Cancellazione attiva del rumore: cos'è e come funziona

Quanto è fastidioso, quando si indossano degli auricolari, non comprendere cosa sta dicendo il nostro interlocutore oppure non riuscire ad ascoltare un brano musicale, un podcast o qualunque altro contenuto audio riprodotto attraverso un dispositivo collegato via cavo o Bluetooth.

Questo accade quando le cuffie che utilizziamo non dispongono della funzione di cancellazione attiva del rumore (o Active Noise Cancellation, ANC), altrimenti nota come controllo attivo del rumore.
Non stiamo parlando di isolamento della cuffia (funzione del design e dei materiali utilizzati) ma di un sistema “intelligente” capace di cancellare o meglio attenuare il rumore di fondo.
Se si lavora in un ufficio affollato o si è soliti spostarsi da un luogo a un altro con mezzi di trasporto piuttosto rumorosi, le cuffie con cancellazione attiva del rumore sono “una mano santa”.

La cancellazione del rumore è attiva quando le cuffie si servono di un insieme di microfoni in grado di ascoltare le onde sonore all’interno e all’esterno. Il chip ANC, anch’esso presente all’interno degli auricolari, si occupa di neutralizzare le onde sonore provenienti dall’esterno ed evitare che esse arrivino in cuffia interferendo negativamente con la riproduzione audio che l’utente desidera ascoltare.

L’azione svolta da ANC non è completamente trasparente: un orecchio “attento” può rilevare che la cancellazione del rumore è abilitata per via di un flebile sibilo che si presenta come la parte udibile del segnale sonoro proveniente dall’esterno che è stato cancellato.
La tecnica di cancellazione attiva del rumore genera infatti un’onda in controfase rispetto a quella prodotta dalle sorgenti sonore alla cuffia. In questo modo l’effetto del rumore viene annullato.

Un esempio? Prendete il software Audacity, aprite una qualunque traccia sonora e riproducetela; selezionatela quindi createne un duplicato (Edit, Duplicate).
Fate clic sulla traccia “duplicata” quindi cliccare sul menu Effect, Invert per metterla in controfase rispetto alla prima: guardate le forme d’onda delle due tracce nell’immagine di esempio.

Cliccando sul pulsante per avviare la riproduzione in Audacity, si udirà solamente silenzio perché gli effetti delle due forme d’onda si annullano.

Abbiamo detto che ANC funziona utilizzando una serie di microfoni posizionati strategicamente sul corpo delle cuffie o degli auricolari: essi permettono di scoprire quali suoni esterni disturbano l’ascolto dell’onda sonora che si vuole invece preservare.
Una volta che i microfoni hanno catturato le caratteristiche dell’onda sonora emessa dalla sorgente indesiderata, l’hardware e il software di elaborazione del segnale digitale (DSP) “fanno la magia”.

Alcuni auricolari utilizzano microfoni posizionati all’esterno ma se da un punto di vista della realizzazione si tratta di qualcosa piuttosto semplice da realizzare, non è l’approccio migliore perché l’analisi delle onde sonora non rispecchia esattamente ciò che l’utente sta ascoltando davvero.
Cuffie di più grandi dimensioni possono utilizzare microfoni montati soltanto o anche all’interno del padiglione, più vicini alle orecchie: in questo modo è possibile operare una cancellazione del rumore che riflette in modo più accurato ciò che si sta ascoltando. Il risultato che viene restituito in termini di esperienza d’ascolto è in questo caso molto più convincente.

Svantaggi della cancellazione attiva del rumore

Anche se i principi alla base del funzionamento della cancellazione attiva del rumore sono favolosi, anche ANC non è comunque esente da qualche problema.

Innanzitutto va detto che ANC ha un lieve impatto sulla qualità del suono: l’onda sonora che viene riprodotta in cuffia è in ogni caso frutto di un’elaborazione digitale. Di solito, a parte per gli audiofili e i puristi, questo non è nulla di drammatico ma è comunque un aspetto sul quale era opportuno soffermarsi.

Le cuffie ANC, nemmeno a dirlo, richiedono ovviamente alimentazione quindi o tramite filo oppure con l’ausilio di una batteria.

Usare la cancellazione attiva del rumore può essere problematico e addirittura pericoloso se ci si muovesse in ambiente intrinsecamente insicuri quale può essere una strada: la rimozione del rumore di fondo potrebbe avere come conseguenza la soppressione di un segnale di avviso come può essere il clacson di un’autovettura. Per superare questo (brutto) inconveniente si utilizza la cancellazione del rumore adattiva (ne parliamo più avanti).

