近年來，降噪耳機走入許多人的生活；但最佳化用戶體驗的問題一直都需要新思考。
具體來說，我們平時用的降噪耳機按照原理主要分為兩種：一種是被動降噪（Passive Noise-Cancelling）耳機，另一種是主動降噪（Active Noise-Cancelling ）耳機。
被動降噪耳機，即透過耳機隔音材料或特殊結構盡量隔絕噪音，主要是入耳式耳塞和全罩耳式耳機，長期佩戴的話會使耳朵脹疼，過大聲壓甚至還會影響聽力。
主動降噪耳機，即在耳機內設置專門降噪電路。一般透過音頻接收器（如微型麥克風）和抗噪音輸出晶片，接收、分析外界噪音的頻率並產生相反頻率，相互減弱或抵消，達到隔絕噪音的目的。
但事實上，無論哪種降噪耳機，用戶佩戴時間過長都會影響使用體驗，尤其於需要降噪的環境睡覺時。
長期以來，雪梨科技大學音頻、聲學和振動中心的研究人員一直都在研究新型虛擬噪音消除系統，系統可將主動降噪部件從個人音頻設備轉移到椅子頭枕。
主動降噪技術起源可追溯到 1930 年代。當時美國授予第一項相關專利，透過反轉聲音的極性並播放來消除噪音。1989 年，主動降噪耳機第一個工作原型由航空業發表。1991 年，主動降噪技術用於封閉空間的噪音控制，搭載於日產汽車藍鳥的硬頂車型。
儘管主動降噪技術發展近 100 年時間積累，但不同於主動降噪耳機，主動降噪頭枕的噪音消除系統多年來幾乎沒有進展。
參與研究的 Tong Xiao 透露一些原因。
現有的主動降噪頭枕使用的麥克風安置在用戶頭部周圍，以採樣用戶能聽到的聲音。這些設備最適合處理高達1kHz 的低頻噪音。然而耳機耳罩和隔音材料的被動降噪效果，就可有效減少高頻噪音，包括 4~6kHz 的人類聲音。這正是主動降噪頭枕缺乏的。
為了解決這問題，研究團隊需要搭建同時處理高頻噪音和低頻噪音的主動降噪系統。
因此，他們基於雷射都卜勒振動儀（LDV）設計出遠端聲學感測系統，可測量大範圍內的非接觸式振動。他們在耳朵內放置一層珠寶大小的反射膜，當作 LDV 的拾音器。
據 Tong Xiao 透露，測試成功了，能有效消除 6kHz 噪音，衰減效果到 10~20 分貝。
研究人員在三種有典型噪音環境測試──坐飛機時、飛機從頭頂飛過時，人們說話時。Tong Xiao 表示，系統性能接近主動降噪耳機，有寬頻率回應，但不需要笨重的耳機或其他設備。他說：
我們稱之為「主動降噪虛擬耳機」。
▲左為兩個輔助揚聲器放置在頭部和軀幹模擬器（帽子）後面，用於聲音控制。多台主擴音器任意放置，以模擬不同方向的噪音。雷射都卜勒測振儀（LDV）發出的探測雷射光束對準耳膜。右為一層反射膜放在靠近帽子左合成耳道的耳道處。LDV 可遠端測量膜表面的振動頻率，為主動降噪控制器發送訊號。（Source：Neture scientific reports）
這些「虛擬耳機」於模擬器設備運行，以記錄測量結果。不過，目前已有人類受試者進行初步測試。Tong Xiao 說：
這樣配置簡單又有效，目前最大限制就是成本高昂。因系統所需的 LDV 是精密的科學儀器，價格並不便宜。
當然，系統還有其他方面待解決，比如反射膜放在人耳哪個地方更合適、如何做到更高程度的主動降噪效果等。
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