Analiza i przetwarzanie sygnału wykrywania mowy za pomocą lasera

Laserzdalne wykrywanie mowy, analiza i przetwarzanie sygnału
Dekodowanie szumu sygnału: analiza sygnału i przetwarzanie zdalnego wykrywania mowy laserem
W cudownej arenie technologii laserowe zdalne wykrywanie mowy jest jak piękna symfonia, ale ta symfonia ma też swój własny „szum” – szum sygnału. Podobnie jak niespodziewanie hałaśliwa publiczność na koncercie, hałas często zakłócawykrywanie mowy laserem. Według źródła, szum detekcji zdalnego sygnału mowy laserowej można podzielić na szum wprowadzany przez sam instrument do pomiaru drgań laserowych, szum wprowadzany przez inne źródła dźwięku w pobliżu celu pomiaru drgań oraz szum generowany przez zakłócenia środowiskowe. Wykrywanie mowy na duże odległości ostatecznie wymaga uzyskania sygnałów mowy, które mogą być rozpoznawane przez ludzki słuch lub maszyny, a wiele mieszanych szumów z otoczenia zewnętrznego i systemu wykrywania zmniejszy słyszalność i zrozumiałość pozyskanych sygnałów mowy, a rozkład pasm częstotliwości tych szumów częściowo pokrywa się z głównym rozkładem pasm częstotliwości sygnału mowy (około 300~3000 Hz). Nie można go po prostu filtrować za pomocą tradycyjnych filtrów, a konieczne jest dalsze przetwarzanie wykrytych sygnałów mowy. Obecnie naukowcy badają głównie odszumianie niestacjonarnego szerokopasmowego szumu i szumu uderzeniowego.
Szerokopasmowy szum tła jest na ogół przetwarzany metodą krótkotrwałej estymacji widma, metodą podprzestrzeni i innymi algorytmami redukcji szumów opartymi na przetwarzaniu sygnału, a także tradycyjnymi metodami uczenia maszynowego, metodami głębokiego uczenia i innymi technologiami poprawy mowy w celu oddzielenia czystych sygnałów mowy od szumu tła.
Szum impulsowy to szum plamkowy, który może być wprowadzany przez efekt dynamicznego szumu plamkowego, gdy lokalizacja celu detekcji jest zakłócona przez światło detekcyjne systemu detekcji LDV. Obecnie tego rodzaju szum jest usuwany głównie poprzez wykrywanie lokalizacji, w której sygnał ma wysoki szczyt energii i zastępowanie go przewidywaną wartością.
Zdalne wykrywanie głosu za pomocą lasera ma perspektywy zastosowań w wielu dziedzinach, takich jak podsłuch, monitorowanie wielomodowe, wykrywanie włamań, poszukiwania i ratownictwo, mikrofon laserowy itp. Można przewidzieć, że przyszły trend badawczy w zakresie zdalnego wykrywania głosu za pomocą lasera będzie oparty głównie na (1) poprawie wydajności pomiaru systemu, takiej jak czułość i stosunek sygnału do szumu, optymalizacji trybu wykrywania, komponentów i struktury systemu wykrywania; (2) zwiększeniu adaptowalności algorytmów przetwarzania sygnału, tak aby technologia laserowego wykrywania mowy mogła dostosowywać się do różnych odległości pomiarowych, warunków środowiskowych i celów pomiaru drgań; (3) bardziej rozsądnym wyborze celów pomiaru drgań i kompensacji wysokiej częstotliwości sygnałów mowy mierzonych na celach o różnych charakterystykach odpowiedzi częstotliwościowej; (4) poprawie struktury systemu i dalszej optymalizacji systemu wykrywania poprzez

miniaturyzacja, przenośność i inteligentny proces wykrywania.

FIG. 1 (a) Schematyczny diagram przechwytywania laserowego; (b) Schematyczny diagram układu przeciwprzechwytywania laserowego