หูฟัง Noise Cancelling อาจมีดีกว่าแค่ตัดเสียง

ปัจจุบันหูฟังที่มีระบบ Noise Cancelling มีมากขึ้นเรื่อย ๆ หลาย ๆ คนอาจจะมองแค่ว่า มันทำให้เราสามารถฟังเสียงโดยมีเสียงรบกวนที่น้อยลง เพิ่มอรรถรสในการฟังได้ แต่จริง ๆ แล้วมันมีข้อดีมากกว่านั้นมาก ๆ วันนี้เราจะมาเล่าให้อ่านกันว่า มันมีข้อดีอะไรอีกบ้าง

Noise Cancellation ทำอย่างไร ?

หลักการของ Noise Cancelling โดยพื้นฐานแล้ว เราจะมีอยู่ 2 ประเภทใหญ่ ๆ ด้วยกันคือ Passive และ Active

Passive Noise Cancelling เป็นการใช้วัสดุ และการออกแบบตัวหูฟัง เพื่อป้องกันเสียงจากภายนอกเข้าไป เช่นในหูฟัง In-Ear บางตัว เขาใช้จุกที่ทำจาก Memory Foam ที่ทำให้มันสามารถเข้ารูปกับหูของผู้ใส่ได้แน่นมากขึ้น ทำให้สามารถกันเสียงจากภายนอกเข้า และ เสียงจากหูฟังออกไป

แต่สำหรับ Active noise Cancelling นั้นเป็นเทคโนโลยีเกิดขึ้นมาทีหลัง หลักการของมันคือการสร้างคลื่นเสียงตรงข้าม เพื่อให้หักล้างกับเสียงรบกวนจากภายนอก ทำให้เสียงจากภายนอกหายไป เวลาเราใส่ไปครั้งแรก ๆ มันอาจจะรู้สึกว่า อึดอัดนิด ๆ เพราะเสียงมันหายไปเลย

Active Noise Cancelling อาจไม่ได้เก่ง 100%

อ่านมาถึงตรงนี้ อาจจะเริ่มคิดแล้วว่า Active Noise Cancelling มันคือ Killer Feature แบบที่ว่า มันจะสามารถตัดเสียงได้ 100% แต่เอาเข้าจริง มันไม่ได้เก่งมากขนาดนั้น

ถ้าหลักการพื้นฐานคือ เรามี Microphone 1 ตัวติดอยู่ด้านนอก แล้วต่อไปที่หน่วยประมวลผลเพื่อให้มันสร้างคลื่นเสียงย่านตรงข้ามขึ้นมา ใส่ผสมเข้ากับเสียงเพลง ข้อดีของมันคือ การ Implement ค่อนข้างง่าย และไม่ได้ใช้ Hardware เพิ่มมากมาย เพราะตัว Microphone ที่ต้องใช้เพิ่มขึ้นมานั้น เราสามารถใช้ตัวเดียวกับ Microphone สำหรับคุยโทรศัพท์ที่ส่วนใหญ่จะใส่มาให้อยู่แล้ว

ปัญหาที่เจอคือ พบว่าประสิทธิภาพของระบบมันไม่ได้มากขนาดนั้น มันมีพวกเสียงย่านต่ำ ๆ เข้ามาเยอะพอสมควร ทำให้มีการพัฒนาโดยการใช้ Microphone เพิ่มเติมภายในหูฟังเพื่อทำให้มันรับเสียงที่ลอดผ่านเข้ามาในหูของเราได้ด้วย เช่นใน Sony WF1000-XM5 เขาใช้ Microphone ทั้งหมด 3 ตัวในการจับเสียงจากภายนอก

พอเราได้เสียงจาก Microphone ถึงขั้นตอนของการสร้างเสียงตรงข้ามขึ้นมา เราสามารถทำได้ด้วย 2 วิธีคือ การใช้รูปแบบ Analog และ Digital แต่ละวิธีมันก็จะมีความแตกต่างกันอีก

