NTT met au point une technologie d'annulation active du bruit pour les écouteurs ouverts

Traduction automatique par le navigateur Microsoft Edge :
14 novembre 2024

Japan Telegraph and Telephone Corporation

La première technologie de réduction du bruit à large bande au monde pour les écouteurs ouverts qui peut réduire le bruit ambiant sans bloquer vos oreilles ~ Réaliser une expérience d'écoute confortable où vous pouvez entendre un son clair sans bloquer vos oreilles, même dans les rues bondées et la mobilité dans la ville ~

Points clés de la présentation :

◆Établissement de la technologie ANC (Active Noise Control), une technologie de contrôle actif du bruit qui peut réduire le bruit dans une large bande de 100~3 000Hz afin que le son des écouteurs ouverts puisse être entendu clairement même dans des conditions bruyantes.

pour réduire le temps de latence du système ANC nécessaire à la suppression du bruit à large bande, nous avons mis au point une nouvelle conception du microphone et du haut-parleur du casque afin de réduire le retard acoustique, ainsi qu'une nouvelle conception du haut-parleur et un nouveau processus logiciel afin de réduire le retard mécanique pour chaque bande de fréquence.

les écouteurs ouverts à faible charge auditive offrent une expérience d'écoute confortable, même dans les environnements bruyants

Japan Telegraph and Telephone Corporation (Siège social : Chiyoda-ku, Tokyo, président-directeur général : Akira Shimada, ci-après dénommé "NTT") a mis au point une technologie ANC pour réduire le bruit ambiant au niveau de l'oreille dans les casques ouverts qui ne bloquent pas les oreilles. Dans le cadre de cette technologie, qui est une technologie pratique de réduction du bruit pour les casques ouverts, nous avons récemment développé la conception du microphone et des haut-parleurs du casque, ainsi que le traitement logiciel, afin d'obtenir une suppression du bruit à large bande. Grâce à cette technologie, vous pouvez entendre clairement le son reproduit par les écouteurs intra-auriculaires en réduisant le bruit tout en ressentant naturellement le son environnant. En outre, le champ d'application de la technologie acoustique XR (*1), qui fusionne les sons virtuels entendus dans un casque avec les sons réels entendus directement avec les oreilles, devrait s'élargir. Des casques ouverts utilisant cette technologie seront exposés au NTT R&D FORUM 2024 -IOWN INTEGRAL(*2) qui se tiendra du 25 au 29 novembre 2024.

1. Contexte

NTT a travaillé sur le développement d'une technologie de conception de casque ouvert qui réalise une lecture que seul l'utilisateur peut entendre sans se boucher les oreilles, dans le but d'établir la technologie PSZ (Personalized Sound Zone), l'espace sonore privé ultime dans lequel les "sons que vous voulez entendre" peuvent être entendus uniquement par vous-même sans fuite vers ceux qui vous entourent, et les "sons que vous ne voulez pas entendre" sont coupés (*3). Ces écouteurs ouverts vous permettent d'entendre naturellement votre environnement et sont conçus pour éviter les fuites sonores. Ils peuvent donc être utilisés dans les lieux publics, les bureaux et d'autres espaces communs. En outre, les oreilles ne se fatiguent pas et peuvent être portées pendant longtemps. En outre, en nous concentrant sur ces caractéristiques, nous préconisons la technologie acoustique XR qui fusionne le son virtuel entendu dans les écouteurs ouverts avec le son réel entendu directement par l'oreille, et nous menons des recherches, des développements et des expériences de démonstration (*1).

Les casques ouverts conventionnels n'ont pu réduire le son qu'en dessous de 1 000 Hz, même si la fonction de réduction du bruit est présente. Par conséquent, le son autour de 3 000 Hz, auquel l'oreille humaine est la plus sensible, ne peut pas être réduit, et si le bruit ambiant est important, la possibilité de l'utiliser augmentera le volume, d'où un risque de perte auditive. C'est pourquoi nous avons mis au point une technologie de contrôle actif du bruit (ANC) qui permet de réduire les sons supérieurs à 1 000 Hz dans les casques ouverts.

2. Défis techniques

Il existe deux façons de réduire le bruit dans les casques : le contrôle actif du bruit (ANC) et le contrôle passif du bruit (PNC). Le contrôle actif du bruit utilise un microphone de référence intégré au casque pour capter le bruit, puis un microphone d'erreur pour déterminer si le bruit est décalé dans l'oreille et générer un signal déphasé du bruit, qui est ensuite reproduit dans le casque pour compenser le bruit. En particulier, il peut être réduit principalement pour les basses fréquences inférieures à 1 000 Hz. La PNC, quant à elle, bloque le bruit en bouchant les oreilles à l'aide de la structure physique du casque lui-même. En particulier, il peut être réduit principalement pour les hautes fréquences supérieures à 1 000 Hz. Les casques scellés avec ANC, qui sont déjà largement disponibles dans le grand public, combinent ANC et PNC pour parvenir à une réduction efficace du bruit.

