Технология дистанционного распознавания речи с помощью лазера

Технология дистанционного распознавания речи с помощью лазера
ЛазерДистанционное распознавание речи: раскрытие структуры системы распознавания.

Тонкий лазерный луч грациозно танцует в воздухе, бесшумно выискивая отдаленные звуки; принцип, лежащий в основе этой футуристической технологической «магии», строго эзотеричен и полон очарования. Сегодня давайте приоткроем завесу тайны над этой удивительной технологией и исследуем ее прекрасную структуру и принципы. Принцип лазерного дистанционного обнаружения голоса показан на рисунке 1(а). Система лазерного дистанционного обнаружения голоса состоит из системы лазерного измерения вибрации и несовместного измерительного объекта вибрации. В зависимости от режима обнаружения отраженного света система обнаружения может быть разделена на бесшумный и шумоподавляющий типы, принципиальные схемы которых показаны на рисунках 1(б) и 1(в).

Рис. 1 (а) Блок-схема лазерного дистанционного обнаружения голоса; (б) Схема неинтерферометрической лазерной системы дистанционного измерения вибрации; (в) Принципиальная схема интерферометрической лазерной системы дистанционного измерения вибрации.

I. Система бесконтактного обнаружения. Бесконтактное обнаружение — это очень простая система, основанная на принципах лазерного облучения целевой поверхности. На приемном конце происходит азимутальная модуляция отраженного света, что приводит к изменению интенсивности света или спекл-изображения на приемном конце. Это позволяет непосредственно измерять микровибрации целевой поверхности, а затем осуществлять дистанционное обнаружение акустического сигнала методом «прямого воздействия». В зависимости от структуры приемного устройства...фотодетекторСистемы бесконтактного обнаружения можно разделить на одноточечные и матричные. В основе одноточечной структуры лежит «реконструкция акустического сигнала», то есть измерение вибрации поверхности объекта осуществляется путем измерения изменения интенсивности детектируемого света детектора, вызванного изменением ориентации отраженного света. Одноточечная структура обладает преимуществами низкой стоимости, простой конструкции, высокой частоты дискретизации и реконструкции акустического сигнала в реальном времени на основе обратной связи фототока детектора, однако эффект лазерной спекл-структуры нарушает линейную зависимость между вибрацией и интенсивностью света детектора, что ограничивает применение одноточечных бесконтактных систем обнаружения. Матричная структура восстанавливает вибрацию поверхности объекта с помощью алгоритма обработки спекл-изображений, благодаря чему система измерения вибрации обладает высокой адаптивностью к шероховатым поверхностям, а также более высокой точностью и чувствительностью.

2. Интерференционная система обнаружения отличается от неинтерференционного метода обнаружения своей неэффективностью. Интерференционное обнаружение обладает более косвенным подходом. Принцип его работы заключается в облучении поверхности цели лазером, в результате чего происходит смещение вдоль оптической оси цели, что приводит к изменению фазы/частоты. Для измерения сдвига частоты/фазы используется интерференционная технология, позволяющая осуществлять дистанционное измерение микровибраций. В настоящее время наиболее совершенные интерферометрические технологии обнаружения можно разделить на два типа: лазерное доплеровское измерение вибраций и метод лазерной самосмешивающейся интерференции, основанный на дистанционном обнаружении акустического сигнала. Метод лазерной доплеровской вибрации основан на эффекте Доплера лазера для обнаружения звукового сигнала путем измерения доплеровского сдвига частоты, вызванного вибрацией поверхности целевого объекта. Лазерная самосмешивающаяся интерферометрия измеряет смещение, скорость, вибрацию и расстояние до цели, позволяя части отраженного света от удаленной цели повторно попадать в лазерный резонатор и вызывать модуляцию амплитуды и частоты лазерного поля. Его преимущества заключаются в малых размерах и высокой чувствительности системы измерения вибрации, а также в следующем:маломощный лазерМожет использоваться для обнаружения удаленного звукового сигнала. На рисунке 2 показана система измерения с самосмешиванием лазерного сигнала с частотным сдвигом для обнаружения удаленного речевого сигнала.

Рис. 2. Схема измерительной системы самосмешивания лазеров со сдвигом частоты.

Технология лазерного перехвата и противодействия, являясь полезным и эффективным техническим средством, обладает превосходными характеристиками и широким спектром применения не только в области обнаружения, но и в области противодействия обнаружению – технология противодействия лазерному перехвату. Эта технология позволяет осуществлять противодействие перехвату на расстоянии до 100 метров в помещениях, офисных зданиях и других местах со стеклянными навесными стенами. Одно устройство может эффективно защитить конференц-зал с окном площадью 15 квадратных метров, обеспечивая, помимо этого, высокую скорость сканирования и позиционирования (менее 10 секунд), высокую точность позиционирования (более 90%) и высокую надежность для длительной стабильной работы. Технология противодействия лазерному перехвату может обеспечить надежную гарантию безопасности акустической информации пользователей в ключевых промышленных офисах и других местах.