La principale technologie du zoom audio est la formation de faisceaux ou le filtrage spatial.Il peut changer la direction de l'enregistrement audio (c'est-à-dire qu'il détecte la direction de la source sonore) et l'ajuste selon les besoins.Dans ce cas, la direction optimale est un motif supercardioïde (illustré ci-dessous), qui améliore le son provenant de l'avant (c'est-à-dire la direction vers laquelle la caméra fait directement face), tout en atténuant le son provenant d'autres directions (bruit de fond).).
La base de cette technologie est qu'il est nécessaire de mettre en place un microphone omnidirectionnel autant que possible : plus il y a de microphones et plus ils sont éloignés, plus le son peut être enregistré.Lorsqu'un téléphone est équipé de deux microphones, ils sont généralement placés en haut et en bas pour maximiser la distance entre eux ;et les signaux captés par les microphones seront dans la meilleure combinaison pour former une directivité supercardioïde.
L'image de gauche est un enregistrement audio typique ;le zoom audio sur l'image de droite a une directivité supercardioïde, plus sensible à la source cible et réduisant le bruit de fond.
Le résultat de cette directivité élevée est obtenu à l'aide d'un récepteur non directionnel en définissant des gains différents pour chaque groupe de microphones individuels à différents endroits du téléphone, puis en additionnant les phases des pointes pour améliorer le son souhaité et détruire l'onde latérale pour réduire interférence hors axe.
Du moins, en théorie.En fait, la formation de faisceaux dans les smartphones a ses propres problèmes.D'une part, les téléphones portables ne peuvent pas utiliser la technologie des microphones à condensateur que l'on trouve dans les grands studios d'enregistrement, mais doivent utiliser des transducteurs à électret, des microphones MEMS (systèmes micro-électro-mécaniques) miniatures qui nécessitent très peu d'énergie pour fonctionner.De plus, afin d'optimiser l'intelligibilité et de contrôler les artefacts spectraux et temporels caractéristiques qui se produisent avec le filtrage spatial (tels que la distorsion, la perte de basses et le son global avec de graves interférences de phase/nasalité), les fabricants de smartphones ne doivent pas seulement réfléchir attentivement au placement du microphone. , doit s'appuyer sur sa propre combinaison unique de fonctionnalités sonores, telles que des égaliseurs, la détection vocale et des noise gates (qui eux-mêmes peuvent provoquer des artefacts audibles).
Logiquement, chaque fabricant possède sa propre méthode de formation de faisceaux unique combinée à une technologie propriétaire.Cela dit, chacune des différentes techniques de formation de faisceaux a ses atouts, de la déréverbération de la parole à la réduction du bruit.Cependant, les algorithmes de formation de faisceaux peuvent facilement amplifier le bruit du vent dans l'audio enregistré, et tout le monde ne peut ou ne veut pas utiliser un pare-brise supplémentaire pour protéger le MEMS.Et pourquoi les microphones des smartphones n’effectuent-ils pas davantage de traitement ?Parce que cela compromet la réponse en fréquence et la sensibilité du microphone, les fabricants ont tendance à s'appuyer sur des logiciels pour réduire le bruit et le bruit du vent.
De plus, il est impossible de simuler le bruit réel du vent dans un environnement acoustique naturel dans des conditions de laboratoire, et jusqu'à présent, il n'existe toujours pas de bonne solution technique pour y faire face.En conséquence, les fabricants doivent développer des technologies numériques uniques de protection contre le vent (qui peuvent être appliquées quelles que soient les limitations de conception industrielle du produit) basées sur l'évaluation de l'audio enregistré.L'OZO Audio Zoom de Nokia enregistre le son grâce à sa technologie coupe-vent.
Comme la suppression du bruit et de nombreuses autres techniques populaires, la formation de faisceaux a été initialement développée à des fins militaires.Les réseaux d'émetteurs phasés ont été utilisés comme antennes radar pendant la Seconde Guerre mondiale et sont aujourd'hui utilisés pour tout, de l'imagerie médicale aux célébrations musicales.Quant aux réseaux de microphones phasés, ils ont été inventés dans les années 70 par John Billingsley (non, pas l'acteur qui jouait le Dr Volash dans Star Trek : Enterprise) et Roger Kinns.Bien que les performances de cette technologie dans les smartphones ne se soient pas améliorées de manière significative au cours de la dernière décennie, certains combinés sont surdimensionnés, certains disposent de plusieurs jeux de microphones et certains ont même des chipsets plus puissants.Le téléphone mobile lui-même a un niveau plus élevé, ce qui rend la technologie de zoom audio plus efficace dans diverses applications audio.
Dans l'article de N. van Wijngaarden et EH Wouters « Enhancing Sound by Beamforming Using Smartphones », il est dit : « Il me vient à l'esprit que les pays (ou les entreprises) de surveillance peuvent utiliser des techniques spécifiques de formation de faisceaux pour espionner tous les habitants. , quel impact le système de formation de faisceaux d'un smartphone peut-il avoir ?[…] En théorie, si la technologie devient plus mature, elle pourrait devenir une arme dans l'arsenal de surveillance de l'État, mais cela est encore loin.La technologie de formation de faisceaux spécifique aux smartphones est encore un territoire relativement inexploré, et le manque de technologie de sourdine et d'options de synchronisation discrètes réduisent la possibilité d'une écoute secrète.
Heure de publication : 14 juin 2022
