Технологія лазерного дистанційного розпізнавання мовлення

Технологія лазерного дистанційного розпізнавання мовлення
ЛазерДистанційне виявлення мовлення: Розкриття структури системи виявлення

Тонкий лазерний промінь граціозно танцює в повітрі, безшумно шукаючи далекі звуки. Принцип цієї футуристичної технологічної «магії» суто езотеричний і сповнений чарівності. Сьогодні давайте піднімемо завісу над цією дивовижною технологією та дослідимо її чудову структуру та принципи. Принцип лазерного дистанційного виявлення голосу показано на рисунку 1(a). Система лазерного дистанційного виявлення голосу складається з лазерної системи вимірювання вібрації та некооперативної цілі вимірювання вібрації. Залежно від режиму виявлення відбитого світла, системи виявлення можна розділити на безперешкодні та з перешкодами, а схематична діаграма відповідно показана на рисунку 1(b) та (c).

РИС. 1 (a) Блок-схема лазерного дистанційного виявлення голосу; (b) Принципова схема неінтерферометричної лазерної системи дистанційного вимірювання вібрації; (c) Принципова схема інтерферометричної лазерної системи дистанційного вимірювання вібрації

Система виявлення відсутності перешкод. Виявлення відсутності перешкод є дуже простим процесом, який полягає в лазерному опроміненні поверхні цілі, модуляції азимуту відбитого світла похилим рухом, що призводить до змін інтенсивності світла або зображення плям на приймальному кінці для безпосереднього вимірювання мікровібрації поверхні цілі, а потім "від прямої до прямої" для дистанційного виявлення акустичного сигналу. Відповідно до структури приймача.фотодетекторСистеми без інтерференції можна розділити на одноточкові та матричні. Основою одноточкової структури є «реконструкція акустичного сигналу», тобто вібрація поверхні об'єкта вимірюється шляхом вимірювання зміни інтенсивності світла детектора, спричиненої зміною орієнтації відбитого світла. Одноточкова структура має переваги низької вартості, простоти структури, високої частоти дискретизації та реконструкції акустичного сигналу в реальному часі відповідно до зворотного зв'язку фотоструму детектора, але ефект лазерної плямистості руйнує лінійну залежність між вібрацією та інтенсивністю світла детектора, тому це обмежує застосування одноточкової системи без інтерференції. Матрица реконструює вібрацію поверхні цілі за допомогою алгоритму обробки спекл-зображень, завдяки чому система вимірювання вібрації має високу адаптивність до шорсткої поверхні, а також вищу точність і чутливість.

Система виявлення перешкод відрізняється від системи виявлення без перешкод за допомогою тупості. Виявлення перешкод має більш непрямий ефект. Принцип полягає в тому, що поверхня цілі випромінюється лазером, зміщення поверхні цілі вздовж оптичної осі до заднього світла вводить зміну фази/частоти. Використання технології інтерферометричного виявлення дозволяє вимірювати зсув частоти/зсув фази для досягнення дистанційного вимірювання мікровібрації. Наразі більш досконалі технології інтерферометричного виявлення можна розділити на два типи відповідно до принципу: технологія лазерного доплерівського вимірювання вібрації та метод лазерної самозмішувальної інтерферометрії, заснований на дистанційному виявленні акустичного сигналу. Метод лазерного доплерівського вимірювання вібрації базується на ефекті Доплера лазера для виявлення звукового сигналу шляхом вимірювання доплерівського зсуву частоти, викликаного вібрацією поверхні цільового об'єкта. Технологія лазерної самозмішувальної інтерферометрії вимірює зміщення, швидкість, вібрацію та відстань до цілі, дозволяючи частині відбитого світла віддаленої цілі знову потрапляти в лазерний резонатор та викликати модуляцію амплітуди та частоти лазерного поля. Його переваги полягають у малому розмірі та високій чутливості системи вимірювання вібрації, а також у тому, щолазер низької потужностіможе бути використаний для виявлення віддаленого звукового сигналу. На рисунку 2 показано лазерну вимірювальну систему зі зсувом частоти та самозмішуванням для дистанційного виявлення мовного сигналу.

РИС. 2. Принципова схема лазерної вимірювальної системи зі зсувом частоти та самозмішуванням

Як корисний та ефективний технічний засіб, лазерна «магія» дистанційного відтворення мови може використовуватися не лише в галузі виявлення, але й у сфері контрвиявлення, що має чудову продуктивність та широке застосування – технологія лазерного перехоплення та протидії. Ця технологія може досягти рівня перехоплення до 100 метрів у приміщеннях, офісних будівлях та інших місцях зі скляними стінами, а один пристрій може ефективно захистити конференц-зал з площею вікна 15 квадратних метрів, крім того, він має швидку швидкість сканування та позиціонування протягом 10 секунд, високу точність позиціонування з коефіцієнтом розпізнавання понад 90% та високу надійність для тривалої стабільної роботи. Технологія лазерного перехоплення та протидії може забезпечити надійну гарантію акустичної інформаційної безпеки користувачів у ключових промислових офісах та інших сценаріях.