Kõne taasloomise tehnika ripplambis oleva lambi vibratsioonianalüüsi abil

Negevi Ben-Gurioni ülikooli ja Weizmanni teadusinstituudi (Iisrael) teadlaste rühm on välja töötanud tehnika Lamfon (pDF) rekonstrueerida siseruumide vestlust ja muusikat rippvalgusti lambipirni passiivse vibratsioonianalüüsi abil. Analüsaatorina kasutati tänavale paigutatud elektro-optilist andurit, mis oli teleskoobi abil suunatud läbi akna nähtavale lambile. Katse viidi läbi 12-vatiste LED-lampidega ja see võimaldas korraldada pealtkuulamist 25 meetri kauguselt.

Kõne taasloomise tehnika ripplambis oleva lambi vibratsioonianalüüsi abil

Meetod töötab ripplambi puhul. Helivõnked tekitavad õhurõhu erinevusi, mis põhjustavad rippuva objekti mikrovibratsiooni. Sellised mikrovibratsioonid põhjustavad valguse moonutusi erinevate nurkade all, mis on tingitud kuma tasapinna nihkest, mida saab tuvastada tundliku elektrooptilise anduri abil ja demoduleerida heliks. Valguse voolu tabamiseks ja andurile suunamiseks kasutati teleskoopi. Andurilt (fotodioodil põhinev Thorlabs PDA100A2) saadud signaal muudeti 16-bitise analoog-digitaalmuunduri ADC NI-9223 abil digitaalseks.

Kõne taasloomise tehnika ripplambis oleva lambi vibratsioonianalüüsi abil

Heliga seotud teabe eraldamine üldisest optilisest signaalist viidi läbi mitmes etapis, sealhulgas ribapeatusega filtreerimine, normaliseerimine, müra vähendamine ja amplituudi korrigeerimine sageduse järgi. Signaali töötlemiseks valmistati ette MATLAB-i skript. Heli taastamise kvaliteet parameetrite võtmisel 25 meetri kauguselt osutus piisavaks kõnetuvastuseks Google Cloud Speech API kaudu ning muusikalise kompositsiooni määramiseks teenuste Shazam ja SoundHound kaudu.

Katses reprodutseeriti heli ruumis olemasolevate kõlarite jaoks maksimaalse helitugevusega, s.o. heli oli tavalisest kõnest oluliselt valjem. LED-lampi ei valitud samuti juhuslikult, vaid kõrgeima signaali-müra suhtega (6.3 korda kõrgem kui hõõglamp ja 70 korda kõrgem kui luminofoorlamp). Teadlased selgitasid, et rünnaku ulatust ja tundlikkust saab suurendada suurema teleskoobi, kvaliteetse anduri ja 24- või 32-bitise analoog-digitaalmuunduri (ADC) abil; katse viidi läbi käepärase teleskoobi abil, odav andur ja 16-bitine ADC.

Kõne taasloomise tehnika ripplambis oleva lambi vibratsioonianalüüsi abil

Erinevalt varem pakutud meetodist "visuaalne mikrofon“, mis jäädvustab ja analüüsib ruumis vibreerivaid objekte, nagu veeklaas või kiibipakett, võimaldab Lamphone korraldada kuulamist reaalajas, visuaalne mikrofon aga mõnesekundilise kõne rekonstrueerimiseks nõuab intensiivseid arvutusi, mis võtavad tundi . Erinevalt kasutusel põhinevatest meetoditest kõlarid või kõvaketas Mikrofonina võimaldab Lamphone rünnakut läbi viia kaugjuhtimisega, ilma et oleks vaja ruumides olevates seadmetes pahavara käivitada. Erinevalt rünnakutest kasutades laser, Lamphone ei vaja vibreeriva objekti valgustamist ja seda saab toota passiivses režiimis.

Allikas: opennet.ru

Lisa kommentaar