降噪程序

Question

如果您要编写一个需要麦克风输入的程序，将其反转（通过设置1的0和0的1来设置它不同相），然后从扬声器中播放出来，可以消除声音吗？波物理学说，如果波峰与波谷对齐，就会发生破坏性干扰，如果不能完全抵消，可以在这里利用它来减少噪音。我可以想象，由于翻转音频的复杂性，或者因为翻转和回放需要很长的时间，所以声波已经过去，这样做不起作用。如果我不得不关联一门语言来做到这一点，它将不得不是C++或Java（我至少有能力）。

Answer 1

是的，它会取消声音。这或多或少是环绕声的工作原理：通过减去左/右声道，在第三个扬声器中播放声音，并倒置样本，在第四阶段播放这些声音，您会获得有趣的空间效果。

此外，你不会只是想切换所有的位，你会得到噪音;相反，你想否定。

使用一个小样本缓冲区，您可以快速消除某些频率的波。当这些攻击和衰退时，你会落后，但只要波浪持续下去，你就可以有效地取消它。

对于更大的样本缓冲区，显然延迟会增加，因为用样本填充缓冲区需要更长的时间。缓冲区的大小决定了设备中断发生的频率，程序会在输入采样到输出缓冲区时将其复制到输出缓冲区，同时对其执行操作。

通常记录是在44.1kHz，这意味着每秒多个采样。如果将缓冲区设置为256个样本，则每秒会通知44100/256次，即有256个样本需要处理。

在256个采样中，您将落后于256/44100 = 0.0058秒或5.8毫秒。声音以340米/秒左右的速度传播，因此声波将移动1.97米（340 * 5.8毫秒）。该波长对应于频率172 Hz（44100/256）。这意味着您只能有效地抵消频率低于频率的频率，因为频率更高的频率会在5.8ms内“移动”超过一次，并因此高于最大“采样率”（如果您愿意的话）。

对于64个样本，频率将是44100/64 = 689Hz。而且，这是最高频率！这意味着你可以取消低音和人声的基本频率，但不是谐波。

一个典型的操作系统的时钟频率设置为500,1000或2000赫兹，这意味着至多可以使用大约两到三个采样的采样缓冲区，最大频率为500,1000或2000赫兹。电话通常具有约3500Hz的最大频率。

您可以将系统时钟频率提高到32kHz左右，并直接轮询ADC以达到此类频率。但是，您可能需要将其中一个焊接到LPT并运行自定义操作系统，这意味着Java不存在问题，或者使用运行Java的预制实时嵌入式系统（请参阅@zapl的评论以了解链接）。

我忘记提及的一件事是，您需要考虑声源，麦克风和扬声器的位置。理想情况下，所有3个人都在同一个地方，所以不会有任何延迟。但这几乎从来都不是这种情况，这意味着你会得到一种干扰模式：声音被取消的房间中会有斑点，而在没有声音的地方会有斑点。

Answer 2

你不能用软件，C++甚至汇编语言来完成 - 在大多数计算机上，镜像扬声器输出的延迟时间将超过6毫秒。即使您的延迟时间仅为0.1毫秒，所产生的声音（假设它完全混合）最多只会听起来像是在10kHz采样（不是很好）。