耳機對於如今的普羅大眾來說，已經成為了生活中的必需品，耳機作為一個私密音樂享受的小音響設備，成為了許多音樂用戶的Hi-Fi玩家熱議的產品。然而，耳機在發明之初，其實是一種生產力工具，它被廣泛用于軍事、錄音、監聽等工作上面，它的最大功能就可以讓聆聽聲音的人，在聽音上與外界隔絕，而這個與外界聲音隔絕的功能，我們大可以稱它為降噪。
何為降噪（Noise Cancellation）？
降噪是一個很大的聲學課題，無論是大場館、小房間還是耳機，都存在着降噪的指標問題，那麼這些噪聲是什麼東西呢？又如何進行處理呢？我們可以把噪聲想像為我們不需要聽到的聲音，這些聲音有可能是外部的，也有可能是內部的，例如我們在房間中聽音樂，除了房間內部的反射噪聲以外，還有房間外的其它生活噪聲，所以我們就要進行隔音或者吸音和擴散等處理，進行房間的降噪。而在耳機上面，我們所碰到的噪聲大部分，都是來自外界的聲音，例如身邊的人的談話聲，地鐵中的運行聲，大街上嘈雜的聲音等等，耳機產品在使用的時候，可能很大程度地過濾掉這些聲音，讓我們更加集中地享受到耳機里發出的聲音。
但是聲音具有很強的穿透性，一般的耳機產品無論如何嚴密，都可能被聲音穿透，其次是我們的身體也能傳導聲音，通過身體所接受到的聲音例如低頻等等，都會傳導我們的耳朵之中。關於耳機的降噪的方式方法有很多，但是歸納來說，我們可以把這些方式方法分為「被動式降噪」和「主動式降噪」兩種。
傳統的被動式降噪技術
耳機的外形設計，本來就有一個降噪的功能，無論是入耳式耳機還是頭戴式耳機，它們都是針對我們的耳朵結構來設計的，它可以很好地包裹着我們的耳朵肌肉，入耳式耳機則是在耳道內形成聲音隔絕。通過不同的材料、貼合角度和佩戴方式，我們可以利用耳機對外界聲音進行很好的隔絕，雖然不能做到100%的聲音阻隔，但是通過佩戴耳機，我們可以對某些聲音頻段實現99%的隔絕，只剩下一部分具有穿透力的聲音通過，如外界的聲音音量太大，耳機也只能起到減低音量的目的。
很多較為便宜的耳機，或者通過「堆料」實現高品質聲音的耳機，都會選用被動式降噪技術，而這類產品的原理自然不必多說，通過增加海綿、橡膠等密閉材質儘可能地將耳道和外界隔絕開來，從而起到降低噪聲目的。但值得注意的是，這種降噪方法能夠有效隔絕外界的高頻噪音，但低頻噪音的阻隔效果卻並不明顯。
對於經常外出旅行的朋友來說，常常要忍受火車、飛機帶來的巨大噪音，以致不能很好的休息。而一般的耳機在嘈雜的環境下基本喪失了原來用來享受音樂的作用，在這個時候幾百元的耳機或許跟幾塊錢的地攤貨帶來的效果是差不多的，面對這些巨大噪聲，有時候簡單的降噪是解決不了的。
完全為降噪而生的耳機
與被動式降噪所不一樣的是，主動式降噪技術的出現，讓耳機的「功能」再度加強，這類耳機通過添加主動降噪的零件，讓外界的噪聲得以消除。最為人熟悉的處理方式，就是主動式降噪耳機在阻隔外界噪音的同時，自己卻發出另外一種噪聲，兩種噪聲相互中和，達到了降噪的目的。
主動降噪耳機為有源式消聲，其一般會在耳機線上加入一塊電池或者信號源供電，並結合降噪電路。通過電池的驅動，降噪電路使用內置的麥克風拾取環境中的低頻噪音，在運算後設法發出與噪聲相位相反、振幅相同的聲波。正、反兩種聲波恰好相互抵消，低頻噪聲便神奇的消失了。只要簡單地在搜索引擎查一下，就能找到有很多網站解釋這些主動降噪耳機的工作原理。
不過，如果你不介意多看一些物理術語的話，維基百科解釋得更好一點。聲音是一種壓力波，是由壓縮部分和稀疏部分構成。減噪揚聲器會發射出與原聲波振幅相同，相位相反的聲波。這兩種波會發生干涉，疊加合成新的聲波，相互消除。這就是相位抵消。
現代主動控噪是通過模擬電路或數字信號處理來實現的。合適的算法能夠分析出背景中聽得見的和聽不見的噪音，然後再通過一種特定的算法產生信號，與原信號相位偏移或相反。這種相位反向的聲波放大到與原信號振幅成比例後相疊加，產生相消干涉。這樣就有效地減小了背景噪音。
降噪在其它領域中的應用
降噪揚聲器可以與噪聲源放在一起，減輕噪音。這種情況下，它的音頻功率必須與噪聲源相同。或者，發射減噪信號的傳感器也可以安放在不希望出現噪聲的位置。這就需要一種低功率的消音裝置，但它能有效地為單一用戶減輕噪聲。減噪在其它位置上消除並不容易，因為三維的噪聲波前會與減噪信號發生干涉，噪聲會在某些地方減輕，而在其它地方增強。在狹小的封閉的環境里（比如卧車上的小包廂），整體噪聲可以利用多個揚聲器、反饋式麥克風以及密閉空間中的動態響應測量，達到消除的效果。這個原理適用於一般的揚聲器，也使用於耳機產品。
