作者:Martin Vetterli 来源:PNAS 发布时间:2013-6-19 9:35:07
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分析四个麦克声音可辨别环境方向
 
假如把你蒙住眼睛放在一个陌生房间里,你打个响指听听动静,能否听出房间是什么形状格局?蝙蝠和海豚能用这种回声定位法在环境中辨别方向,有些盲人也能做到这一点。而据物理学家组织网6月18日报道,瑞士联邦理工学院视听通讯实验室(LCAV)科学家设计出一种计算机算法,通过分析来自4个麦克的声音,同样能完成这一任务。相关论文发表在本周的美国《国家科学院学报》上。
 
“我们的软件能构建出简单的空间凸起的3维地图,精确到几毫米。”该实验室博士后伊凡·多克曼尼克介绍说,而且麦克不必放在特殊位置,“每个麦克都会收集直接来自声源的声音和从不同墙壁返回的回声,然后这一算法会把每个麦克的信号进行比较。利用信号中显出的极微小滞后,不仅能算出各个麦克之间的距离,还能算出每个麦克到墙壁和声源之间的距离。”
 
把麦克收集的不同回声区别开是第一步,然后计算机会利用“欧式距离矩阵”来分析每个回声信号,还能分辨出回声是第一次还是第二次反弹回来的,并确定出每面墙壁独特的“识别标志”。
 
研究人员先在一个空房间里,利用“清洁”声源对这一算法进行了测试,房间中有活动墙壁可以改变位置,结果证明该方法是有效的。第二次实验在更复杂的环境——洛桑大教堂里,也取得了良好效果。在最新测试中,他们用了更多麦克,有望进一步改良结果。
 
这种方法具有广泛的应用。“建筑师可以用这种方法来设计房间。比如需要产生特殊音响效果的音乐会大厅或礼堂。” 多克曼尼克说,还可用于司法科学,声波可以对室内物体产生看不见的信息,如果一个人在房间里走来走去地打电话,利用这套设备记录,就能确定他是在哪里打的电话。此外还能利用移动设备推断GPS信号无法穿透墙壁的建筑物内的位置信息。“目前已经有许多应用,我们预见会更多,这只是开始。” (来源:科技日报常丽君)
 
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