ระบบตัดเสียงรบกวน ‘Noise Cancelling’ คืออะไร และทำงานอย่างไร ?

เสียงรบกวนสามารถทำลายประสบการณ์การฟังเพลง ไม่ว่าคุณจะอยู่บนรถไฟ เดินอยู่ข้างนอก หรือทำงานในออฟฟิศที่เสียงดัง นั่นจึงเป็นเหตุผลที่ Noise Cancelling กลายเป็นฟีเจอร์ยอดนิยมในหูฟังและหูฟังไร้สายรุ่นใหม่ เพราะมันช่วยตัดเสียงที่ไม่ต้องการ ทำให้เพลิดเพลินกับเพลง สนทนา หรือพอดแคสต์ได้โดยไม่ถูกรบกวน

Noise Cancelling คืออะไร?

Noise Cancelling คือเทคโนโลยีในอุปกรณ์เสียงที่ช่วยลดเสียงรบกวนรอบตัว โดยใช้ไมโครโฟนในตัวฟังเสียงรอบข้าง แล้วสร้างคลื่นเสียงตรงข้าม (Anti-noise) เพื่อหักล้างเสียงนั้น ผลลัพธ์คือเสียงรบกวนจะเบาลงก่อนถึงหูของเรา ทำให้โฟกัสกับสิ่งที่ฟังได้มากขึ้น

หลักการทำงานของ Noise Cancelling

Noise Cancelling ใช้หลักการ Destructive Interference หรือ “การแทรกสอดแบบหักล้าง”

ขั้นตอนทำงานคือ

• ตรวจจับ (Detection) ไมโครโฟนในหูฟังจับเสียงรอบข้าง
• วิเคราะห์ (Analysis) ระบบประมวลผลและระบุรูปแบบคลื่นเสียง
• สร้างคลื่นตรงข้าม (Response) ผลิตคลื่นเสียงกลับด้าน (Anti-noise)
• หักล้างเสียง (Cancellation) คลื่น Anti-noise ผสมกับเสียงจริงและทำให้เสียงรบกวนหายไปบางส่วน

ทำงานได้ดีที่สุดกับเสียงต่ำและต่อเนื่อง เช่น เสียงเครื่องยนต์ เสียงพัดลม หรือแอร์ แต่จะจัดการเสียงสูงหรือเสียงที่เกิดกะทันหัน (เช่น เสียงสุนัขเห่า) ได้ยากกว่า

การตัดเสียงรบกวนทำงานอย่างไร ?

หูฟังตัดเสียงรบกวนใช้ ไมโครโฟน ที่ติดตั้งอยู่ภายในเพื่อวิเคราะห์คลื่นเสียงรบกวนรอบข้าง จากนั้นจะสร้างคลื่นเสียงที่มีลักษณะตรงข้ามขึ้นมาเพื่อหักล้างคลื่นเสียงรบกวนเหล่านั้น โดยใช้ 2 เทคโนโลยีในการตัดเสียง

เทคโนโลยี ANC และ ENC ที่เป็นส่วนสำคัญของ Noise Cancelling

ปัจจุบันมีระบบตัดเสียงรบกวนของหูฟังใช้เทคโนโลยีสำคัญอยู่ 2 ประเภท ซึ่งสามารถใช้แยกกันหรือใช้ร่วมกันได้ คือ ANC และ ENC

1. เทคโนโลยี ANC (Active Noise Cancelling)

ANC การใช้ระบบอิเล็กทรอนิกส์เพื่อลดเสียงรบกวนจากภายนอก โดยอาศัยหลักการทางฟิสิกส์ที่เรียกว่า “การหักล้างคลื่นเสียง” (Destructive Interference) โดยหูฟัง ANC จะมีไมโครโฟนติดตั้งอยู่หลายจุด ทั้งภายนอกและภายในหูฟัง เพื่อทำหน้าที่รับเสียงจากสิ่งแวดล้อมและเสียงที่กำลังเดินทางเข้าสู่หูของคุณ วงจรอิเล็กทรอนิกส์ภายในหูฟังจะทำการวิเคราะห์คลื่นเสียงรบกวนที่ตรวจจับได้แบบเรียลไทม์ หลังจากนั้นระบบจะสร้าง “คลื่นเสียงตรงข้าม” ซึ่งเป็นคลื่นเสียงที่มีความถี่และความกว้างคลื่นเท่ากัน แต่มีเฟสตรงกันข้าม (Out of phase) กับเสียงรบกวน

เมื่อคลื่นเสียงรบกวนจากภายนอกมาเจอกับคลื่นเสียงตรงข้ามที่หูฟังสร้างขึ้น คลื่นทั้งสองจะหักล้างกัน ทำให้เสียงรบกวนถูกลดทอนลงหรือหายไปอย่างมีประสิทธิภาพ โดยจะมีอยู่ 3 แบบด้วยกัน

• Feed-Forward ANC ไมโครโฟนที่อยู่ด้านนอกหูฟังจะรับเสียงรบกวนจากภายนอก แล้วประมวลผลและสร้างคลื่นเสียงต้านเพื่อตัดเสียงนั้นออก ก่อนที่เสียงจะเดินทางไปถึงหูของผู้ใช้งาน

• Feed-Back ANC ไมโครโฟนที่อยู่ด้านในหูฟังจะรับฟังเสียงที่เข้ามาในหูของผู้ใช้งานแล้ว จากนั้นจึงสร้างคลื่นเสียงต้านเพื่อ ยกเลิกเสียงรบกวนนั้นจากภายใน ทำให้การตัดเสียงแม่นยำยิ่งขึ้น
  

