ไมโครโฟนแบบมีทิศทางและการสร้างลำแสงเสียง
ไมโครโฟนแบบมีทิศทางและการสร้างลำแสงเสียงเป็นวิธีการหลักที่เครื่องช่วยฟังใช้ในการปรับปรุงการได้ยินในสภาพแวดล้อมที่มีเสียงรบกวน ด้วยการรวมสัญญาณเสียงจากไมโครโฟนสองตัวหรือมากกว่า อุปกรณ์จะมีความไวต่อเสียงที่มาจากด้านหน้าของผู้ฟังมากขึ้น และมีความไวต่อเสียงที่มาจากด้านข้างและด้านหลังน้อยลง ซึ่งช่วยปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนเมื่อผู้พูดที่ต้องการฟังอยู่ด้านหน้า
Definition
การกำหนดทิศทางและการสร้างลำแสงเสียงเป็นเทคนิคการประมวลผลสัญญาณที่รวมสัญญาณไมโครโฟนหลายตัวเข้าด้วยกัน เพื่อให้เครื่องช่วยฟังขยายเสียงจากทิศทางเป้าหมายได้มากกว่าเสียงจากทิศทางอื่น ๆ ซึ่งช่วยปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนในสภาพแวดล้อมที่มีเสียงดัง
Scope
หัวข้อนี้ครอบคลุมการออกแบบไมโครโฟนแบบมีทิศทางทั้งแบบคงที่และแบบปรับได้ การสร้างลำแสงเสียงด้วยไมโครโฟนหลายตัวที่ช่วยเพิ่มความคมชัดของทิศทาง และการสร้างลำแสงเสียงแบบสองหูที่แบ่งปันสัญญาณระหว่างอุปกรณ์สองเครื่อง อธิบายหลักการทางอะคูสติกและประโยชน์ที่วัดได้ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อการศึกษาอ้างอิงและไม่ได้ให้คำแนะนำในการเลือกอุปกรณ์สำหรับแต่ละบุคคล
Core questions
- การรวมไมโครโฟนสองตัวหรือมากกว่าเข้าด้วยกันสร้างความไวต่อทิศทางได้อย่างไร?
- การกำหนดทิศทางช่วยปรับปรุงความเข้าใจในการพูดในสภาพแวดล้อมที่มีเสียงรบกวนได้มากน้อยเพียงใด และภายใต้เงื่อนไขใดบ้าง?
- การสร้างลำแสงเสียงแบบปรับได้และแบบสองหูเพิ่มอะไรนอกเหนือจากรูปแบบทิศทางแบบคงที่ที่เรียบง่าย?
Key concepts
- รูปแบบเชิงขั้วของไมโครโฟนแบบมีทิศทาง
- การกำหนดทิศทางแบบคงที่เทียบกับแบบปรับได้
- การปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวน (ประโยชน์จากการกำหนดทิศทาง)
- การสร้างลำแสงเสียงด้วยไมโครโฟนหลายตัว
- การสร้างลำแสงเสียงแบบสองหู
- ข้อจำกัดของเสียงสะท้อนและระยะห่างของไมโครโฟน
Mechanisms
ไมโครโฟนรอบทิศทางเดี่ยวจะตอบสนองต่อทุกทิศทางเท่ากัน การรวมไมโครโฟนสองตัวหรือมากกว่าเข้าด้วยกันโดยมีการหน่วงเวลาที่เหมาะสม จะทำให้การตอบสนองขึ้นอยู่กับทิศทางที่เสียงมาถึง ซึ่งสร้างรูปแบบเชิงขั้วที่ช่วยลดเสียงจากด้านหลังและด้านข้าง ผลลัพธ์คือการปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนที่แท้จริง ซึ่งมักจะหลายเดซิเบล เมื่อผู้พูดที่ต้องการฟังอยู่ด้านหน้าและเสียงรบกวนมาจากทิศทางอื่น ๆ ประโยชน์ที่ได้รับขึ้นอยู่กับรูปแบบของอุปกรณ์ ระยะห่างของไมโครโฟน และสภาพแวดล้อมทางอะคูสติก และจะลดลงในห้องที่มีเสียงสะท้อนสูงซึ่งเสียงสะท้อนมาจากหลายทิศทาง (Ricketts, 2001) การสร้างลำแสงเสียงขยายแนวคิดนี้ไปยังอาร์เรย์ไมโครโฟนและไปยังแผนการปรับตัวที่ควบคุมหรือปรับรูปร่างของรูปแบบตามตำแหน่งของเสียงรบกวน และการสร้างลำแสงเสียงแบบสองหูจะแลกเปลี่ยนสัญญาณระหว่างอุปกรณ์ทั้งสองเพื่อสร้างรูปแบบที่คมชัดขึ้นและครอบคลุมทั่วศีรษะ (Terry, 1994; Alexander, 2021)
