فناوری تشخیص گفتار از راه دور با لیزر
لیزرتشخیص گفتار از راه دور: آشکار کردن ساختار سیستم تشخیص
یک پرتو لیزر نازک با ظرافت در هوا می‌رقصد و بی‌صدا به دنبال صداهای دوردست می‌گردد. اصل پشت این «جادوی» فناوری آینده‌نگر، کاملاً مرموز و پر از جذابیت است. امروز، بیایید پرده از روی این فناوری شگفت‌انگیز برداریم و ساختار و اصول شگفت‌انگیز آن را بررسی کنیم. اصل تشخیص صدا از راه دور با لیزر در شکل 1 (الف) نشان داده شده است. سیستم تشخیص صدا از راه دور با لیزر از سیستم اندازه‌گیری ارتعاش لیزر و هدف اندازه‌گیری ارتعاش غیر مشارکتی تشکیل شده است. بر اساس حالت تشخیص بازگشت نور، سیستم تشخیص را می‌توان به نوع غیر تداخلی و نوع تداخلی تقسیم کرد و نمودار شماتیک آن به ترتیب در شکل 1 (ب) و (ج) نشان داده شده است.
شکل 1 (الف) نمودار بلوکی تشخیص صدا از راه دور با لیزر؛ (ب) نمودار شماتیک سیستم اندازه‌گیری ارتعاش از راه دور لیزری غیر تداخل‌سنجی؛ (ج) نمودار اصلی سیستم اندازه‌گیری ارتعاش از راه دور لیزری تداخل‌سنجی
一. سیستم تشخیص عدم تداخل تشخیص عدم تداخل یک ویژگی بسیار سرراست از دوستان است که از طریق تابش لیزر به سطح هدف، با حرکت مورب مدولاسیون زاویه نور منعکس شده که منجر به تغییراتی در انتهای گیرنده شدت نور یا تصویر نقطه‌ای می‌شود، به طور مستقیم میکرو ارتعاش سطح هدف را اندازه‌گیری می‌کند و سپس "مستقیم به مستقیم" برای دستیابی به تشخیص سیگنال صوتی از راه دور استفاده می‌کند. با توجه به ساختار گیرندهآشکارساز نوریسیستم غیر تداخلی را می‌توان به نوع تک نقطه‌ای و نوع آرایه‌ای تقسیم کرد. هسته اصلی ساختار تک نقطه‌ای "بازسازی سیگنال صوتی" است، یعنی ارتعاش سطح جسم با اندازه‌گیری تغییر شدت نور آشکارساز ناشی از تغییر جهت نور برگشتی اندازه‌گیری می‌شود. ساختار تک نقطه‌ای مزایای هزینه کم، ساختار ساده، نرخ نمونه‌برداری بالا و بازسازی سیگنال صوتی در زمان واقعی با توجه به بازخورد جریان نوری آشکارساز را دارد، اما اثر لکه لیزری رابطه خطی بین ارتعاش و شدت نور آشکارساز را از بین می‌برد، بنابراین کاربرد سیستم تشخیص غیر تداخلی تک نقطه‌ای را محدود می‌کند. ساختار آرایه‌ای ارتعاش سطح هدف را از طریق الگوریتم پردازش تصویر لکه‌ای بازسازی می‌کند، به طوری که سیستم اندازه‌گیری ارتعاش سازگاری قوی با سطح ناهموار دارد و از دقت و حساسیت بالاتری برخوردار است.
سیستم تشخیص تداخل با عدم تداخل متفاوت است، تشخیص تداخل جذابیت غیرمستقیم‌تری دارد، اصل آن از طریق تابش لیزر به سطح هدف است، سطح هدف در امتداد محور نوری جابجایی به نور پس زمینه تغییر فاز/فرکانس را معرفی می‌کند، استفاده از فناوری تداخل برای اندازه‌گیری تغییر فرکانس/تغییر فاز برای دستیابی به اندازه‌گیری میکرو ارتعاش از راه دور. در حال حاضر، فناوری تشخیص تداخل سنجی پیشرفته‌تر را می‌توان بر اساس اصل فناوری اندازه‌گیری ارتعاش داپلر لیزری و روش تداخل خودآمیختگی لیزری بر اساس تشخیص سیگنال صوتی از راه دور به دو نوع تقسیم کرد. روش اندازه‌گیری ارتعاش داپلر لیزری بر اساس اثر داپلر لیزر برای تشخیص سیگنال صوتی با اندازه‌گیری تغییر فرکانس داپلر ناشی از ارتعاش سطح جسم هدف است. فناوری تداخل سنجی خودآمیختگی لیزری با اجازه دادن به بخشی از نور منعکس شده از هدف دور برای ورود مجدد به تشدیدگر لیزری و ایجاد مدولاسیون دامنه و فرکانس میدان لیزر، جابجایی، سرعت، ارتعاش و فاصله هدف را اندازه‌گیری می‌کند. مزایای آن در اندازه کوچک و حساسیت بالای سیستم اندازه‌گیری ارتعاش نهفته است، ولیزر کم توانمی‌توان از آن برای تشخیص سیگنال صوتی از راه دور استفاده کرد. یک سیستم اندازه‌گیری خودآمیخته لیزری با تغییر فرکانس برای تشخیص سیگنال گفتار از راه دور در شکل 2 نشان داده شده است.
شکل 2 نمودار شماتیک سیستم اندازه‌گیری خودآمیختگی لیزری با تغییر فرکانس
به عنوان یک ابزار فنی مفید و کارآمد، «جادویی» لیزری پخش گفتار از راه دور نه تنها در زمینه تشخیص، بلکه در زمینه تشخیص متقابل نیز عملکرد عالی و کاربرد گسترده‌ای دارد - فناوری اقدام متقابل رهگیری لیزری. این فناوری می‌تواند در ساختمان‌های داخلی، اداری و سایر مکان‌های دارای دیوار پرده شیشه‌ای، اقدامات متقابل رهگیری در سطح ۱۰۰ متر را انجام دهد و یک دستگاه واحد می‌تواند به طور مؤثر از یک اتاق کنفرانس با مساحت پنجره ۱۵ متر مربع محافظت کند، علاوه بر سرعت پاسخ سریع اسکن و موقعیت‌یابی در عرض ۱۰ ثانیه، دقت موقعیت‌یابی بالا با نرخ تشخیص بیش از ۹۰٪ و قابلیت اطمینان بالا برای کار پایدار طولانی مدت. فناوری اقدام متقابل رهگیری لیزری می‌تواند تضمین قوی برای امنیت اطلاعات صوتی کاربران در دفاتر صنعتی کلیدی و سایر سناریوها فراهم کند.
زمان ارسال: ۱۱ اکتبر ۲۰۲۴