Komercyjne osłony przeciwwietrzne mikrofonów obniżają hałas wywołany wiatrem o około 15 do 25 dB, a niektóre o ponad 25 dB, według wzorcowego testu dziesięciu osłon przeprowadzonego przez amerykański National Bureau of Standards. Ten zapas ma znaczenie, bo hałas wiatru rośnie szybko: mikrofony aparatów słuchowych nasycają się przy około 12 m/s przy poziomach do 116 dB SPL (Zakis, Journal of the Acoustical Society of America 2011), a pozycja mikrofonu za uchem osiągnęła 94,84 dB(A) już przy 20 km/h w symulacji przepływu z 2025 roku (Riedel i in., Scientific Reports 2025). Ludzki koszt widać w ankietach: 42% użytkowników aparatów słuchowych deklaruje niezadowolenie w sytuacjach z wiatrem (MarkeTrak VIII, cytowane w Korhonen i in. 2017). Nasze zestawienie o hałasie wiatru w kaskach motocyklowych policji opisuje, co wiatr robi z uchem pod kaskiem; ta strona dotyczy mikrofonu i tego, co zakłada się wokół niego. Zebraliśmy dane z Journal of the Acoustical Society of America, Noise Control Engineering Journal, Canadian Acoustics, Energies, Scientific Reports, badań nad aparatami słuchowymi w Journal of the American Academy of Audiology i Hearing Review oraz z najnowszych prac o neuronowej redukcji hałasu wiatru.
TL;DR
- Komercyjne osłony przeciwwietrzne obniżają hałas wywołany wiatrem o około 15 do 25 dB (NBS, Microphone Windscreen Performance 1979).
- Mikrofony aparatów słuchowych nasycają się przy 12 m/s, a hałas wiatru sięga do 116 dB SPL (Zakis, JASA 2011).
- Wtórna osłona przeciwwietrzna o średnicy 610 mm dodała 5 do 15 dB ochrony w niskich częstotliwościach względem kuli z pianki o średnicy 76 mm przy 4 m/s (Bonsma i in., Canadian Acoustics 2017).
- 42% użytkowników aparatów słuchowych jest niezadowolonych w sytuacjach z wiatrem (MarkeTrak VIII, cytowane w Korhonen i in., JAAA 2017).
- Hałas wiatru w pozycji mikrofonu za uchem osiągnął 94,84 dB(A) przy 20 km/h na manekinie KEMAR (Riedel i in., Scientific Reports 2025).
- Hałas wiatru różnił się nawet o 20 dB między konstrukcjami aparatów słuchowych w niektórych przypadkach (Köhler i Georganti, Sonova, DAGA 2017).
- Drobna siatka nad wpuszczonym mikrofonem obniżyła hałas wiatru w warstwie przyściennej o 8 dB (van Dercreek i in., TU Delft, AIAA Scitech 2019).
- Algorytm redukcji hałasu wiatru poprawił rozpoznawanie fonemów o 17% do 35% przy czterech poziomach mowy (Lee, Hearing Review 2016).
- Neuronowy model oparty na dyfuzji podniósł PESQ z 1,70 do 3,07 dla mowy zniekształconej wiatrem (Lemercier i in., ITG Speech Communication 2024).
- Neuronowy reduktor hałasu wiatru o niskiej złożoności obliczeniowej działa na 249K parametrów i około 73 MHz mocy obliczeniowej (Eftekhari i in., Fraunhofer, 2025).
1. Jak hałas wiatru rośnie wraz z prędkością wiatru
Hałas wiatru nie jest dźwiękiem docierającym z oddali. To pseudodźwięk: wahania ciśnienia wytwarzane przez turbulentne powietrze uderzające w sam mikrofon, dlatego osłona przeciwwietrzna może go usunąć bez blokowania głosu, który chcemy zarejestrować. Fizyka jest bezlitosna. Ponieważ ciśnienie rośnie z kwadratem prędkości wiatru, każde podwojenie prędkości wiatru dodaje w teorii około 12 dB, a pomiary często rosną szybciej niż teoria (Korhonen, Wind Noise Management in Hearing Aids, Seminars in Hearing 2021, cytując Strasberg 1988 oraz Morgan i Raspet 1992).
