"الميكروفون المرئي" هو تقنية تتيح لك استعادة الصوت من تسجيل فيديو صامت. اليوم سنخبر ليس فقط عن ذلك ، ولكن أيضًا عن الأساليب والتقنيات الأخرى التي تسمح لك بقراءة واستعادة الموسيقى أو الكلام عن بعد.
الصورة m01229 CCأسلاف التكنولوجيا
طريقة واحدة لتسجيل الصوت من مسافة ما
هي من خلال الليزر. تُستخدم
ميكروفونات الليزر المزعومة لقراءة الاهتزازات التي تسببها الموجات الصوتية. على سبيل المثال ، يمكنك "التقاط" الصوت بهذه الطريقة من سطح جزء النافذة إذا كان الأشخاص يتحدثون في الغرفة أو يتم تشغيل الموسيقى. يكتشف مقياس التداخل "حركة" السطح عن طريق تغيير طول المسار البصري للحزمة المنعكسة. بعد ذلك ، يتم تحويل هذه الانحرافات إلى إشارة صوتية باستخدام خوارزميات خاصة.
تحتوي الشبكة على تسجيلات صوتية تظهر أن "ميكروفونات الليزر" تتيح لك استعادة الصوت بجودة جيدة. ومع ذلك ، فإن هذا النهج له عيبه المرتبط بتعقيد تثبيت الجهاز.
يمكنك أيضًا "تسجيل الصوت عن بُعد" باستخدام
إشعاع الميكروويف منخفض الكثافة ، والذي يُستخدم في الاتصالات.
تم استخدام تقنيات مماثلة في وكالة ناسا لالتقاط والتعرف على الإشارات اللاسلكية الضعيفة في الفضاء.
يقوم هوائي بوق بتوجيه الموجات الدقيقة بتردد 30-100 جيجا هرتز من خلال جدار المبنى. إذا كان الناس يتحدثون في الداخل أو تشغيل الموسيقى ، فيمكن حساب الموجات الصوتية بواسطة الميكروفايبر كأشياء خفيفة ومواد - في شكل "يتم التقاطه"
يكتسبون تعديل السعة. ثم يتم استخدام هذه المعلومات لإعادة بناء الصوت المؤثر على الكائن. علاوة على ذلك ، يمكن أن يكون هذا الشيء أي ملابس ، لذلك تتيح لك هذه الطريقة "اعتراض" حتى صوت ضربات القلب.
الميكروفون المرئي - حل من علماء MIT
اقترح علماء معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا طريقة أخرى لقراءة الصوت من مسافة بعيدة. لقد أثبتوا أنه من الممكن استعادة الصوت بناءً على الفيديو. للقيام بذلك ، تحتاج إلى تسجيل فيديو للكائن باستخدام كاميرا للتصوير عالي السرعة وتحليل الاهتزازات الميكروسكوبية الناتجة عن انتشار الموجات الصوتية.
بناءً على الفيديو ، يتم إنشاء
هرم من الصور يمكن التحكم فيه ، وهو
عبارة عن مجموعة من المرشحات التي "تقسم" كل إطار من الفيديو إلى نطاقات فرعية معقدة تتوافق مع نقاط مختلفة على الكائن قيد الدراسة.
طور العلماء خوارزمية خاصة (
ووضعها في المجال العام) ، والتي تحسب شدة الاهتزازات الصوتية في كل نقطة مختارة. يتم حساب متوسط الإشارات المحلية ، ويتم تشكيل إشارة واحدة مشتركة على أساسها ، والتي تحدد كيفية عمل الموجات الصوتية على كائن. تمر هذه الإشارة من خلال مرشح تمرير عالي بتروورث مع عتبة قطع من 20-100 هرتز. ثم يصبح من الممكن استعادة التسجيل الصوتي.
