんが、専門用語を超えてしまえば科学は簡単です。

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オーディオと科学

すべてのヘッドフォンは、耳を覆うことで外部の音を遮断するため、ある程度の「ノイズキャンセリング」です。しかし、最も重くてタイトなヘッドフォンでさえ、飛行機のエンジンなどの外部ノイズをすべて遮断することはできないため、ボーズなどの企業はこの問題に取り組むために科学に目を向けています。

音は波のように伝わりますが、それは単にランダムな用語がそれらに適用されるわけではありません。海の波のように山と谷があり、山の頂と波の底の間の距離（振幅）が大きいほど音量が決まります。各山（または各谷）間の距離が周波数を決定し、高い周波数は高いピッチを意味します。マイクロプロセッサにとって、こうした一見任意の測定は、実際には非常に簡単に高度な精度で測定できます。

ノイズキャンセリングヘッドフォンのペアには、音楽やその他のオーディオが再生されていないときにノイズを測定し、波形を作成することが唯一の仕事であるマイクアレイがあります。マイクロプロセッサは、この波形を再作成します（元の波形とまったく同じプロパティを持つ必要があります）。ヘッドフォンで再生できます。

ここですべてが停止した場合、ヘッドフォンを設定した音量で同じノイズが再生されるだけです。しかし、ここで重要なことが行われ、破壊的干渉として知られるプロセスが採用されます。ヘッドフォンが元のオーディオから生成する音波は、元のオーディオと位相が180度ずれて再生されます。元の波の頂点は、再構築されたコピーの谷と完全に一致し、合計振幅がゼロに戻るか、音がなくなります。

これは実際の科学です。山頂のピークは音波の圧縮であり、谷の低点はその希少性です。両方が中央値から離れた同じ測定値であり、圧縮から希薄化を差し引くと、合計振幅はゼロになります。ゼロ振幅信号は、音がまったく出ないフラットラインです。

アクティブノイズキャンセレーションは決して完璧ではありませんが、非常に近くなる可能性があります。このため、他のオーディオを再生していないときにノイズキャンセレーションが有効になっているヘッドフォンのセットからソフトな泣き声またはバズが聞こえることがありますが、ほとんどの場合、ほとんど聞こえないほど小さい音量です。破壊的な干渉が発生するため、聞きたい音声のどの部分も波形に正確に一致し、影響を受けて変更されます。繰り返しになりますが、これは通常、ほとんどの人が気づかないことはほとんどありません。

最後に知っておくべきことは、これが起こるには適切な電力を供給する必要があるということです。ANCを備えたヘッドフォンのバッテリーが消耗すると、エフェクトも適用できません。ヘッドフォンを充電したままにすると、翼のある列に席ができたとしても、次の飛行機に乗るときは静かで静かに過ごせます。