चिप्स के पैकेट से ध्वनि कैसे पढ़ें, या "दृश्य माइक्रोफोन" क्या है

"विज़ुअल माइक्रोफोन" एक तकनीक है जो आपको मौन वीडियो रिकॉर्डिंग से ऑडियो को पुनर्स्थापित करने की अनुमति देती है। आज हम इसके बारे में ही नहीं, बल्कि अन्य तरीकों और तकनीकों के बारे में भी बताएंगे जो आपको दूरस्थ रूप से संगीत या भाषण को पढ़ने और पुनर्स्थापित करने की अनुमति देती हैं।


फोटो m01229 सीसी

प्रौद्योगिकी पूर्ववर्तियों

दूर से ध्वनि रिकॉर्ड करने का एक तरीका लेज़रों के माध्यम से है। तथाकथित लेजर माइक्रोफोन का उपयोग ध्वनि तरंगों के कारण होने वाले कंपन को पढ़ने के लिए किया जाता है। उदाहरण के लिए, आप विंडो पेन की सतह से इस तरह से "कैप्चर" ध्वनि कर सकते हैं यदि लोग कमरे में बात कर रहे हैं या संगीत बज रहा है। इंटरफेरोमीटर परावर्तित बीम की ऑप्टिकल पथ लंबाई को बदलकर सतह के "आंदोलन" का पता लगाता है। उसके बाद, इन विचलन को विशेष एल्गोरिदम का उपयोग करके एक ध्वनि संकेत में परिवर्तित किया जाता है।

नेटवर्क में ऑडियो रिकॉर्डिंग हैं जो दिखाती हैं कि "लेजर माइक्रोफोन" आपको बहुत अच्छी गुणवत्ता के साथ ध्वनि बहाल करने की अनुमति देते हैं। हालांकि, इस दृष्टिकोण में इसकी खामी डिवाइस की स्थापना की जटिलता से जुड़ी है।

आप कम तीव्रता वाले माइक्रोवेव विकिरण का उपयोग करके "दूरी पर रिकॉर्ड ध्वनि" भी कर सकते हैं, जिसका उपयोग संचार में किया जाता है। अंतरिक्ष में कमजोर रेडियो संकेतों को पकड़ने और पहचानने के लिए नासा में इसी तरह की तकनीकों का उपयोग किया गया था।

एक सींग एंटीना इमारत की दीवार के माध्यम से 30-100 गीगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर माइक्रोवेव को निर्देशित करता है। यदि लोग घर के अंदर या संगीत नाटकों को बोलते हैं, तो ध्वनि तरंगों को प्रकाश वस्तुओं और सामग्रियों के रूप में माइक्रोविब्रेशन द्वारा गिना जा सकता है - "कैप्चर" रूप में वे आयाम मॉड्यूलेशन प्राप्त करते हैं। यह जानकारी तब ऑब्जेक्ट पर ध्वनि अभिनय को फिर से संगठित करने के लिए उपयोग की जाती है। इसके अलावा, यह ऑब्जेक्ट किसी भी कपड़े हो सकता है, इसलिए यह विधि आपको दिल की धड़कन की आवाज़ को "अवरोधन" करने की अनुमति देती है।

दृश्य माइक्रोफोन - एमआईटी वैज्ञानिकों से एक समाधान

MIT के वैज्ञानिकों ने दूर से ध्वनि पढ़ने का एक और तरीका प्रस्तावित किया है । उन्होंने साबित किया कि वीडियो के आधार पर ध्वनि को बहाल करना संभव है। ऐसा करने के लिए, आपको उच्च गति की शूटिंग के लिए कैमरे का उपयोग करके वस्तु का वीडियो रिकॉर्ड करना होगा और ध्वनि तरंगों के प्रसार के कारण होने वाले सूक्ष्म कंपन का विश्लेषण करना होगा।

वीडियो के आधार पर, छवियों का एक नियंत्रित पिरामिड का निर्माण किया जाता है , जो कि फिल्टर का एक सेट है जो वीडियो के प्रत्येक फ्रेम को अध्ययन के तहत ऑब्जेक्ट पर अलग-अलग बिंदुओं के अनुरूप जटिल सबबंड में "ब्रेक" करता है।

वैज्ञानिकों ने एक विशेष एल्गोरिथ्म विकसित किया है (और इसे सार्वजनिक डोमेन में डाल दिया है), जो प्रत्येक चयनित बिंदु पर ध्वनि कंपन की तीव्रता की गणना करता है। स्थानीय सिग्नल औसत हैं, और उनके आधार पर एक सामान्य सिग्नल बनता है, जो निर्धारित करता है कि ध्वनि तरंगें किसी वस्तु पर कैसे कार्य करती हैं। यह सिग्नल बटरवर्थ हाई-पास फिल्टर से होकर गुजरता है, जिसमें 20100 हर्ट्ज का कटऑफ होता है। फिर ऑडियो रिकॉर्डिंग को पुनर्स्थापित करना संभव हो जाता है।

