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我国科学家研发视觉麦克风:可“看”到贝多芬《致爱丽丝》声音片段
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北京理工大学团队研发出一种新型视觉麦克风,它不依赖空气振动,而是通过捕捉声波引起的物体表面微小振动来还原声音。该技术利用单像素成像,无需昂贵光学设备,即可在树叶、纸张等日常物体上实现声音检测。这项创新简化了光捕捉声音的成本,并在传统麦克风失效的场景下开辟了新的可能性,有望在环境监测、安全和工业诊断等领域带来变革。

💡 新型视觉麦克风以光捕捉声音:该技术由北京理工大学姚旭日团队研发,颠覆了传统麦克风依赖空气振动的原理,转而通过捕捉声波引发的物体表面微小振动来还原声音信号,为声音记录和监测提供了全新视角。

💰 成本优化与适用性提升:研究团队采用单像素成像技术,无需昂贵的光学组件,显著降低了使用光捕捉声音的成本。这项技术在传统麦克风无法工作的特殊场合,如嘈杂环境或需要非接触式拾音的场景,展现出独特的优势和应用潜力。

🌳 日常物体亦可传声:该视觉麦克风能够利用树叶和纸张等日常材料的表面振动来恢复声音,显示了其广泛的应用基础。通过高速空间光调制器对反射光进行编码,再由单像素检测器捕获和解码,实现了对微小振动的精确测量和声音的清晰还原。

🎶 性能验证与未来展望:研究人员已成功使用纸张和树叶作为振动目标,测试了重建中文、英文数字发音及《致爱丽丝》片段的能力,其中纸张的还原效果更佳。目前技术处于实验室阶段,未来计划扩展至脉搏和心率检测等振动测量应用,并致力于提高灵敏度、准确性及有效范围。

IT之家 8 月 6 日消息,美国光学学会(Optica)官网于 7 月 31 日发布博文,报道称来自北京理工大学的科研团队,成功研发出新型视觉麦克风,并非像传统麦克风那样探测空气振动,而是通过捕捉由声波引起的物体表面微小振动,并将其转化为可听信号。

IT之家援引博文介绍,该项目由北京理工大学姚旭日领导,他表示这种方法简化并降低了使用光捕捉声音的成本,同时在传统麦克风无效的场合下,让声音传输成为可能,相关成果已发表在《光学快讯》(Optics Express)期刊中。

根据论文内容,该团队探索发明了一种新方法,无需使用昂贵组件的光学装置,首次将单像素成像应用于声音检测,可以利用树叶和纸张等日常物体的表面振动来恢复声音。

这项新技术可能改变我们记录和监测声音的方式,为环境监测、安全和工业诊断等领域带来新机遇。研究人员利用单像素成像技术,通过高速空间光调制器对振动表面的反射光进行编码,从而实现声音检测。声波引起的运动导致光强度发生微小变化,这些变化被单像素检测器捕获并解码为可听声音。他们使用傅里叶定位方法跟踪物体振动,实现了高效和精确的微小变化测量。

为了展示这种新型视觉麦克风,研究人员测试了其重建中文和英文数字发音以及贝多芬《致爱丽丝》片段的能力,团队使用纸张和树叶作为振动目标,将其放置在播放音频的扬声器前 0.5 米处。系统能够成功重建清晰可辨的音频,其中纸张的效果优于树叶。

目前,这项技术仍处于实验室阶段,适用于传统麦克风无法工作的特殊场合。研究人员计划将系统扩展到其他振动测量应用,包括脉搏和心率检测,同时也在提高系统的灵敏度和准确性,并使其便于日常携带,以及扩展其有效范围以实现可靠的长距离声音检测。

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