Wzorcowe testy na ramieniu obrotowym pokazują, co to oznacza w praktyce. Przejście z 2 m/s na 4 m/s, z łagodnego powiewu na lekki wiatr, podniosło hałas niezabezpieczonego mikrofonu z 59,6 dB do 75,7 dB, czyli o 16,1 dB (75,7 minus 59,6), co już przekracza oszacowanie 12 dB z prawa kwadratowego (Hosier i Donavan, NBS, Microphone Windscreen Performance, NBSIR 79-1599, 1979). Przy 14 m/s ten sam goły mikrofon wskazywał 107,6 dB, dlatego żadne ustawienie wzmocnienia nie uratuje niezabezpieczonej kapsuły podczas wichury.
| Metryka | Wartość | Źródło |
|---|---|---|
| Całkowity hałas wiatru na niezabezpieczonym mikrofonie, przepływ ślizgowy, przy 2 m/s wobec 4 m/s wobec 14 m/s | 59,6 dB wobec 75,7 dB wobec 107,6 dB | NBS (obecnie NIST), NBSIR 79-1599, 1979 |
| Teoretyczny wzrost poziomu hałasu wiatru przy każdym podwojeniu prędkości wiatru | Około 12 dB | Korhonen, Seminars in Hearing 2021 (cytując Strasberg, JASA 1988) |
| Prędkość wiatru, przy której nasyciły się wyjścia mikrofonów aparatów słuchowych, i poziom szczytowy | 12 m/s, do 116 dB SPL | Zakis, JASA 2011 |
| Kształt widma hałasu wiatru poniżej i powyżej 300 Hz | Z grubsza płaskie poniżej 300 Hz, powyżej opada o 26 dB na oktawę | Korhonen, Seminars in Hearing 2021 (cytując Dillon i in., NAL 1999) |
| Różnica poniżej 20 Hz między nieruchomym powietrzem a wiatrem 5 m/s, mikrofon na statywie z jedną standardową osłoną przeciwwietrzną | Do 30 dB | Energies, Experimental Verification of Windshields 2022 |
Stroma charakterystyka w niskich częstotliwościach wyjaśnia, dlaczego wiatr niszczy najpierw bas: energia leży poniżej 300 Hz, więc filtr górnoprzepustowy usuwa większość dudnienia, ale też ciepło głosu. Najnowsze dostępne dane: Hosier i Donavan, 1979; fizyka się nie zmieniła, ale żaden nowszy otwarty zbiór danych nie powtarza tego przeglądu prędkości.
2. Osłony z pianki, futerka i kosze przeciwwietrzne: zmierzone tłumienie
Wybór materiału zmienia wynik o ponad 10 dB. Małe kulki z pianki to najsłabsza opcja: osłona z pianki o średnicy 3,81 cm (1,5 cala) dała 8,1 dB przy 20,9 km/h, czyli mniej więcej połowę dolnej granicy zakresu komercyjnego, podczas gdy specjalnie zaprojektowane osłony odporne na warunki atmosferyczne osiągnęły 22,2 dB przy 32,2 km/h (Hill, Blotter, Leishman i Sommerfeldt, Development of a Weatherproof Windscreen for a Microphone Array, Noise Control Engineering Journal 2006).
Gęstość pianki liczy się tak samo jak sama obecność pianki. Gdy inżynierowie przetestowali pięć pianek od 20 do 60 porów na cal (PPI, liczba otwartych komórek wzdłuż jednego cala materiału), najlepiej sprawdziła się wartość środkowa, 40 PPI, ponieważ zbyt otwarta pianka przepuszcza turbulencje, a zbyt gęsta tworzy własny ślad aerodynamiczny za osłoną (Zhao i in., On the wind noise reduction mechanism of porous microphone windscreens, JASA 2017). Konstrukcje koszowe, czyli sztywna otwarta rama utrzymująca nieruchome powietrze wokół kapsuły, skalują się przez nakładanie warstw: pięciowarstwowa półkulista osłona z siatki metalowej osiągnęła 18,2 dB redukcji hałasu wiatru (Zhao i in., Experimental investigations on the wind noise reduction of semi-spherical metal mesh windscreens, ICSV 2018).