Clinical relevance
การกำหนดทิศทางและการสร้างลำแสงเสียงเป็นคุณสมบัติของอุปกรณ์ที่มีหลักฐานที่สอดคล้องกันมากที่สุดในการปรับปรุงความเข้าใจในการพูดในสภาพแวดล้อมที่มีเสียงรบกวน และเป็นตัวกำหนดความคาดหวังสำหรับประโยชน์ของเครื่องช่วยฟังในโลกแห่งความเป็นจริง การทำความเข้าใจหลักการและข้อจำกัดของสิ่งเหล่านี้ช่วยสนับสนุนการประเมินเชิงวิพากษ์ของการศึกษาผลลัพธ์และการกล่าวอ้างทางการตลาด ข้อมูลนี้อธิบายเทคโนโลยีและไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการเลือกหรือตั้งโปรแกรมอุปกรณ์สำหรับบุคคลใดบุคคลหนึ่ง
History
ไมโครโฟนแบบมีทิศทางปรากฏในเครื่องช่วยฟังในช่วงทศวรรษ 1970 แต่กลายเป็นประโยชน์อย่างกว้างขวางด้วยเครื่องมือดิจิทัลแบบไมโครโฟนคู่ประมาณปี 2000 ซึ่งทำให้สามารถปรับทิศทางได้ การวิจัยเกี่ยวกับการสร้างลำแสงเสียงด้วยอาร์เรย์ไมโครโฟนหลายตัวตั้งแต่ทศวรรษ 1980 และ 1990 รวมถึงระบบสองหูต้นแบบ ได้วางรากฐานสำหรับการสร้างลำแสงเสียงแบบสองหูที่นำมาใช้ในเครื่องช่วยฟังที่เชื่อมโยงแบบไร้สายในปัจจุบัน
Debates
- ประโยชน์จากการกำหนดทิศทางส่งผลต่อชีวิตประจำวันมากน้อยเพียงใด?
- การศึกษาในห้องปฏิบัติการแสดงให้เห็นถึงข้อได้เปรียบของอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนอย่างสม่ำเสมอเมื่อเสียงรบกวนอยู่ด้านหลังผู้ฟัง แต่ประโยชน์ในโลกแห่งความเป็นจริงมีขนาดเล็กกว่าและผันผวนมากกว่า เนื่องจากผู้พูดและเสียงรบกวนไม่ได้อยู่ในตำแหน่งที่เหมาะสมเสมอไป และห้องมีเสียงสะท้อน ดังนั้นขนาดของประโยชน์ในชีวิตประจำวันจึงยังคงเป็นคำถามที่ยังมีการถกเถียงกันอยู่
Key figures
- Todd Ricketts
- Harry Levitt
- Joshua Alexander
Related topics
Seminal works
- ricketts-2001
- terry-1994
Frequently asked questions
- ไมโครโฟนแบบมีทิศทางช่วยลดเสียงรบกวนได้จริงหรือ?
- ใช่ เมื่อบุคคลที่คุณต้องการฟังอยู่ด้านหน้าและเสียงรบกวนมาจากด้านข้างหรือด้านหลัง การประมวลผลแบบมีทิศทางจะช่วยปรับปรุงอัตราส่วนสัญญาณต่อเสียงรบกวนและความเข้าใจในการพูด ประโยชน์จะน้อยลงในห้องที่มีเสียงสะท้อนหรือเมื่อเสียงรบกวนมาจากด้านหน้าด้วย
- การสร้างลำแสงเสียงแบบสองหูคืออะไร?
- เป็นเทคนิคที่เครื่องช่วยฟังสองเครื่องที่เชื่อมโยงแบบไร้สายแบ่งปันสัญญาณไมโครโฟนเพื่อสร้างรูปแบบทิศทางที่รวมกันและคมชัดขึ้นทั่วศีรษะ ซึ่งสามารถให้การปรับปรุงที่มากขึ้นในสภาพแวดล้อมที่มีเสียงรบกวนที่ยากลำบากกว่าอุปกรณ์แต่ละเครื่องที่ทำงานแยกกัน