Toutefois, les casques ouverts n'ont pas de structure qui bloque les oreilles, de sorte que les bruits à haute fréquence atteignent les oreilles telles quelles. En outre, l'ouïe humaine étant sensible à la zone située autour de 3 000 Hz, la CNA nécessite une fréquence élevée de 1 000 Hz ou plus pour obtenir une réduction efficace du bruit dans le sens de l'ouïe avec un casque à écouteurs ouverts.

Figure 1. La CNA dans les casques fermés et ouverts

3. Points technologiques

Pour réduire les bruits supérieurs à 1 000 Hz à l'aide de la technologie ANC, le système ANC doit effectuer une latence ultra-faible (en sous-millisecondes) entre le bruit capté par le microphone de référence et le signal déphasé du bruit jusqu'à ce qu'il atteigne la position du microphone d'erreur. Dans le cas d'un casque, la distance entre les deux n'est que de quelques centimètres, car le microphone de référence, le microphone d'erreur et le haut-parleur qui reproduit le son annulé sont intégrés dans le corps du casque. Par conséquent, les systèmes ANC doivent être très rapides et leur temps de latence doit être aussi faible que possible. Par conséquent, dans le système ANC,

(1) Retard acoustique

(2) le retard mécanique

Nous avons développé une technologie qui réduit les deux facteurs de retard. (1) Le retard acoustique est la différence de temps entre le son de la source et la position de la cible. Le son se déplace dans l'air à une vitesse d'environ 340 mètres par seconde, ce qui est très lent par rapport à la lumière et aux signaux électriques. C'est pourquoi nous avons mis au point une nouvelle conception dans laquelle le microphone est placé de telle sorte que la source de bruit et le microphone de référence soient proches du microphone d'erreur et du haut-parleur intégré dans le casque afin de réduire le retard acoustique. (2) Le retard mécanique est un retard qui se produit lorsque les composants mécaniques à l'intérieur de l'équipement ou du casque fonctionnent. Par exemple, le diaphragme du haut-parleur intégré au casque prend un certain temps physique entre la réception d'un signal électrique et la production effective du son. Et ce délai varie d'une bande de fréquence à l'autre en fonction de la conception du haut-parleur. C'est pourquoi, dans cette technologie, une nouvelle conception matérielle et un traitement logiciel ont été utilisés pour réduire le retard mécanique pour chaque bande de fréquence. Dans la conception matérielle, nous avons redéfini la position et les caractéristiques des haut-parleurs, et dans le traitement logiciel, nous avons conçu un filtre à faible latence et à faible contenu de calcul. En outre, cette technologie est associée à la technologie de conception des casques ouverts (*3) qui empêche les fuites sonores afin d'éviter que le son ne se propage dans l'environnement et que le bruit autour de l'utilisateur n'augmente.

Cette technologie, qui réduit (1) le retard acoustique et (2) le retard mécanique, a permis d'élargir la bande passante ANC des casques ouverts pour la première fois au monde. Lorsque cette technologie a été évaluée en utilisant le bruit de l'avion, il a été confirmé qu'elle pouvait être réduite à environ 3 000 Hz. Plus précisément, la suppression du bruit peut atteindre 13,7 dB et une moyenne de 7,8 dB entre 1 000 et 3 000 Hz.

Figure 2. Retards acoustiques et mécaniques dans la CNA

Figure 3. Prototype de casque à oreilles ouvertes conçu à l'aide de cette technologie

Figure 4. Évaluation des performances de suppression du bruit dans la CNA à l'aide de cette technologie

4. Développements futurs

À l'avenir, nous viserons à commercialiser des écouteurs ouverts équipés de cette technologie, et nous élargirons encore la bande passante pour réduire le bruit et la vérifier dans divers environnements réels. En outre, les entreprises du groupe NTT développeront des services tels que le divertissement immersif et les guides audio qui intègrent cette technologie avec la technologie acoustique XR, qui fusionne le son virtuel entendu dans le casque avec le son réel entendu directement par l'oreille.

[Glossaire]

※1

Relever le défi de créer une nouvelle production sonore spatiale pour Super Kabuki avec "Super Kabuki Powered by NTT" ~Réaliser une production sonore spatiale qui transcende le son réaliste de la scène et l'effet sonore dans les oreilles~

URL:https://group.ntt/jp/newsrelease/2023/04/29/230429b.html

※2

"NTT R&D FORUM 2024 -IOWN INTEGRAL" site officiel www.rd.ntt/forum/2024/This page will open in a new window

NTT R&D FORUM 2024 - Image de IOWN INTEGRAL

※3

Développement d'une technologie de conception d'écouteurs qui ne peuvent être entendus que par l'utilisateur sans bloquer les oreilles

~Réalisation du contrôle de l'onde sonore qui annule les fuites sonores vers l'environnement tout en délivrant le son à l'utilisateur à l'aide d'un seul haut-parleur~

group.ntt/jp/newsrelease/2022/11/09/221109a.html

Demandes de renseignements de la presse à ce sujet

Japan Telegraph and Telephone Corporation,

Institut de recherche sur l'innovation des services,

Planning Department, Public Relations Officer

la page tools.group.ntt/jp/rd/contact/index.php s'ouvrira dans une nouvelle fenêtre