| Metryka | Wartość | Źródło |
|---|---|---|
| Redukcja hałasu wywołanego wiatrem przez komercyjne osłony przeciwwietrzne, zależnie od prędkości wiatru i kierunku przepływu | Około 15 do 25 dB (niektóre powyżej 25 dB) | NBS (obecnie NIST), NBSIR 79-1599, 1979 |
| Osłona z pianki 3,81 cm, redukcja hałasu wiatru przy 20,9 km/h wobec 32,2 km/h | 8,1 dB wobec 15,0 dB | Hill i in., Noise Control Engineering Journal 2006 |
| Konstrukcja osłony przeciwwietrznej z pajęczymi nóżkami odpornej na warunki atmosferyczne, redukcja hałasu wiatru przy 20,9 km/h wobec 32,2 km/h | 8,9 dB wobec 22,2 dB | Hill i in., Noise Control Engineering Journal 2006 |
| Najlepsza pianka spośród pięciu przetestowanych porowatości (20 do 60 PPI) | 40 PPI | Zhao i in., JASA 2017 |
| Pięciowarstwowa półkulista osłona z siatki metalowej, redukcja hałasu wiatru | 18,2 dB | Zhao i in., ICSV 2018 |
| Kosz przeciwwietrzny użyty samodzielnie, tłumienie hałasu wiatru przy 100 Hz | 37 dB (deklaracja producenta) | Rycote, karta produktu Modular Windshield Kit 2014 |
| Dodatkowe tłumienie po nałożeniu futerka na kosz oraz suma, przy 100 Hz | Dodatkowe 13 dB, łącznie 50 dB (deklaracja producenta) | Rycote, karta produktu Modular Windshield Kit 2014 |
Baza dowodowa dotycząca futerka jest zaskakująco uboga. Zespół z BYU opisuje futerko jako bardzo skuteczne i ciche w przepływie powietrza, ale znacznie droższe od pianki, nie podając liczby, a jedyna liczba dotycząca futerka, jaką udało nam się odnaleźć, to deklaracja Rycote dla jednej częstotliwości w jego karcie Modular Windshield Kit. Do każdego nagłówka podającego precyzyjną różnicę w dB między futerkiem a pianką należy podchodzić ostrożnie, dopóki niezależne laboratorium nie opublikuje krzywej porównawczej. Podmuchy z oddechu mówiącego to inny problem, z bliższej odległości, opisany w naszych statystykach tłumienia filtrów pop i spółgłosek wybuchowych.
3. Rozmiar osłony przeciwwietrznej: większa pomaga, do pewnego momentu
Najstarsza reguła kciuka wiąże tłumienie z zamkniętą objętością. Empiryczne dopasowanie Bleazeya, odtworzone w raporcie NBS, daje tłumienie A = 6,77 log V + 10,4 dB, gdzie V jest w calach sześciennych, ważne od 2 do 13 m/s. Matematyka jest otrzeźwiająca: dziesięciokrotne zwiększenie objętości dodaje tylko 6,77 dB (ponieważ log 10 = 1), więc podwojenie średnicy, które zwiększa objętość ośmiokrotnie, daje około 6,1 dB (6,77 × log 8 = 6,77 × 0,903).
Nowsze prace wyjaśniają dlaczego. Porowata osłona przeciwwietrzna jest najskuteczniejsza, gdy jej średnica wynosi od 2 do 4 długości fali turbulencji, czyli rozmiaru wirów niesionych przez wiatr (Zhao i in., Spatial decorrelation of wind noise with porous microphone windscreens, JASA 2018). Większe wiry, niosące najgłębsze dudnienie, wymagają bardzo dużych osłon, dlatego akustycy zajmujący się turbinami wiatrowymi nakładają dużą osłonę wtórną na standardową kulę z pianki. Sprawdzony w terenie zestaw tego rodzaju, opisany w IEC 61400-11:2012 (międzynarodowa norma pomiaru hałasu turbin wiatrowych), wykorzystuje płytę gruntową o średnicy co najmniej 1000 mm, półkulę pierwotną o średnicy co najmniej 90 mm oraz wtórną kulę z pianki o średnicy co najmniej 500 mm (Wszołek i in., HETMAN project deliverable D3.2, 2022).
