地平线快报2025年08月06日 13:53消息,我国科学家研发视觉麦克风,可看到贝多芬《致爱丽丝》声音片段。
8月6日,据美国光学学会(Optica)官网7月31日发布的一篇文章报道,北京理工大学的研究团队成功开发出一种新型视觉麦克风。这种设备不同于传统麦克风通过检测空气振动来拾取声音,而是通过捕捉声波引发的物体表面微小振动,并将其转换为可听音频信号。
据相关博文介绍,该项目由北京理工大学的姚旭日主持,他表示该方法简化了光捕捉声音的技术流程,并降低了使用成本,同时在传统麦克风无法正常工作的环境中,也能实现声音的传输。相关研究成果已发表于《光学快讯》(Optics Express)期刊。
该团队研发出一种新方法,无需依赖昂贵的光学组件,首次将单像素成像技术应用于声音检测,能够通过树叶、纸张等常见物体表面的振动来还原声音。
这项新技术可能改变我们记录和监测声音的方式,为环境监测、安全和工业诊断等领域带来新机遇。研究人员利用单像素成像技术,通过高速空间光调制器对振动表面的反射光进行编码,从而实现声音检测。声波引起的运动导致光强度发生微小变化,这些变化被单像素检测器捕获并解码为可听声音。他们使用傅里叶定位方法跟踪物体振动,实现了高效和精确的微小变化测量。
为了展示这种新型视觉麦克风的性能,研究人员对其重建中文和英文数字发音以及贝多芬《致爱丽丝》片段的能力进行了测试。实验中,团队使用纸张和树叶作为振动目标,将它们放置在播放音频的扬声器前0.5米处。结果显示,系统能够成功还原出清晰可辨的音频,其中纸张的表现优于树叶。 从技术角度来看,这项研究展示了视觉麦克风在捕捉声音方面的新可能性,尤其在非传统介质上的应用令人印象深刻。虽然纸张和树叶的差异表现可能与材质的振动特性有关,但这一成果为未来在复杂环境中的声音采集提供了新的思路。
目前,这项技术目前仍处于实验室研究阶段,适用于传统麦克风难以发挥作用的特殊环境。研究人员下一步计划将该系统拓展至其他振动检测应用领域,例如用于监测脉搏和心率。同时,他们还在努力提升系统的灵敏度与精确度,使其更易于日常携带,并扩大其有效检测范围,以实现稳定可靠的远距离声音捕捉。