手机是如何实现通话降噪的？

我想知道你有没有注意到，当我们用智能手机打电话时，即使在噪音很小的嘈杂环境中，我们仍然可以清楚地听到声音。这是如何实现的？

不同的手机制造商有他们自己不同的降噪算法，但是电话降噪的基本原理是相同的。这种技术被称为双麦克风降噪技术，即内置于手机中的两个麦克风，一个保持通话畅通，另一个麦克风主动消除噪音。在收集外部噪声并使用内部算法对其进行处理后，发出与噪声相反的声波，并利用抵消原理消除噪声。

Iphone 6主麦克风

具体原理如下图所示。绿色箭头代表通话过程中的声音，红色箭头代表背景噪音，A代表手机的主麦克风，B代表降噪麦克风。需要注意的是，两个麦克风必须保持一定的距离，并隔离在内部主板上，主麦克风应该靠近人们说话的地方。当移动电话进行正常呼叫时，主麦克风A收集呼叫期间的语音和背景噪声，以产生更大音量的信号Va。同时，降噪麦克风B还将收集更小的声音和背景噪声，以生成另一个音量信号Vb。两个信号输入到降噪处理器，两个信号的输入端为差分放大器，即两个信号收集的外部噪声被抵消后放大得到信号Vm。

iphone 6的降噪麦克风

在特定的叠加过程中，需要对语音进行采样、编码和压缩。不同的采样和编码方法会影响手机的最终语音质量。然而，如果一味追求音质，将会给降噪带来巨大的负担。对于环境中的背景噪声，由于声源远离手机麦克风，两个麦克风采集的音量几乎与手机麦克风相同，即V噪声a≈V噪声B。但是，对于通话声音，两个麦克风相互抵消，以获得相对较小的通话声音。放大后，可以恢复原始语音，即Vm=n×(Va-Vb)=n×(V噪声a-V噪声b+V语音a-V语音b)=n/q×V语音，其中n表示差分放大因子，q表示两个信号消除后语音信号的衰减因子。

从以上分析可以看出，该设计可以有效降低手机周围的环境噪声干扰，大大提高正常通话的清晰度。然而，一切都有两面性。虽然双麦克风降噪技术可以在一定程度上消除背景噪声，但如果出现设计问题，会增加手机的成本，影响手机的正常通话。例如，主麦克风和降噪麦克风之间的距离太近，或者降噪算法参数调整不当，这可能导致移动电话在通话时音量过低。这就要求手机制造商合理设计麦克风的位置和降噪算法，让用户能够获得更好的通话体验。