| Metryka | Wartość | Źródło |
|---|---|---|
| Empiryczny wzór na tłumienie dla objętości osłony V w calach sześciennych (2 do 13 m/s) | A = 6,77 log V + 10,4 dB | Dopasowanie Bleazeya, cytowane w NBS NBSIR 79-1599, 1979 |
| Zakres średnic, w którym porowate osłony przeciwwietrzne najskuteczniej tłumią hałas wiatru | 2 do 4 długości fali turbulencji | Zhao i in., JASA 2018 |
| Najlepsza jednowarstwowa półkulista osłona z siatki spośród przetestowanych rozmiarów | Średnica 20 cm (średni rozmiar) | Zhao i in., ICSV 2018 |
| Osłona z pianki Neumann o średnicy 50 mm wobec 90 mm, tłumienie hałasu wiatru przy 20 km/h | 15 dB wobec 26 dB (deklaracja producenta) | Neumann, strony produktów WS 81 i WS 87 |
| Wtórna osłona przeciwwietrzna 610 mm wraz z pierwotną wobec samej kuli z pianki 76 mm, poniżej około 160 Hz przy 4 m/s | O 5 do 15 dB większa redukcja | Bonsma, Gara i McCabe, Canadian Acoustics 2017 |
| Ta sama kombinacja z osłoną wtórną wobec samej kuli z pianki 178 mm, najniższe częstotliwości | Lepiej o 5 dB lub więcej | Bonsma, Gara i McCabe, Canadian Acoustics 2017 |
| Zestaw IEC 61400-11: minimalne średnice płyty gruntowej, osłony pierwotnej i osłony wtórnej | 1000 mm, 90 mm, 500 mm | HETMAN D3.2, 2022, opisujące IEC 61400-11:2012 |
| Maksymalna rozszerzona niepewność pomiaru przy 2,1 m/s, płyta gruntowa z podwójną osłoną wobec mikrofonu na wysokości 4 m | 7,3 dB wobec 11,3 dB | Energies, Experimental Verification of Windshields 2022 |
Dane producentów wskazują ten sam kierunek (90 mm Neumann WS 87 deklaruje 26 dB wobec 15 dB dla 50 mm WS 81), ale są to liczby producenta dla jednego warunku przy 20 km/h (około 5,6 m/s). Kanadyjski zespół zwrócił też uwagę na kompromis: gigantyczne osłony są delikatne, trudne w transporcie i łapią obciążenie wiatrem na podwyższonych mocowaniach (Bonsma i in., Insertion Loss and Wind-Induced Noise Results for Secondary Windscreens, 2017). Wiersz dotyczący niepewności pochodzi z walidacji terenowej osłon turbin wiatrowych z 2022 roku, opublikowanej w Energies. Dlaczego pomiary przy turbinach tak mocno sięgają w niskie częstotliwości, wyjaśniają nasze statystyki infradźwięków turbin wiatrowych.
4. Cena ochrony: tłumienie wtrąceniowe, utrata wysokich tonów i trwałość
Każda osłona przeciwwietrzna nieco przyciemnia też dźwięk, który chcemy zarejestrować. Inżynierowie nazywają to tłumieniem wtrąceniowym: spadkiem poziomu zwykłego dźwięku po założeniu osłony w nieruchomym powietrzu. W częstotliwościach mowy kara jest znikoma: 0,1 do 0,6 dB między 250 Hz a 4 kHz w wzorcowym teście NBS i poniżej 0,4 dB dla konstrukcji BYU odpornych na warunki atmosferyczne, co mieści się w budżecie 1 dB przyjętym przez autorów (Hill i in. 2006).
Koszt przesuwa się na wysokie tony, gdy osłony stają się większe lub gęstsze. Kula z pianki 178 mm w testach kanadyjskich traciła około 2 dB przy 10 kHz i 3,5 dB przy 16 kHz (Bonsma i in., Insertion Loss and Wind-Induced Noise Results for Secondary Windscreens, 2017), a owinięcie kosza z siatki tkaniną obniżało przejrzystość dźwięku na rzecz ochrony przed wiatrem (Zhao i in. 2018). Na tym polega prawdziwy wybór inżynieryjny: gruba tkaninowa osłona dodała 3,0 do 7,0 dB redukcji hałasu wiatru, ale podniosła tłumienie wtrąceniowe do 1,1 do 2,2 dB, podczas gdy dodawanie warstw siatki poprawiało ochronę i utrzymywało niskie tłumienie wtrąceniowe.
| Metryka | Wartość | Źródło |
|---|---|---|
| Tłumienie wtrąceniowe osłony z pianki 178 mm przy 10 kHz wobec 16 kHz | Około 2 dB wobec około 3,5 dB | Bonsma, Gara i McCabe, Canadian Acoustics 2017 |
| Jednowarstwowa osłona z siatki z grubą tkaninową okrywą: dodatkowa redukcja hałasu wiatru wobec wynikowego tłumienia wtrąceniowego | 3,0 do 7,0 dB wobec 1,1 do 2,2 dB | Zhao i in., ICSV 2018 |
| Utrata wysokich częstotliwości przy 15 kHz, osłona z pianki Neumann 50 mm wobec 90 mm | 2 dB wobec 3 dB (deklaracja producenta) | Neumann, strony produktów WS 81 i WS 87 |
| Piasek uwięziony w ciągu 4 minut nawiewu, standardowa pianka wobec stożkowej osłony odpornej na warunki atmosferyczne | 38,5 g wobec 0,1 g | Hill i in., Noise Control Engineering Journal 2006 |
| Typowa żywotność osłon z pianki przy ekspozycji na promieniowanie UV na zewnątrz | Mniej niż rok | Hill i in., Noise Control Engineering Journal 2006 (cytując wcześniejsze prace) |
Trwałość jest ukrytą statystyką. Pianka, która zatyka się piaskiem lub kruszy w słońcu w ciągu roku, po cichu traci tłumienie podane w karcie katalogowej, dlatego stałe stanowiska pomiarowe na zewnątrz preferują kształtowane osłony odporne na warunki atmosferyczne zamiast gołej kuli z pianki. Najnowsze dostępne dane o trwałości pianki: Hill i in., 2006.
