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Highlighting JAPAN

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科学技术

只对目标声音进行捕捉

NTT公司最新的高性能麦克风阵列技术可以对一定距离的声音进行高音质的捕捉,对一个人的声音亦或单个的声音进行精确的定位。


从有一定距离的场所,清晰地捕捉到特定的声音,怎么办才好呢?作为捕捉远距离声音的技术,有像观察鸟类使用的抛物面传声器,以及体育赛事直播中使用的枪式麦克风。而且,还有远程电话会议使用的桌面话筒和智能手机等,使用多个话筒,利用麦克风元件阵列对声音进行信号处理的技术。

清晰地收取特定的声音也就意味着麦克风元件阵列要很强。现在被实用化的麦克风元件阵列也就2—4个麦克风,收集远处声音的能力很弱。

“要是这样的话,把这种麦克风增加到100个会如何呢”。NTT Media Intelligence研究所的声学环境信息处理小组有过这样的设想。正是借着这种设想,他们开发出了约100个的“扩大麦克风”声音采集系统。

为了对远处的声音进行详细地分析,这个小组建立了有关多个麦克风接收声音信号性质的基本原理。研究小组最后构建了一个由12个抛物面反射板和96个扬声器组成的特殊麦克风元件阵列装置。这其中一个一个的扬声器对每一个特定范围的声音进行捕捉,抛物面板则设计为采集声音,从而对远处目标声音精准地捕获。以前的技术在区别5米左右距离位置的声音都很困难,而对约20米位置站立说话的人群,NTT的扩大麦克风可以清晰地获取其中一个人的声音。

传统的麦克风阵列可以捕捉要的声音并消除周围的杂音,但在获取5米以上距离的声音时功率降低,想要声音的音质变得很差。相比之下,扩大麦克风有了约100个扬声器,可以对所有的声音进行高音质的采集,还提供了噪声抑制和声音识别。而且,通过NTT独自开发的麦克风阵列处理软件,可以任意地抽取特定的声音来源。

小组研究员丹羽健太说“这个系统和长焦镜头相机联合使用的话,在大型体育场内进行的足球比赛中,可以放大某个选手画面的同时,还能立马听到这个选手说话的声音。我们也考虑过这样的使用方法”。

NTT Media Intelligence研究所还将扩大麦克风技术灵活使用,开发出了可以在竞技中清晰地抽出特定声音的目标麦克风。和一般的枪式麦克风看起来差不多,目标麦克风通过设置多个麦克风阵列技术,可以捕捉到体育竞技中各种声音。现在,研究所和NHK(日本放送协会)一起进行着合作实验,对足球直播中踢球的声音以及选手喊叫的声音,相扑比赛直播中推手掌击对手的脸以及互相碰撞的声音等,突出这些充满临场感的声音。

NTT的目标麦克风虽然和扩大麦克风使用的技术差不多,但目前技术除了突出声音这个长处之外,也有它的短处,这也就成为今后课题需要克服的地方。

丹羽健太解释说“对于踢球和推手掌击等声音,我们的技术虽然可以很容易地捕捉到这些很强的冲击爆发音,但很难抽出游泳中水花声等比较平坦的声音。为了营造出很强的临场感声音,我们希望能抽出任何声音”。

有意识地开发出技术进而实用到2020年东京夏季奥林匹克运动会上,这是理所当然的,但应用的可能性还可以更广泛。大型会场进行的国际会议问答环节中不需要单独的个人话筒,以及在大量人很集中的场所,这些都是技术被期待利用的地方。

 



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