因此較好的降噪設計，就是聲音播放設備配置一個麥克風，用來捕獲周圍的聲音，在分析之後進行相應的處理。例如蘋果的iPhone手機就有一個通話降噪功能，可以通過機身上的麥克風捕獲周圍的環境聲音，通過處理後，讓通話的對方聽不到你所在的環境位置和噪聲，這個聲學處理手法，同樣適用於耳機產品。其它的降噪技術還出現在小轎車、飛機等交通工具上，研究的課題和實驗相當多，我們在這裡就不展開敘述了。
對付無處不在的低頻噪音
「早晚有一天，為了生存，人類將不得不與噪聲進行鬥爭，就像對付霍亂和瘟疫那樣。」 諾貝爾生理學獎獲得者羅伯特﹒科赫上世紀做出的這一預言，現在已經悄悄變成現實。在人類防治噪音污染的實踐中，首先採用的是被動降噪(也稱物理降噪)。物理降噪的技術特點是利用材料的各種特性，對噪聲源採取隔離、減震、阻尼等方式減弱噪聲。優點是可選材料眾多，造價相對便宜，對高頻噪音效果顯着；缺點是建築體積巨大，大量佔用有效空間，對低頻噪音的處理效果不佳。目前最主要應用於噪聲源的處理，比如高架橋、鐵路沿線、鍋爐房、空調房、發動機等的噪音隔離。應用於個人防護效果一般。
為了彌補物理降噪的缺陷，上世紀三十年代德國科學家根據聲音作為一種波的特性，提出了主動降噪原理。原理認為可以通過發射反向聲波來對沖原聲波並使之減弱甚至消失的方式來消除噪音。此技術的特點是體積非常小巧，基本不佔用有效空間，降噪效率非常高，特別是對於環境噪音中大量的、無處不在的低頻噪音（風聲、噪雜喧鬧聲、飛機行駛噪音）效果特別好。原理雖然簡單，可是設計卻非常複雜，實現起來非常困難。在原理提出後相當長的時間內，沒有科學家能夠設計出實現方案。
Bose與主動降噪的故事
直到上世紀80年代末，才有BOSE的科學家第一次實踐了主動降噪技術。相對於物理降噪，主動降噪技術擁有無可比擬的優越性，但是由於高昂的成本，並不能為大眾所接受，一直以來主要應用於航空，軍事等特殊領域；本世紀初才開始應用於耳端隔離噪音和聽音樂的民用耳機產品。不過由於第一代主動降噪技術應用於民用產品存在兩大局限性：一是降噪幅度和寬度都有限，最大幅度只能達到約22dB，降噪寬度只能達到1000Hz，對於生活噪音中超過1000Hz以上的噪音沒有效果；二是降噪與音質是對矛盾，有降噪就不能有好的音質；再加上昂貴的價格，普通用戶較難接受。
80年代末至今，全球不少科學家仍在研究主動降噪技術，期望進一步提高降噪能力，降低成本，提升音質，可是至今沒有任何突破性進展。甚至連BOSE的第一代技術都還沒有超越。噪音處理這個世界難題，一直期待着科學家更進一步的研究。降噪耳機給我帶來的好處：一、有效降低周圍噪音，使音樂更清晰；避免在噪音中增加音量傷害聽力。二、隔離噪音，避免噪音帶來聽力傷害（乘坐飛機地鐵時、喧鬧的街道）。
各種降噪耳機的差距能有多大？
雖然大家都打着降噪耳機的名號，但是實際上關於降噪的能力不同品牌還是存在着差距，而且這個差距可以很大。目前公認消費級降噪耳機最好的是Bose的產品，其次是一些具有深厚聲學研發能力的品牌例如鐵三角等，最後的則是一些直接購買降噪方案使用的產品。無論耳機和入耳式耳機，BOSE的降噪能力和其它幾個品牌的差距可以說是都高到不知哪裡去了，但最好的降噪性能未必意味着最適合你。如果你常帶着降噪耳機乘搭公共交通上下班，那麼BOSE的部分耳機反而會有點麻煩——在開關門以及顛簸的時候，耳機很容易發出爆音，這一點在BOSE的QC20i以及索尼的MDR-1RNC的評測中都有出現過。
降噪耳機，頭戴和入耳式耳機選誰好？
目前頭戴的降噪耳機種類更多，可以有試聽的也更多。而就筆者使用的情況來看，總結了幾個選擇條件：如果你需要經常搭乘長距離航班的話，那麼高端的入耳式耳機型的降噪耳機例如BOSE的QC20，則是你的不二之選。因為戴着頭戴式耳機在狹窄的飛機倉位上睡覺，時間非常痛苦的試聽，而入耳式耳機式則會好很多，但是入耳式耳機並不太適用於日常通勤使用，因為大多數入耳式耳機線上會帶有一個碩大的電池盒，非常影響使用體驗。而如果你是短途的旅行較多的話，那麼頭戴式其實也不差。如果你還是嫌有根線連着太煩的話，目前市面上也已經有一些藍牙無線耳機是帶有降噪功能了，例如飛利浦的9850NC、汪峰的FIIL Wireless以及創新的Aurova Live！等等，這種產品也可以說是填補了目前競爭對手BOSE的產品線空缺。
總結：
有得必有失，過分的降噪效果，可能會讓使用者聽不到危險的警告從而帶來危險。所以大家在街上行走時，請不要使用降噪耳機，以保證自己的道路行走安全。由於主動降噪都需要電池供電，電池的壽命也影響着主動降噪的續航，長期打開也對聲音品質有影響，因為降噪技術能抵消的噪聲有限，僅限於某些低頻段的穩態噪聲。如地鐵、公交車等這些場景，但當你進入一個相對安靜的環境中，還在使用降噪功能，那麼聲音的品質的高保真程度必定會下降。
早在上世紀三十年代德國科學家根據聲音作為一種波的特性，提出了主動降噪原理