5. Hałas wiatru w aparatach słuchowych, urządzeniach noszonych w uchu i telefonach
Urządzenia noszone na ciele i w kieszeni nie pomieszczą osłony o średnicy 90 mm, więc osłoną staje się umiejscowienie mikrofonu. Symulacja przepływu z 2025 roku wykazała 94,84 dB(A) w pozycji mikrofonu za uchem manekina KEMAR przy 20 km/h wobec 70,98 dB(A) głęboko w przewodzie słuchowym, czyli różnicę 23,86 dB (94,84 minus 70,98) wynikającą wyłącznie z położenia (Riedel i in., Investigation of the physical driving mechanisms of wind noise in hearing devices, Scientific Reports 2025). Podwojenie prędkości z 10 do 20 km/h podniosło poziom w tej pozycji z 75,61 do 94,84 dB(A), czyli o 19,23 dB.
Rozrzut między konstrukcjami jest równie duży. W badaniu tunelowym Sonova obejmującym trzy konstrukcje zauszne i trzy wewnątrzuszne różnice między konstrukcjami sięgały w niektórych przypadkach do 20 dB, głównie w przednim mikrofonie urządzeń zausznych (Köhler i Georganti, Wind noise variability of different hearing aid designs and ear geometries, DAGA 2017). Kierunkowe tryby mikrofonów zwykle pogarszają sytuację z wiatrem, bo ich korekcja niskich częstotliwości wzmacnia także nieskorelowany szum, a testy w tunelu aerodynamicznym wykazały, że ustawienia kierunkowe są zwykle głośniejsze niż dookólne (Chung, Mongeau i McKibben, JASA 2009); nasze zestawienie SNR aparatów słuchowych z mikrofonami kierunkowymi opisuje korzystną stronę tego kompromisu.
| Metryka | Wartość | Źródło |
|---|---|---|
| Użytkownicy aparatów słuchowych niezadowoleni ze swoich aparatów w sytuacjach z wiatrem | 42% | MarkeTrak VIII (Kochkin 2010), cytowane w Korhonen i in., JAAA 2017 |
| Różnica poziomu hałasu wiatru między mikrofonami w jednym aparacie zausznym wobec różnicy między różnymi urządzeniami zausznymi (mikrofon przedni, mikrofon tylny) | Do 12 dB wobec do 6 dB (przedni) i do 8 dB (tylny) | Zakis, JASA 2011 |
| Hałas wiatru w pozycji mikrofonu za uchem wobec głębi przewodu słuchowego, KEMAR, 20 km/h | 94,84 dB(A) wobec 70,98 dB(A) | Riedel i in., Scientific Reports 2025 |
| Różnica szerokopasmowa między najgorszym a najlepszym przypadkiem w obrębie tego samego typu aparatu słuchowego, ważona A | 5 do 7 dB | Köhler i Georganti (Sonova), DAGA 2017 |
| Redukcja fizycznego hałasu wiatru dzięki osłonie mikrofonu aparatu słuchowego | 18 dB SPL (deklaracja producenta) | Broszura Widex 2012, cytowana w Korhonen, Seminars in Hearing 2021 |
| Redukcja hałasu wiatru w warstwie przyściennej dzięki drobnej siatce nad wpuszczonym mikrofonem, tunel aerodynamiczny | 8 dB | van Dercreek i in. (TU Delft), AIAA Scitech 2019 |
Telefony znajdują się na dole tej hierarchii: pojedynczy mały otwór, brak osłony przeciwwietrznej i wiatr nadciągający z dowolnego kierunku. Badanie z 14 marca 2026 roku testowało rurkowe wnęki przednie o średnicy od 1 do 3 mm za obudową w stylu smartfona przy 4, 6 i 8 m/s, ale nie zmierzyło jeszcze, ile kosztują one pod względem czułości na mowę (Experimental Investigation of a Tubular Front Cavity for Wind Noise Suppression in MEMS Microphones of Mobile Devices, Micromachines 2026). Wynik dla siatki z TU Delft jest najbliższą niezależną liczbą dla siatek akustycznych stosowanych w otworach telefonów. Najnowsze dostępne dane do porównań urządzeń: Zakis, 2011, oraz Köhler i Georganti, 2017.
