"Mikrofon visual" adalah teknik yang memungkinkan Anda untuk memulihkan audio dari perekaman video tanpa suara. Hari ini kami akan memberitahukan tidak hanya tentang itu, tetapi juga metode dan teknologi lain yang memungkinkan Anda untuk membaca dan memulihkan musik atau ucapan dari jarak jauh.
Foto m01229 CCPendahulu teknologi
Salah satu cara untuk merekam suara dari kejauhan
adalah melalui laser.
Mikrofon laser yang disebut digunakan untuk membaca getaran yang disebabkan oleh gelombang suara. Misalnya, Anda dapat "menangkap" suara dengan cara ini dari permukaan panel jendela jika orang berbicara di dalam ruangan atau musik diputar. Interferometer mendeteksi "gerakan" permukaan dengan mengubah panjang jalur optik dari sinar yang dipantulkan. Setelah itu, penyimpangan ini dikonversi menjadi sinyal suara menggunakan algoritma khusus.
Jaringan memiliki rekaman audio yang menunjukkan bahwa "mikrofon laser" memungkinkan Anda mengembalikan suara dengan kualitas yang cukup baik. Namun, pendekatan ini memiliki kelemahan terkait dengan kompleksitas pemasangan perangkat.
Anda juga dapat "merekam suara di kejauhan" menggunakan
radiasi gelombang mikro intensitas
rendah , yang digunakan dalam komunikasi. Teknologi serupa
digunakan di NASA untuk menangkap dan mengenali sinyal radio lemah di luar angkasa.
Antena tanduk mengarahkan gelombang mikro pada frekuensi 30-100 GHz melalui dinding bangunan. Jika orang berbicara di dalam ruangan atau memainkan musik, gelombang suara dapat dihitung oleh mikrovibrasi sebagai objek dan bahan ringan - dalam bentuk "ditangkap" mereka
memperoleh modulasi amplitudo. Informasi ini kemudian digunakan untuk merekonstruksi suara yang bekerja pada objek. Selain itu, objek ini bisa berupa pakaian apa saja, sehingga metode ini memungkinkan Anda untuk "mencegat" bahkan suara detak jantung.
Mikrofon Visual - Solusi dari Ilmuwan MIT
Ilmuwan MIT telah
mengusulkan cara lain untuk membaca suara dari kejauhan. Mereka membuktikan bahwa adalah mungkin untuk mengembalikan suara berdasarkan video. Untuk melakukan ini, Anda perlu merekam video objek menggunakan kamera untuk pemotretan kecepatan tinggi dan menganalisis getaran mikroskopis yang disebabkan oleh perambatan gelombang suara.
Berdasarkan video,
piramida dikendalikan gambar dibangun, yang
merupakan seperangkat filter yang "memecah" setiap frame video menjadi subo kompleks yang sesuai dengan titik yang berbeda pada objek yang diteliti.
Para ilmuwan telah mengembangkan algoritma khusus (dan
meletakkannya di domain publik), yang menghitung intensitas getaran suara di setiap titik yang dipilih. Sinyal lokal dirata-ratakan, dan satu sinyal umum dibentuk atas dasar mereka, yang menentukan bagaimana gelombang suara bekerja pada suatu objek. Sinyal ini melewati filter high-pass Butterworth dengan ambang batas cutoff 20-100 Hz. Maka menjadi mungkin untuk mengembalikan rekaman audio.
Menurut ketua studi Abe Davis, mikrofon visual memungkinkan Anda untuk menerima rekaman audio dengan kualitas yang kurang baik dibandingkan dengan metode aktif (misalnya, menggunakan laser), tetapi memiliki kelebihannya sendiri. Sistem mereka tidak memerlukan peralatan tambahan atau detektor apa pun - Anda hanya perlu kamera video berkecepatan tinggi. Pada saat yang sama, permukaan dari mana suara akan "dibacakan" tidak harus dicerminkan atau halus, seperti
mikrofon laser sering membutuhkan.
Tim Abe mencoba membaca suara dari kantong kertas, bungkus keripik dan aluminium foil. Mereka ringan, karena getaran suara pada mereka yang paling terlihat, dan sinyal yang dihasilkan kurang berisik. Di antara benda uji ada juga tanaman rumah dan batu bata, yang, menurut para ilmuwan, "menunjukkan" dirinya lebih baik dari yang mereka harapkan.
Tim membuat video di mana mereka menunjukkan bagaimana benda-benda tertentu "terdengar":
Para ilmuwan mencatat bahwa mereka berencana untuk terus bekerja ke arah ini dan mengeksplorasi kemungkinan memutar audio dari rekaman video apa pun, dan tidak hanya disiapkan khusus menggunakan kamera berkecepatan tinggi.
Pengembangan teknologi
Ilmuwan lain sedang mencoba untuk meningkatkan teknologi yang diusulkan oleh kelompok dari MIT. Sebagai contoh, tahun lalu, para peneliti Iran
memperkenalkan algoritma yang mempercepat ekstraksi suara dari "video kecepatan tinggi" dan meningkatkan kualitasnya.
Suara mempengaruhi area objek yang berbeda dengan cara yang berbeda. Intensitas getaran tergantung pada bahan dari mana barang itu dibuat, bentuknya, frekuensi bunyi benturan dan jarak ke sumber. Misalnya, saat merekam video pada frekuensi 20 kHz, gelombang suara berjalan sekitar 17 mm antara dua frame. Oleh karena itu, objek yang lebih jauh dari sumber suara bereaksi dengan penundaan.
Semua faktor ini menyebabkan area objek yang berbeda bergetar dengan kekuatan yang berbeda. Oleh karena itu, para ilmuwan ketika menganalisis gambar kamera hanya memperhitungkan zona-zona yang memberikan kontribusi terbesar terhadap pembentukan sinyal yang dihasilkan - blok yang paling tidak "berisik". Dalam hal ini, frekuensi yang membentuknya memiliki pergeseran fasa yang berbeda untuk menghilangkan gangguan yang dilemahkan.
Peneliti Iran mencatat bahwa berkat ini, mereka dapat meningkatkan kualitas suara yang direproduksi, serta mempercepat pemrosesan gambar, dibandingkan dengan algoritma MIT asli. Mereka mengatakan sistem mereka mampu memproses gambar dan mengembalikan suara secara real time.
Potensi mikrofon visual
Secara umum, teknologi ini masih eksperimental dan tidak ada pembicaraan komersialisasi penuh. Tapi dia sudah meramalkan potensi penggunaan di bidang hukum dan ketertiban - polisi akan bisa mendapatkan lebih banyak informasi dari kamera CCTV.
Ada pilihan lain: sistem seperti itu akan memungkinkan Anda untuk menganalisis bagaimana suara berperilaku di studio rekaman dan ruang konser untuk menentukan sifat akustiknya. Aplikasi lain adalah menggunakan sistem dalam industri luar angkasa untuk mempelajari suara di luar angkasa. Omong-omong, penduduk Hacker News telah
menyarankan bahwa di masa depan, "mikrofon visual" akan sekali dan untuk semua memecahkan misteri pendaratan di bulan.
Lebih menarik tentang suara - di "Dunia Hi-Fi" kami:
Materi baru kami di GT: