سخت‌افزار

فناوری اطلاعات

June 22, 2022
18:48 چهارشنبه، 1ام تیرماه 1401
کد خبر: 136947

میکروفن جدیدی که صدای سازهای مختلف را جدا می‌کند

یک میکروفن نوری شگفت‌انگیز می‌تواند صدای چندین ساز را از دور متمایز کند و قادر به ساخت سیگنال‌های صوتی با کیفیت از سازها به صورت تکی است که به صورت گروهی در حال نواخته شدن هستند.
به گزارش نیواطلس، محققان دانشگاه "کارنگی ملون" یک میکروفن نوری جدید ابداع کرده‌اند که از دوربین‌ها برای دیدن و بازسازی ارتعاشات صوتی استفاده می‌کند و قابل توجه است که می‌تواند به طور دقیق، صدای یک ساز را که در یک گروه موسیقی در حال نواخته شدن است، متمایز کند.
 
این نوع جداسازی صوتی حتی برای میکروفن‌های صوتی رده بالا نیز بسیار دشوار است، بنابراین با استفاده از چیزی جز دو دوربین و لیزر قادر به دستیابی به آن نخواهید بود. نتایجی که این میکروفن نوری جدید ارائه می‌دهد، خیره کننده است.
 
صوت چیزی نیست جز مجموعه‌ای از امواج فشاری که در هوا حرکت می‌کنند. هر چیزی که صدا تولید کند ارتعاش دارد تا آن امواج فشار را ایجاد کند. یک میکروفن نوری اساساً یک سیستم دوربین است که برای نظارت و تفسیر ارتعاشات روی سطح منبع صوتی یا حتی اشیایی که در نزدیکی منبع صوتی قرار گرفته‌اند و با امواج صوتی موجود در هوای اطراف خود می‌لرزند، طراحی شده‌اند.
 
این سیستم جدید تیم دانشگاه "کارنگی ملون" یک لیزر را روی سطح ارتعاشی می‌تاباند و یک الگوی دقیق ایجاد می‌کند که با ارتعاش منبع صدا، تغییر شکل می‌دهد. همراه با آن یک جفت دوربین، تغییرات این الگو را با سرعت ۶۳ فریم در ثانیه ضبط می‌کنند و یک الگوریتم نرم‌افزاری برای تجزیه و تحلیل تغییرات آن الگو و بازسازی سیگنال صوتی ایجاد می‌کنند.
این میکروفن نوری به لطف استفاده بسیار هوشمندانه از دوربین‌های خود می‌تواند صدا را تا فرکانس قابل توجه ۶۳ هزار هرتز بخواند. یک دوربین از شاتر سراسری استفاده می‌کند، به این معنی که کل حسگر تصویر خود را به طور همزمان برای هر فریم می‌خواند. دوربین دیگر از شاتر چرخشی یا غلتکی استفاده می‌کند، بنابراین حسگر خود را به صورت مجموعه‌ای از هزاران خط افقی متوالی در هر فریم می‌خواند. بنابراین، تصویر شاتر غلتکی حاوی اطلاعات با فرکانس بالا است که می‌توان آن را با تصویر شاتر سراسری مقایسه کرد تا مواردی مانند حرکت و شیب گیتار در حین نواختن یک نوازنده را در نظر بگیرد و الگوریتم نرم‌افزار به اندازه کافی هوشمندانه است که صدا را از این اطلاعات جمع‌آوری کند.
 
"مارک شینین" نویسنده اصلی این مقاله تحقیقاتی و در آزمایشگاه روشنایی و تصویربرداری در مؤسسه رباتیک دانشگاه "کارنگی ملون" می‌گوید: ما راه جدیدی برای "دیدن" صدا اختراع کرده‌ایم. این نوع جدیدی از سیستم دوربین است، یک دستگاه تصویربرداری جدید که قادر است چیزی را که با چشم غیرمسلح نامرئی است، ببیند.
 