6. Cyfrowa redukcja hałasu wiatru: co dają algorytmy
Gdy sprzęt się wyczerpuje, przejmuje przetwarzanie sygnału, a dowody z zakresu aparatów słuchowych są najbardziej rygorystyczne. Algorytm tłumienia hałasu wiatru obniżył hałas wiatru o 13 do 18 dB przy 1 kHz dla wiatru czołowego o prędkości 4 do 7 m/s oraz o 19 dB przy 2.200 Hz przy 10 m/s (Korhonen i in. 2017, w podsumowaniu z Seminars in Hearing 2021). W tym samym badaniu z udziałem 15 doświadczonych użytkowników największy zysk w rozpoznawaniu fonemów wyniósł 48,2% dla mowy o poziomie 65 dB SPL przy wietrze 5 m/s (Korhonen, Kuk, Seper, Mørkebjerg i Roikjer, Evaluation of a Wind Noise Attenuation Algorithm, JAAA 2017). Osobna ocena z udziałem 10 dorosłych wykazała zyski w rozpoznawaniu fonemów od 17% do 35% przy czterech poziomach mowy (Lee, Efficiency of a Wind Noise Attenuation Algorithm, Hearing Review 2016).
Modele neuronowe są teraz kierowane do nagrań i telefonów. PESQ, znormalizowana obiektywna ocena jakości mowy, wzrósł z 1,70 dla zaszumionego sygnału wejściowego do 3,07 przy modelu opartym na dyfuzji na symulowanym hałasie wiatru, a ta sama rodzina modeli uogólniła się na rzeczywiste nagrania z tunelu aerodynamicznego, których wcześniej nie widziała (Lemercier i in., Wind Noise Reduction with a Diffusion-based Stochastic Regeneration Model, 2024). Otwarte pozostaje pytanie o koszt: model Fraunhofera dorównał wiodącemu punktowi odniesienia o niskiej złożoności obliczeniowej przy 249K parametrów i około 73 MHz mocy obliczeniowej, czyli budżecie mieszczącym się w układach mobilnych (Eftekhari i in., Low-Complexity Neural Wind Noise Reduction for Audio Recordings, 2025).
| Metryka | Wartość | Źródło |
|---|---|---|
| Tłumienie hałasu wiatru przez algorytm aparatu słuchowego przy 1 kHz, wiatr czołowy 4 do 7 m/s, oraz przy 2.200 Hz przy 10 m/s | 13 do 18 dB oraz 19 dB | Korhonen i in. 2017, w podsumowaniu w Korhonen, Seminars in Hearing 2021 |
| Największy zysk w rozpoznawaniu fonemów z algorytmem włączonym wobec wyłączonego (mowa 65 dB SPL, wiatr 5 m/s, 15 użytkowników) | 48,2% | Korhonen i in., JAAA 2017 |
| Zysk w rozpoznawaniu fonemów, algorytm włączony wobec wyłączonego, wszystkie fonemy wobec samych samogłosek (10 dorosłych) | 17% do 35% wobec 22% do 46% | Lee, Hearing Review 2016 |
| Wynik PESQ, zaszumiony sygnał wejściowy wobec modelu opartego na dyfuzji, symulowany zbiór testowy z hałasem wiatru | 1,70 wobec 3,07 | Lemercier i in., ITG Speech Communication 2024 |
| DNSMOS (neuronowe oszacowanie opinii słuchacza), sygnał zaszumiony wobec modelu dyfuzyjnego, niewidziane wcześniej rzeczywiste nagrania wiatru | 1,89 wobec 3,56 | Lemercier i in., ITG Speech Communication 2024 |
| PESQ z ultradźwiękowym wykrywaniem przepływu powietrza dodanym do wzmacniacza mowy DCCRN wobec bez niego | 2,480 wobec 2,265 | Yuan i in. (Carnegie Mellon), DeWinder 2024 |
| Rozmiar i moc obliczeniowa neuronowego reduktora hałasu wiatru o niskiej złożoności obliczeniowej | 249K parametrów, około 73 MHz | Eftekhari i in. (Fraunhofer), 2025 |
Wzorzec we wszystkich badaniach jest spójny: algorytmy odzyskują istotną zrozumiałość przy umiarkowanym wietrze, ale żaden z nich nie cofa nasycenia. Gdy mikrofon aparatu słuchowego ulega obcięciu przy około 12 m/s (zob. sekcja 1), informacja jest utracona, dlatego najlepsze systemy nadal zaczynają od umiejscowienia otworu i fizycznej osłony. Wynik z ultradźwiękami pochodzi z preprintu DeWinder. Dane o opóźnieniu i jakości dla ogólnych neuronowych odszumiaczy znajdziesz w naszych statystykach neuronowego tłumienia szumów.