รูปแบบ Analog เป็นการใช้พวกเครื่องมือแปลงสัญญาณเสียง อย่างพวก Amplifiers,  Resistors และ Capacitors ให้สร้างย่านกลับด้านขึ้นมา ข้อดีที่สำคัญคือ มันใช้เวลาน้อยมากในการที่สัญญาณเสียงจาก Microphone ผ่านอุปกรณ์ต่าง ๆ แล้วไปโผล่ที่ Driver และเราสามารถออกแบบให้มันใช้พลังงานในการทำงานได้น้อยก็ได้ ส่งผลดีถึงเรื่องระยะเวลาที่สามารถใช้งานผ่าน Battery ได้ แต่กลับกัน ข้อเสียคือ Filter ที่เราสร้างขึ้นมา มันอาจจะไม่ได้มีความแม่นยำในการทำงานทุกเคส เพราะฉะนั้นทำให้นักออกแบบจะต้องออกแบบมากลาง ๆ หรือคิดล่วงหน้าเลย เพื่อให้มันตัดเสียงได้ดีที่สุดเท่าที่จะทำได้

รูปแบบ Digital มันทำมาเป็นลักษณะของหน่วยประมวลผล นั่นทำให้เราสามารถปรับเปลี่ยนรูปแบบการตัดเสียงต่าง ๆ ได้ ตามสถานการณ์ที่ผู้ใช้จะไปเจอ ขึ้นกับผู้ผลิตแล้วว่า เขาจะออกแบบ Algorithm อย่างไรให้สามารถ ปรับเปลี่ยน ตามเสียงต่าง ๆ ได้ เช่นของ Sony มันสามารถตัดเฉพาะเสียงรบกวนออกไป และให้เฉพาะเสียงประกาศเข้ามาเพื่อให้เวลาเราไม่ถูกตัดออกจากโลกภายนอกมากเกินไป แต่กลับกันข้อเสียคือ ระยะเวลาในการประมวลผลขึ้นกับพลังของหน่วยประมวลผล ยิ่งเก่ง มันก็ยิ่งทำได้รวดเร็วมากขึ้น เพราะ สัญญาณเสียงจะต้องแปลงไปเป็นชุดข้อมูล Digital เมื่อผ่านการประมวลผลแล้ว มันก็จะต้องแปลงกลับไปเป็นสัญญาณเสียงเหมือนเดิมอีก นอกจากนั้นยังขึ้นกับ Sampling Rate และความแม่นยำของ ADC, DAC

มันจะมีเรื่องของ เวลาเข้ามาเกี่ยวข้องเยอะขึ้น นั่นแปลว่า หากเราเจอเสียงที่มันเป็นเสียงดังมาก ๆ หรือเสียงที่อยู่ ๆ เกิดขึ้นแว่บเดียวแล้วหายไป ระบบ Active Noise Cancelling มันจะทำงานไม่ทัน เสียงที่ตัดได้ดีจริง ๆ ส่วนใหญ่จะเป็นเสียงรูปแบบ Static Noise หรือเสียงรบกวนที่มันวิ่งอยู่ใน Pattern เดิม ๆ วนซ้ำไปซ้ำมา เช่นเสียงเครื่องยนต์เครื่องบินเป็นต้น

Active Noise Cancelling มีดีกว่านั้นมาก

ด้วยความที่ระบบ Active Noise Cancelling ทำงานโดยการสร้างเสียงในทางตรงกันข้ามเข้ามาตัด หลาย ๆ คนอาจจะกังวลว่า มันจะทำให้เราได้รับเสียงดังมากขึ้น จนส่งผลกระทบต่อหูของเราหรือไม่

แท้จริงแล้ว มันให้ผลตรงกันข้ามกับที่หลาย ๆ คนคิด เนื่องจาก เสียงที่ทะลุเข้ามา จะโดนเสียงที่โดนกลับด้านแล้วหักล้างออกจากกัน ทำให้เสียงที่เข้าไปในหูของเราเท่ากับ 0 (ในทางทฤษฏี) เสียงที่เข้าไปในหูของเราจริง ๆ มันก็จะเป็นเสียงที่เราเปิด ทำให้มันสามารถใช้เป็นเครื่องมือในการป้องกันเสียงดังจากภายนอกเข้าหูเราได้จำนวนหนึ่ง

พอเสียงจากภายนอกเข้ามาน้อยลง ทำให้เราไม่จำเป็นต้องเปิดเสียงดังขึ้นเพื่อสู้กับเสียงภายนอก ลดอันตรายที่อาจจะเกิดกับหูของเราได้ด้วย ดังนั้น ส่วนตัวเราแนะนำว่า ถ้าสามารถสู้ราคาของหูฟัง Active Noise Cancelling ได้ เราก็ยังแนะนำให้ใช้นะมันดีจริง ๆ นะ และที่สำคัญคือ อย่าเปิดเสียงดังเกินไปด้วย