TWSイヤホンはどのようにして驚異的な40dBのノイズ低減を実現しているのでしょうか？

編集者注：今後数年TWSイヤホン市場は今後も急速な成長を続けると予想されます。では、TWSイヤホン市場は将来的にどれほどの規模に成長し、その「上限」はどこまでなのでしょうか？

     セミインイヤー型のTWSイヤホンは、どのようにして驚異的なノイズキャンセリング効果を実現しているのでしょうか？以前は想像もできなかったことですが、amsテクノロジーのおかげで、ついにこの夢が現実のものとなりました。

     10月29日早朝、Appleはアクティブノイズキャンセリングに対応した新世代TWSイヤホン、AirPods Proワイヤレスイヤホンを発売しました。イヤホンをテストしたところ、セミインイヤー型のTWSイヤホンのノイズキャンセリング効果は、なんとBoseのオーバーイヤー型イヤホンのノイズキャンセリング効果を上回ったのです！試した人は皆、衝撃を受けました。イヤホンの価格は1,999元でしたが、ユーザーが殺到し、Appleは生産能力を継続的に増強せざるを得ませんでした。このイヤホンはTWSイヤホンのノイズキャンセリングのトレンドを牽引しました。セミインイヤー型のイヤホンはどのようにして驚異的なノイズキャンセリング効果を実現しているのでしょうか？アクティブノイズキャンセリング分野のリーディングカンパニーであるamsのノイズキャンセリング技術の秘密を探ってみましょう。

     1 長年の努力は実を結ぶ

実際、アクティブノイズリダクション技術の原理は非常にシンプルです。音は波であり、山と谷があり、この2つが音の大きさを直接決定することは周知の事実です。物理理論によれば、同じ周波数で位相が逆の2つの波が出会うと、干渉と重ね合わせが発生します。したがって、完全に逆の状態を持つ類似の波を設計するだけで、強度を最小限に抑え、ノイズを除去することができるのです。

物体が何らかの力によって上向きに振動すると、別の力がその振動波を抑制して静止させるように、アクティブノイズリダクション技術は、ある音波が別の音波を抑制することで、この振動波を抑制します。これがアクティブノイズリダクションの原理です。アクティブノイズリダクション技術は、ヘッドホンだけでなく自動車分野でも広く利用されており、多くの中級～高級モデルに採用されています。

      最近では、amsのグローバルセールス＆マーケティング担当副社長であるピエール・ラボワセムス氏は、Electronic Innovation Networkなどのメディアのインタビューに応じ、amsのアクティブノイズリダクション技術を紹介した。

      実際、amsは10年以上にわたりノイズリダクション分野に深く関わってきました。創業当初はアナログノイズリダクションを提供していました。さらに、ヘッドホンメーカーに対し、製品設計における音響、機械、電気の各側面を最適化するための専門知識も提供しています。2016年にはIncus Laboratoriesを買収し、新たなデジタルオーディオ技術を獲得することで、デジタルノイズリダクション分野に参入しました。

      Pierre氏は、同社はオーディオ分野で多くのものを蓄積してきたと述べ、AppleではAirPods Pro wireless headphones出版前にもセミインイヤー型イヤホンに特化したものはない。ヘッドホン用ノイズリダクションソリューション。今年6月、ams同社は、セミインイヤー型イヤホン向けのアクティブノイズキャンセリングチップ「AS3460」を正式に発売した。

      AS3460はデジタルノイズリダクションソリューションです。このチップは、主にノイズ低減アルゴリズムの実行に使用される拡張聴覚エンジン（AHE）を統合しているだけでなく、信号制御用のArm Cortex-M4F MCUも統合している。中でも、AHEに搭載されている自社開発のDSPは、amsソリューションの中核的な競争力の1つです。DSPは完全に独自のIP研究開発に基づいており、関連するアルゴリズム処理において独自の利点を持っています。この技術はIncus Laboratories acquired earlier.

      amsは長年にわたって蓄積されてきたデジタル信号処理におけるノイズ低減に関する多数の特許は、メーカーがノイズ低減にDSPを活用する上で役立つ。主な方法は、複雑なフィルタと関連アルゴリズム技術を用いて、デジタル信号処理における周波数応答と位相を調整することである。補償する、これらの特許技術を駆使したこのソリューションは、従来のアナログノイズ低減ソリューションよりも優れた性能を実現します。

      AS3460 can also bring automatic preset selection (APS:つまり、自動プリセットシーン切り替え機能のことです。具体的な方法は、シーンごとに異なるフィルターを設計し、チップに一時的に保存するというものです。実際の使用において、APSはさまざまな騒音状況に応じて最適なフィルターを自動的に選択し、より優れたアクティブノイズキャンセリング効果を実現します。同時に、このソリューションを採用したヘッドホンは、使用中に人間の耳とヘッドホンの間の漏れの変化によって生じる伝達関数の変化に基づいて最適なノイズ低減パラメータをリアルタイムで計算し、スムーズに切り替えることで、ポップノイズのない自然なリスニング体験を実現します。

      Pierreが未来を明らかにするamsは、より優れたノイズキャンセリング効果を備えたソリューションも発売する予定です。さらに、TWSヘッドセットのラインナップには、今後さらに多くの機能が統合されるだろうと彼は考えています。例えば、生体認証モニタリングとの統合も今後のトレンドの一つです。amsはこの点に関してソフトウェアとハ​​ードウェアを統合したソリューションを用意していますが、詳細は明らかにしていません。

      GFKによると、世界のTWS Bluetoothヘッドセット市場は2020年までに11億米ドルに達する見込みだ。TrendForceの子会社であるTop Industry Research Instituteの最新レポートによると、2019年だけで世界のTWS Bluetoothヘッドセットの出荷台数は78万台に達し、前年比52.9%増となった。このデータには、華強の多数の模倣品は含まれていない。AirPods Pro TWSイヤホンの出荷数を含めれば、この数字は驚異的なものになるでしょう！来年、Bluetooth SIGはTWSヘッドセットを真にサポートする新しいBluetooth規格を発表する予定です。その頃には、TWSヘッドセットの分野は新たな大きな変革期を迎えるでしょう。

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