Podsumowanie: hałas wiatru w mikrofonach i tłumienie osłon przeciwwietrznych w liczbach
| Metryka | Wartość | Źródło |
|---|---|---|
| Redukcja hałasu wiatru przez komercyjne osłony przeciwwietrzne | Około 15 do 25 dB | NBS (obecnie NIST), NBSIR 79-1599, 1979 |
| Teoretyczny wzrost hałasu wiatru przy każdym podwojeniu prędkości wiatru | Około 12 dB | Korhonen, Seminars in Hearing 2021 |
| Punkt nasycenia mikrofonu aparatu słuchowego | 12 m/s, do 116 dB SPL | Zakis, JASA 2011 |
| Osłona z pianki 3,81 cm przy 20,9 km/h | Redukcja 8,1 dB | Hill i in., Noise Control Engineering Journal 2006 |
| Pięciowarstwowa osłona z siatki metalowej | Redukcja 18,2 dB | Zhao i in., ICSV 2018 |
| Kosz przeciwwietrzny plus futerko przy 100 Hz | 50 dB (deklaracja producenta) | Karta produktu Rycote 2014 |
| Korzyść z wtórnej osłony 610 mm wobec kuli z pianki 76 mm, poniżej około 160 Hz | 5 do 15 dB | Bonsma i in., Canadian Acoustics 2017 |
| Minimalne średnice osłony pierwotnej i wtórnej wg IEC 61400-11 | 90 mm i 500 mm | HETMAN D3.2, 2022 |
| Użytkownicy aparatów słuchowych niezadowoleni przy wietrze | 42% | MarkeTrak VIII, cytowane w Korhonen i in., JAAA 2017 |
| Pozycja mikrofonu za uchem przy 20 km/h, KEMAR | 94,84 dB(A) | Riedel i in., Scientific Reports 2025 |
| Różnice hałasu wiatru między konstrukcjami aparatów słuchowych | Do 20 dB | Köhler i Georganti (Sonova), DAGA 2017 |
| Drobna siatka nad wpuszczonym mikrofonem | O 8 dB mniej hałasu w warstwie przyściennej | van Dercreek i in. (TU Delft), AIAA Scitech 2019 |
| Największy zysk w rozpoznawaniu fonemów dzięki algorytmowi hałasu wiatru | 48,2% | Korhonen i in., JAAA 2017 |
| Zysk w rozpoznawaniu fonemów w osobnej ocenie | 17% do 35% | Lee, Hearing Review 2016 |
| PESQ przed i po redukcji hałasu wiatru opartej na dyfuzji | 1,70 wobec 3,07 | Lemercier i in. 2024 |
| Neuronowy reduktor hałasu wiatru o niskiej złożoności obliczeniowej | 249K parametrów, około 73 MHz | Eftekhari i in. (Fraunhofer), 2025 |
Metodologia i źródła
Wykonaliśmy 13 wyszukiwań w sieci i czytaliśmy dokumenty pierwotne bezpośrednio, korzystając z otwartych repozytoriów oraz baz OpenAlex i Europe PMC tam, gdzie strony wydawców były zablokowane. Dane producentów są oznaczone jako deklaracje producenta i stanowią mniejszość w każdej sekcji.
- Hosier i Donavan, National Bureau of Standards (obecnie NIST): Microphone Windscreen Performance, NBSIR 79-1599, 1979 (także źródło wzoru Bleazeya na objętość).
- Hill, Blotter, Leishman i Sommerfeldt (Brigham Young University): Development of a Weatherproof Windscreen for a Microphone Array, Noise Control Engineering Journal, 2006.
- Prace o osłonach przeciwwietrznych z University of Technology Sydney autorstwa Zhao, Cheng, Qiu, Burnett i Liu: mechanizm porowatych osłon przeciwwietrznych, JASA 2017; dekorelacja przestrzenna, JASA 2018; półkuliste osłony z siatki metalowej, ICSV 2018.
- Bonsma, Gara i McCabe (HGC Engineering): Insertion Loss and Wind-Induced Noise Results for Secondary Windscreens, Canadian Acoustics, 2017.