وفقًا لقائد الدراسة آبي ديفيس ، يسمح لك الميكروفون المرئي بتلقي تسجيلات صوتية بجودة أقل مقارنة بالطرق النشطة (على سبيل المثال ، استخدام أشعة الليزر) ، ولكن لها مزاياها الخاصة. لا يتطلب نظامهم معدات إضافية أو أي أجهزة كشف - ما عليك سوى كاميرا فيديو عالية السرعة. في الوقت نفسه ، لا يجب أن يكون السطح الذي سيتم "قراءة" الصوت منه معكوسًا أو سلسًا ، كما تتطلب
ميكروفونات الليزر غالبًا.
حاول فريق آبي قراءة الصوت من كيس ورقي وعبوات رقائق ورقائق ألمنيوم. إنها خفيفة ، لأن الاهتزازات الصوتية عليها كانت ملحوظة للغاية ، والإشارة الناتجة أقل ضوضاء. من بين الأشياء التي تم اختبارها ، كان هناك أيضًا نبات منزلي وطابوق ، وفقًا للعلماء ، "أظهروا" أنفسهم أفضل مما توقعوا.
قام الفريق بعمل مقطع فيديو أظهر فيه كيف "تبدو" بعض الأشياء:
يلاحظ العلماء أنهم يخططون لمواصلة العمل في هذا الاتجاه واستكشاف إمكانية تشغيل الصوت من أي تسجيلات فيديو ، وليس فقط معدة خصيصًا باستخدام كاميرا عالية السرعة.
تطوير التكنولوجيا
يحاول علماء آخرون تحسين التكنولوجيا التي اقترحتها المجموعة من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. على سبيل المثال ،
قدم الباحثون الإيرانيون في العام الماضي خوارزمية تسرع عملية استخراج الصوت من "الفيديو عالي السرعة" وتحسن من جودته.
يؤثر الصوت على مناطق مختلفة من الجسم بطرق مختلفة. تعتمد شدة الاهتزاز على المادة التي يصنع منها العنصر ، وشكله ، وتواتر صوت الارتطام والمسافة إلى المصدر. على سبيل المثال ، عند تصوير فيديو بتردد 20 كيلوهرتز ، تنتقل الموجات الصوتية حوالي 17 مم بين إطارين. لذلك ، تتفاعل الأجسام البعيدة عن مصدر الصوت مع التأخير.
كل هذه العوامل تتسبب في اهتزاز مناطق مختلفة من الجسم بقوة مختلفة. لذلك ، يأخذ العلماء عند تحليل صور الكاميرا في الاعتبار فقط تلك المناطق التي تقدم أكبر مساهمة في تكوين الإشارة الناتجة - أقل الكتل "صاخبة". في هذه الحالة ، فإن الترددات التي تشكلها لها تغيرات طورية مختلفة من أجل القضاء على التداخل المخفف.
لاحظ الباحثون الإيرانيون أنه بفضل ذلك ، تمكنوا من تحسين جودة الصوت المعاد إنتاجه ، وكذلك تسريع معالجة الصور ، مقارنة بخوارزمية MIT الأصلية. يقولون أن نظامهم قادر على معالجة الصورة واستعادة الصوت في الوقت الحقيقي.
إمكانات الميكروفونات البصرية
بشكل عام ، لا تزال التكنولوجيا تجريبية ولا يوجد حديث عن تسويق كامل. لكنها تتنبأ بالفعل باستخدام محتمل في مجال القانون والنظام - ستتمكن الشرطة من الحصول على مزيد من المعلومات من كاميرات الدوائر التلفزيونية المغلقة.
هناك خيارات أخرى: ستسمح لك هذه الأنظمة بتحليل كيفية تصرف الصوت في استوديوهات التسجيل وقاعات الحفلات الموسيقية لتحديد خصائصها الصوتية. تطبيق آخر هو استخدام النظام في صناعة الفضاء لدراسة الأصوات في الفضاء. بالمناسبة ،
اقترح سكان Hacker News بالفعل أن "الميكروفونات المرئية" ستحل في المستقبل إلى الأبد لغز الهبوط على القمر.
المزيد من الاهتمام بالصوت - في عالم Hi-Fi الخاص بنا:
موادنا الجديدة على GT: