Создан недорогой «визуальный» микрофон: он записывает звук с помощью света

В отличие от обычных микрофонов, воспринимающих колебания воздуха, визуальный микрофон анализирует с помощью отраженного света едва заметные колебания поверхностии объекта под воздействием аккустических волн. В разработанном решении свет поступает в пространственный световой модулятор, где кодируется, а затем регистрируется фотодетектором. Изменения в интенсивности света декодируются в звук.

Особенность созданного устройства в использовании однопиксельного фотодетектора — без камеры с с миллионами пикселей и сложного обрабатывающего оборудования, которое обычно используют в подобных решениях для прослушки. Такой подход удешевляет технологию.

Для повышения точности анализа данных однопиксельного устройства ученые применили алгоритмы локализации на основе преобразования Фурье. В результате система может«слушать» вибрации с разных объектов — например, бумажных карточек или листьев растений. В экспериментах микрофон успешно восстановил звук речи (китайские и английские цифры) и фрагмент «К Элизе» Бетховена с объектов, расположенных на расстоянии 0,5 м от динамика.

Иллюстрация принципа работы технологии. Изображение: Xu-Ri Yao, Beijing Institute of Technology

В экспериментах бумажная карточка давала более чистый сигнал, чем лист растения. Пр этом низкочастотные звуки (до 1 кГц) воспроизводились точно, а высокочастотные (свыше 1 кГц) нуждались в фильтрации для устранения искажений. Одно из преимуществ технологии малое количество данных — около 4 МБ/с. Это позволяет сохранять звук в реальном времени на устройствах или передавать по сети без значительной нагрузки.

Пока что микрофон существует в виде лабораторного прототипа, но его уже планируют адаптировать для других задач, включая мониторинг пульса и частоты сердцебиения. Цель исследователей — сделать устройство достаточно чувствительным и компактным для повседневного использования.

Источник: hightech.fm