- Experimental Verification of Windshields in the Measurement of Low Frequency Noise from Wind Turbines, Energies, 2022.
- Wszołek i in.: HETMAN project deliverable D3.2, 2022, opisujący układ pomiarowy normy IEC 61400-11:2012.
- Zakis: Wind noise at microphones within and across hearing aids, JASA, 2011.
- Korhonen: Wind Noise Management in Hearing Aids, Seminars in Hearing, 2021 (przegląd cytujący Strasberg 1988, Dillon i in. 1999 oraz broszurę Widex z 2012 roku).
- Korhonen, Kuk, Seper, Mørkebjerg i Roikjer: Evaluation of a Wind Noise Attenuation Algorithm, Journal of the American Academy of Audiology, 2017 (także źródło danych MarkeTrak VIII, 42%).
- Lee: Efficiency of a Wind Noise Attenuation Algorithm, Hearing Review, 2016.
- Riedel, Becker, Näger, Czwielong i Schoder: Investigation of the physical driving mechanisms of wind noise in hearing devices by computational fluid dynamics, Scientific Reports, 2025.
- Köhler i Georganti (Sonova): Wind noise variability of different hearing aid designs and ear geometries, DAGA 2017.
- van Dercreek, Manjunath, Ragni i Snellen (TU Delft): Design and Evaluation of Microphone Cavity Geometries for Wind-Tunnel Acoustic Measurements, AIAA Scitech 2019.
- Autorzy z Qingdao University of Technology: Experimental Investigation of a Tubular Front Cavity for Wind Noise Suppression in MEMS Microphones of Mobile Devices, Micromachines, 14 marca 2026 roku.
- Lemercier, Thiemann, Koning i Gerkmann: Wind Noise Reduction with a Diffusion-based Stochastic Regeneration Model, ITG Conference on Speech Communication, 2024.
- Yuan, Han, Kumar i Raj (Carnegie Mellon University): DeWinder: Single-Channel Wind Noise Reduction using Ultrasound Sensing, 2024.
- Eftekhari, Chetupalli, Shetu, Habets i Thiergart: Low-Complexity Neural Wind Noise Reduction for Audio Recordings, 2025.
- Deklaracje producentów: strony produktów Neumann WS 81 i WS 87; Rycote, karta Modular Windshield Kit, 2014.
- Uwaga o danych: Duża część dowodów dotyczących osłon przeciwwietrznych jest stara (wzorcowy test z 1979 roku, badanie BYU z 2006 roku, badanie tunelowe aparatów słuchowych z 2011 roku) i jest oznaczona jako najnowsze dostępne dane; żadne nowsze otwarte badanie nie powtarza pełnego przeglądu prędkości na niezabezpieczonym mikrofonie. Nie znaleźliśmy recenzowanego pomiaru porównawczego futerka i pianki, więc jedynymi liczbami dotyczącymi futerka są tu deklaracje Rycote dla jednej częstotliwości (100 Hz), których nie można porównać z szerokopasmowymi danymi Neumanna przy 20 km/h. Progi nasycenia różnią się między źródłami: Zakis zmierzył nasycenie przy 12 m/s, natomiast Lee (Hearing Review 2016) przywołuje Dillona i in., według których wiatr 5 m/s może nasycić mikrofony przy 90 do 100 dB SPL; te dwie wartości pochodzą z różnych urządzeń i układów testowych, więc podajemy zmierzoną wartość z JASA. Przegląd w Seminars in Hearing podaje 49,6% rozpoznawania fonemów z algorytmem i korzyść 8,4 dB w SNR, podczas gdy streszczenie JAAA podaje największy zysk 48,2%; są to różne miary i cytujemy wartość z JAAA. Lee podaje także 58% zadowolenia przy wietrze z MarkeTrak, co jest zgodne z wartością 42% niezadowolonych. W Riedel i in. 2025 kilka wartości tłumienia w tekście nie zgadza się z Tabelą 1 w pracy; korzystaliśmy wyłącznie z Tabeli 1. Sama norma IEC 61400-11 jest płatna, więc wymiary jej osłon przeciwwietrznych pochodzą z opisu wydania z 2012 roku w dokumencie HETMAN; zmiana z 2018 roku może się różnić.
Ostatnia aktualizacja: 6 listopada 2026 roku. Aktualizujemy to zestawienie kwartalnie, a kolejne odświeżenie planujemy po opublikowaniu następnej edycji lub zmiany normy IEC 61400-11 oraz kolejnego badania satysfakcji użytkowników aparatów słuchowych MarkeTrak.