نهایت علم elmend

میکروفن جدیدی که صدای سازهای مختلف را جدا می کند

میکروفن جدیدی که صدای سازهای مختلف را جدا می کند

به گزارش نهایت علم یک میکروفن نوری اعجاب انگیز می تواند صدای چندین ساز را از دور متمایز کند و قادر به ساخت سیگنال های صوتی باکیفیت از سازها به صورت تکی است که به صورت گروهی درحال نواخته شدن هستند.


به گزارش نهایت علم به نقل از ایسنا و به نقل از نیو اطلس، محققان دانشگاه "کارنگی ملون" یک میکروفن نوری جدید ابداع نموده اند که از دوربین ها برای دیدن و بازسازی ارتعاشات صوتی استفاده می نماید و قابل توجه است که می تواند به صورت دقیق، صدای یک ساز را که در یک گروه موسیقی درحال نواخته شدن است، متمایز کند.
این نوع جداسازی صوتی حتی برای میکروفن های صوتی رده بالا هم بسیار دشوار است، ازاین رو با استفاده از چیزی جز دو دوربین و لیزر قادر به دستیابی به آن نخواهید بود. نتایجی که این میکروفن نوری جدید عرضه می دهد، خیره کننده است.
صوت چیزی نیست جز مجموعه ای از امواج فشاری که در هوا حرکت می کنند. هر چیزی که صدا تولید نماید ارتعاش دارد تا آن امواج فشار را ایجاد نماید. 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 گرفته اند و با امواج صوتی موجود در هوای اطراف خود می لرزند، طراحی شده اند.
این سیستم جدید تیم دانشگاه "کارنگی ملون" یک لیزر را روی سطح ارتعاشی می تاباند و یک الگوی دقیق بوجود می آورد که با ارتعاش منبع صدا، تغییر شکل می دهد. همراه با آن یک جفت دوربین، تغییرات این الگو را با سرعت ۶۳ فریم در ثانیه ضبط می کنند و یک الگوریتم نرم افزاری برای تحلیل و بررسی تغییرات آن الگو و بازسازی سیگنال صوتی ایجاد می کنند.


این میکروفن نوری به لطف استفاده بسیار هوشمندانه از دوربین های خود می تواند صدا را تا فرکانس قابل توجه ۶۳ هزار هرتز بخواند. یک دوربین از شاتر سراسری استفاده می نماید، به این مفهوم که کل سنسور تصویر خویش را به صورت همزمان برای هر فریم می خواند. دوربین دیگر از شاتر چرخشی یا غلتکی استفاده می نماید، ازاین رو سنسور خویش را به صورت مجموعه ای از هزاران خط افقی متوالی در هر فریم می خواند. بنابراین، تصویر شاتر غلتکی حاوی اطلاعات با فرکانس بالا است که میتوان آنرا با تصویر شاتر سراسری مقایسه کرد تا مواردی مانند حرکت و شیب گیتار در حین نواختن یک نوازنده را در نظر بگیرد و الگوریتم نرم افزار به اندازه کافی هوشمندانه است که صدا را از این اطلاعات جمع آوری کند.
"مارک شینین" نویسنده اصلی این مقاله تحقیقاتی و در لابراتوار روشنایی و تصویربرداری در مؤسسه رباتیک دانشگاه "کارنگی ملون" می گوید: ما راه جدیدی برای "دیدن" صدا اختراع کرده ایم. این نوع جدیدی از سیستم دوربین است، یک دستگاه تصویربرداری جدید که می تواند 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 می لرزید، آزمایش کرده اند. آنها همینطور از آن برای جدا کردن صدا از دو گیتار که همزمان درحال نواختن بودند و از دو بلندگو که هر کدام یک آهنگ متفاوت را در کنار یکدیگر می نواختند، استفاده کردند.


"متیو اوتول" استادیار مؤسسه رباتیک دانشگاه "کارنگی ملون" می گوید: این سیستم، مرز کاری را که میتوان با بینایی کامپیوتری انجام داد جابجا می کند. این یک مکانیسم جدید برای ثبت سرعت بالا و ارتعاشات کوچک است و حوزه جدیدی از تحقیقات را عرضه می دهد.
این تیم بر این باور است که این فناوری می تواند برای کاربردهای خیلی بیشتری از رمزگشایی سیگنال های صوتی استفاده گردد. بعنوان مثال، ارتعاش می تواند یک شاخص کلیدی برای سایش مکانیکی باشد که نقص هایی را در ماشین آلات بوجود می آورد.
"شینین" اضافه کرد: اگر ماشین شما آغاز به تولید صدای عجیب کرد، می دانید 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 می دهد که سلامت هر یک از آنها را با بررسی ارتعاشات آنها و تنها با یک دوربین ثابت کنترل کنید.



1401/04/03
10:10:56
5.0 / 5
157
تگهای خبر: تحقیقات , تولید , دانش , دستگاه
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)

تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب
لطفا شما هم نظر دهید
= ۳ بعلاوه ۴
نهایت علم