ANC, infine, funziona bene con la cancellazione dei rumori di fondo a bassa frequenza e continui mentre non riesce a sopprimere le frequenze più alte (si pensi alle urla o al pianto di un bambino).

Alcune persone non provano alcun disagio durante l’utilizzo delle cuffie con funzione ANC abilitata mentre altre riferiscono di un senso di “pressione” nel condotto uditivo che questi dispositivi sembrano provocare. Questo accade perché il cervello talvolta percepisce la tecnica utilizzata per la cancellazione del rumore come un cambiamento nella pressione dell’aria.

Cancellazione del rumore adattiva e Transparency Mode

La cancellazione del rumore adattiva, come suggerisce il nome, è in grado di adattarsi automaticamente all’ambiente circostante ed è la più sofisticata.

La Transparency Mode è stata presentata in primis da Apple sui suoi prodotti AirPods Pro e AirPods Max: si tratta di una modalità che si occupa di bilanciare il rumore interno con quello proveniente dall’esterno ed è utile per interagire con le persone e gli oggetti che ci sono nelle vicinanze senza interrompere la riproduzione audio in cuffia.

La cancellazione attiva del rumore blocca il rumore di fondo eliminando le potenziali distrazioni; con Trasparency Mode, invece, si evita di “isolarsi” rispetto al mondo esterno ed è utile quando si cammina in strada, si va in bicicletta o si è alla guida di un veicolo.

La Trasparency Mode regolabile consente di variare il livello di interazione con il mondo esterno; la stessa cancellazione attiva del rumore, quando è regolabile, consente all’utente di modificare la “quantità” di rumore di fondo con la possibilità di agire manualmente sui livelli di cancellazione del rumore.

Esempi di cuffie con cancellazione attiva del rumore

– Sony WF-1000XM4 La qualità del suono assicurata da questi auricolari è indiscutibile. Utilizzando driver da 6 mm di nuova concezione in grado di riprodurre un suono dinamico. Il processore V1 integrato riduce il rumore di fondo evidenziando uno dei migliori livelli di cancellazione del rumore nella sua categoria.
Grazie al supporto per la tecnologia LDAC è possibile godere della riproduzione di audio in alta qualità.
Supportano anche i codec SBC e AAC oltre al collegamento Bluetooth 5.2.

– JBL TUNE 230NC TWS Per chi non volesse spendere tanto, questi auricolari JBL sono tra i migliori in assoluto per rapporto qualità-prezzo.
Sebbene rappresentino un’opzione economica, questi auricolari dispongono della maggior parte delle funzionalità delle altre cuffie, tra cui la cancellazione attiva del rumore, la funzione che rileva l’ambiente in cui vengono indossate e la certificazione IPX4.

Con l’app JBL Headphones è possibile personalizzare l’esperienza di ascolto agendo sulle impostazioni audio, sull’adattamento dinamico e sull’attivazione di una “bolla” che isola l’utente da tutto ciò che lo circonda.

– Bose QuietComfort Earbuds II Gli auricolari Bose di seconda generazione non sono solo circa il 30% più piccoli dei loro predecessori ma la stessa custodia risulta il 40% più compatta.
Sono caratterizzati da un eccellente sistema di cancellazione del rumore e da un’esperienza sonora migliorata grazie al nuovo sistema di calibrazione audio CustomTune che personalizza il suono a tutto vantaggio di chi indossa il prodotto.

– Sony WH-1000XM5 Tra le cuffie tradizionali questo è uno dei nomi sui quali non è possibile discutere.
Le cuffie Sony XM5 potrebbero sembrare, soltanto a prima vista, un po’ meno premium rispetto alla precedente generazione ma il balzo in avanti sul piano della qualità sonora è davvero notevole. Il costo è, come al solito, impegnativo.

– Sennheiser 450BT Cuffie di grande qualità che si trovano spesso in offerta speciale. La durata della batteria è interessante (fino a 30 ore con cancellazione del rumore attiva), è presente il supporto per la ricarica USB-C, Bluetooth 5.0 con aptX. Non hanno il suono cristallino e i bassi delle Momentum Wireless 3 della stessa Sennheiser ma costano molto meno e offrono un suono ben bilanciato.