این تیم این میکروفن نوری را روی گیتار و ویولن، روی بلندگوی مخروطی، روی دیاپازون و حتی روی یک بسته چیپس که در جلوی بلندگو قرار داده شده بود و با صدای محیط می‌لرزید، آزمایش کرده‌اند. آنها همچنین از آن برای جدا کردن صدا از دو گیتار که همزمان در حال نواختن بودند و از دو بلندگو که هر کدام یک آهنگ متفاوت را در کنار یکدیگر می‌نواختند، استفاده کردند.
"متیو اوتول" استادیار مؤسسه رباتیک دانشگاه "کارنگی ملون" می‌گوید: این سیستم، مرز کاری را که می‌توان با بینایی کامپیوتری انجام داد جابجا می‌کند. این یک مکانیسم جدید برای ثبت سرعت بالا و ارتعاشات کوچک است و حوزه جدیدی از تحقیقات را ارائه می‌دهد.
 
این تیم بر این باور است که این فناوری می‌تواند برای کاربردهای خیلی بیشتری از رمزگشایی سیگنال‌های صوتی استفاده شود. به عنوان مثال، ارتعاش می‌تواند یک شاخص کلیدی برای سایش مکانیکی باشد که نقص‌هایی را در ماشین آلات ایجاد می‌کند.
 
"شینین" افزود: اگر ماشین شما شروع به تولید صدای عجیب کرد، می‌دانید که زمان آن فرا رسیده است که به آن نگاهی بیاندازید. حالا یک طبقه در یک کارخانه که پر از ماشین آلات مختلف است را تصور کنید. سیستم ما به شما این امکان را می‌دهد که سلامت هر یک از آنها را با بررسی ارتعاشات آنها و تنها با یک دوربین ثابت کنترل کنید.
  • مشترک شوید!

    برای عضویت در خبرنامه روزانه ایستنا؛ نشانی پست الکترونیکی خود را در فرم زیر وارد نمایید. پس از آن به صورت خودکار ایمیلی به نشانی شما ارسال میشود، برای تکمیل عضویت خود و تایید صحت نشانی پست الکترونیک وارد شده، می بایست بر روی لینکی که در این ایمیل برایتان ارسال شده کلیک نمایید. پس از آن پیامی مبنی بر تکمیل عضویت شما در خبرنامه روزانه ایستنا نمایش داده میشود.

    با عضویت در خبرنامه پیامکی آژانس خبری فناوری اطلاعات و ارتباطات (ایستنا) به طور روزانه آخرین اخبار، گزارشها و تحلیل های حوزه فناوری اطلاعات و ارتباطات را در هر لحظه و هر کجا از طریق پیام کوتاه دریافت خواهید کرد. برای عضویت در این خبرنامه، مشترکین سیمکارت های همراه اول لازم است عبارت 150 را به شماره 201464 و مشترکین سیمکارت های ایرانسل عبارت ozv ictn را به شماره ۸۲۸۲ ارسال کنند. دریافت موفق هر بسته خبری که محتوی پیامکی با حجم ۵پیامک بوده و ۴ تا ۶ عنوان خبری را شامل میشود، ۳۵۰ ریال برای مشترک هزینه در بردارد که در صورتحساب ارسالی از سوی اپراتور مربوطه محاسبه و از اعتبار موجود در حساب مشترکین سیمکارت های دائمی کسر میشود. بخشی از این درآمد این سرویس از سوی اپراتور میزبان شما به ایستنا پرداخت میشود. مشترکین در هر لحظه براساس دستورالعمل اعلامی در پایان هر بسته خبری قادر خواهند بود اشتراک خود را در این سرویس لغو کنند. هزینه دریافت هر بسته خبری برای مشترکین صرفا ۳۵۰ ریال خواهد بود و این هزینه برای مشترکین در حال استفاده از خدمات رومینگ بین الملل اپراتورهای همراه اول و ایرانسل هم هزینه اضافه ای در بر نخواهد داشت.