अध्ययन के नेता अबे डेविस के अनुसार, एक दृश्य माइक्रोफोन आपको सक्रिय विधियों (उदाहरण के लिए, लेज़रों का उपयोग करके) की तुलना में कम अच्छी गुणवत्ता की ऑडियो रिकॉर्डिंग प्राप्त करने की अनुमति देता है, लेकिन इसके अपने फायदे हैं। उनके सिस्टम को अतिरिक्त उपकरण या किसी भी डिटेक्टर की आवश्यकता नहीं है - आपको केवल उच्च गति वाले वीडियो कैमरा की आवश्यकता है। उसी समय, जिस सतह से ध्वनि "बाहर पढ़ी जाएगी" को मिरर या चिकनी नहीं होना चाहिए, जैसा कि लेजर माइक्रोफोन की आवश्यकता होती है।

अबे की टीम ने एक पेपर बैग, चिप्स और एल्यूमीनियम पन्नी के पैक से ध्वनि को पढ़ने की कोशिश की। वे प्रकाश हैं, क्योंकि उन पर ध्वनि कंपन सबसे अधिक ध्यान देने योग्य थे, और परिणामस्वरूप संकेत कम शोर है। परीक्षण वस्तुओं में एक घर का पौधा और एक ईंट भी था, जो वैज्ञानिकों के अनुसार, "दिखाया गया" खुद को उनकी अपेक्षा से बेहतर था।

टीम ने एक वीडियो बनाया जिसमें उन्होंने दिखाया कि कुछ वस्तुएं "ध्वनि" कैसे होती हैं:


वैज्ञानिकों ने ध्यान दिया कि वे इस दिशा में काम करना जारी रखने की योजना बनाते हैं और किसी भी वीडियो रिकॉर्डिंग से ऑडियो चलाने की संभावना का पता लगाते हैं, न कि केवल विशेष रूप से उच्च गति वाले कैमरे का उपयोग करके तैयार किया जाता है।

प्रौद्योगिकी विकास

अन्य वैज्ञानिक एमआईटी से समूह द्वारा प्रस्तावित प्रौद्योगिकी में सुधार करने की कोशिश कर रहे हैं। उदाहरण के लिए, पिछले साल, ईरानी शोधकर्ताओं ने एक एल्गोरिथ्म पेश किया जो "उच्च गति वाले वीडियो" से ध्वनि की निकासी को तेज करता है और इसकी गुणवत्ता में सुधार करता है।

ध्वनि किसी वस्तु के विभिन्न क्षेत्रों को विभिन्न तरीकों से प्रभावित करती है। कंपन की तीव्रता उस सामग्री पर निर्भर करती है जिससे आइटम बनाया जाता है, इसका आकार, प्रभाव ध्वनि की आवृत्ति और स्रोत से दूरी। उदाहरण के लिए, 20 kHz की आवृत्ति पर वीडियो शूट करते समय, ध्वनि तरंगें दो फ़्रेमों के बीच लगभग 17 मिमी की यात्रा करती हैं। इसलिए, ध्वनि स्रोत से दूर की वस्तुएं देरी से प्रतिक्रिया करती हैं।

ये सभी कारक वस्तु के विभिन्न क्षेत्रों को विभिन्न शक्तियों के साथ कंपन करने का कारण बनते हैं। इसलिए, जब कैमरा छवियों का विश्लेषण करने वाले वैज्ञानिक केवल उन क्षेत्रों को ध्यान में रखते हैं जो परिणामस्वरूप सिग्नल के गठन में सबसे बड़ा योगदान देते हैं - कम से कम "शोर" ब्लॉक। इस मामले में, उन्हें बनाने वाले आवृत्तियों में अलग-अलग चरण शिफ्ट होते हैं ताकि अटैचमेंट हस्तक्षेप को समाप्त किया जा सके।

ईरानी शोधकर्ताओं ने ध्यान दिया कि इसके लिए, वे मूल एमआईटी एल्गोरिथ्म की तुलना में, पुन: उत्पन्न ध्वनि की गुणवत्ता में सुधार करने में सक्षम थे, साथ ही छवि प्रसंस्करण में तेजी लाते थे। वे कहते हैं कि उनकी प्रणाली छवि को संसाधित करने और वास्तविक समय में ध्वनि बहाल करने में सक्षम है।

दृश्य माइक्रोफोन की क्षमता

सामान्य तौर पर, प्रौद्योगिकी अभी भी प्रयोगात्मक है और पूर्ण व्यावसायीकरण की कोई बात नहीं है। लेकिन वह पहले से ही कानून और व्यवस्था के क्षेत्र में एक संभावित उपयोग की भविष्यवाणी कर रही है - पुलिस सीसीटीवी कैमरों से अधिक जानकारी प्राप्त करने में सक्षम होगी।

अन्य विकल्प हैं: ऐसी प्रणालियां आपको यह विश्लेषण करने की अनुमति देंगी कि ध्वनि रिकॉर्डिंग स्टूडियो और कॉन्सर्ट हॉल में उनके ध्वनिक गुणों को निर्धारित करने के लिए कैसे व्यवहार करती है। एक अन्य अनुप्रयोग अंतरिक्ष में ध्वनियों का अध्ययन करने के लिए अंतरिक्ष उद्योग में प्रणाली का उपयोग करना है। वैसे, हैकर समाचार के निवासियों ने पहले ही सुझाव दिया है कि भविष्य में, "दृश्य माइक्रोफोन" एक बार और सभी के लिए चंद्रमा के लैंडिंग के रहस्य को हल करेंगे।

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