• Hybrid ANC เป็นระบบที่ผสานการทำงานของทั้งสองแบบเข้าด้วยกัน โดยใช้ไมโครโฟนทั้งด้านในและด้านนอกเพื่อตรวจจับและตัดเสียงรบกวน ทำให้สามารถ ตัดเสียงรบกวนได้แม่นยำและมีประสิทธิภาพสูงสุด

2. เทคโนโลยี ENC (Environmental Noise Cancellation)

ต่างจาก ANC ตรงที่ ENC เน้นตัดเสียงรบกวนในเสียงพูดของผู้ใช้ เพื่อให้คู่สนทนาได้ยินเสียงชัดขึ้น ใช้ไมโครโฟนแยกเสียงพูดจากเสียงรอบข้าง เช่น เสียงลม หรือเสียงรถ เหมาะกับการคุยโทรศัพท์และประชุมออนไลน์ในที่เสียงดัง

แม้หลายคนจะกังวลว่าเทคโนโลยี Noise Cancelling อาจทำลายการได้ยิน แต่ในความเป็นจริง ระบบนี้ ไม่ทำลายประสาทหู และ ไม่ก่อให้เกิดอาการหูอื้อหรือหูวิ้ง (Tinnitus) ความเสียหายต่อการได้ยินมักเกิดจากการฟังเสียงดังเกินไปเป็นเวลานาน เช่น ระดับเสียงในผับ บาร์ หรือคอนเสิร์ต

ในทางกลับกัน หูฟังที่มีระบบ Noise Cancelling อาจช่วยปกป้องการได้ยิน เพราะจะช่วยลดเสียงรบกวนรอบตัว ทำให้ไม่จำเป็นต้องเร่งระดับเสียงให้ดังเพื่อฟังเพลงหรือคุยโทรศัพท์อย่างชัดเจน

ทำไมถึงยังได้ยินเสียงภายนอก ? ทั้งที่เปิดระบบตัดเสียง

แม้หูฟังจะมีการตัดเสียงรบกวน แต่เทคโนโลยีนี้ไม่สามารถตัดเสียงได้ทั้งหมด เนื่องจากยังมีอากาศที่อยู่ระหว่างอุปกรณ์เสียงและแก้วหูของเรา ซึ่งอากาศนี้จำเป็นต่อการที่เราจะได้ยินเสียงเพลง หากไม่มีอากาศเป็นตัวกลางเสียงเพลงก็จะไม่สามารถเดินทางจากหูฟังมาถึงแก้วหูได้

ข้อจำกัดของเทคโนโลยี Noise Cancellation

เทคโนโลยีนี้ช่วยให้ประสบการณ์การฟังของคุณดีขึ้นโดยการตัดเสียงภายนอกที่รบกวนออกไป อย่างไรก็ตาม ควรทำความเข้าใจข้อจำกัด ที่ทำให้การตัดเสียงอาจไม่ได้ผลเต็มที่ในบางกรณี ดังนี้

• อาจไม่ได้ผลในที่เงียบสนิท ระบบตัดเสียงอาจไม่ทำงานอย่างชัดเจนในสภาพแวดล้อมที่เงียบสงบ และในบางครั้งอาจได้ยินเสียงบางอย่างเล็ดลอดเข้ามา หากมีเสียงรบกวนน้อยมาก การปิดฟังก์ชันนี้อาจจะดีกว่า
• ทำงานได้ไม่ดีกับเสียงที่มีการเปลี่ยนแปลงบ่อย เสียงพูดของมนุษย์มีการเปลี่ยนแปลงระดับเสียงและความถี่อย่างรวดเร็ว ทำให้หูฟังวิเคราะห์และประมวลผลได้ยาก
• ไม่สามารถใช้ระหว่างการโทรศัพท์ได้ ระบบตัดเสียงรบกวนจะช่วยให้ผู้ใช้หูฟังได้ยินเสียงที่ชัดเจนขึ้น แต่ปลายสายจะยังคงได้ยินเสียงรบกวนรอบข้างของคุณอยู่
• วิธีการสวมใส่มีผลต่อประสิทธิภาพ การสวมหูฟังที่ไม่พอดีอาจทำให้ประสิทธิภาพการตัดเสียงลดลง หรืออาจมีเสียงหอน (Bbeeping) เกิดขึ้นได้ ในกรณีนี้ ให้ลองถอดและสวมหูฟังใหม่
• เน้นลดเสียง ไม่ได้ตัดทิ้งทั้งหมด ฟังก์ชันนี้จะทำงานได้ดีกับเสียงความถี่ต่ำ (เช่น เสียงเครื่องยนต์) แต่จะช่วย ลด เสียงลง ไม่ใช่ ตัด ออกไปทั้งหมด
• ไม่ควรใช้ขณะขับรถ การสวมหูฟังตัดเสียงรบกวนขณะขับรถเป็นอันตราย เพราะคุณอาจไม่ได้ยินเสียงสัญญาณจราจรหรือเสียงอื่นๆ ที่สำคัญต่อความปลอดภัย
• เกิดสัญญาณรบกวนจากโทรศัพท์ โทรศัพท์มือถืออาจทำให้เกิดเสียงรบกวนได้ หากเกิดเหตุการณ์นี้ ให้ลองวางหูฟังให้ห่างจากโทรศัพท์มือถือ
• อย่าปิดหรือบังไมโครโฟน หากคุณใช้มือบังไมโครโฟน ระบบตัดเสียงอาจทำงานได้ไม่เต็มที่ หรืออาจเกิดเสียงหอนขึ้นได้