تحليل ومعالجة إشارات الكشف عن الكلام عن بعد بالليزر

الليزرتحليل ومعالجة إشارات الكشف عن الكلام عن بعد
فك تشفير ضوضاء الإشارة: تحليل ومعالجة إشارة الكشف عن الكلام عن بعد بالليزر
في عالم التكنولوجيا المذهل، يُشبه الكشف عن الكلام عن بُعد بالليزر سيمفونية رائعة، لكن هذه السيمفونية لها أيضاً "ضجيجها" الخاص - ضجيج الإشارة. ومثل جمهور صاخب بشكل غير متوقع في حفل موسيقي، غالباً ما يكون الضجيج مُشتتاً للانتباه.تقنية الكشف عن الكلام بالليزربحسب المصدر، يمكن تقسيم ضوضاء الكشف عن إشارات الكلام عن بُعد باستخدام الليزر تقريبًا إلى الضوضاء الناتجة عن جهاز قياس الاهتزاز الليزري نفسه، والضوضاء الناتجة عن مصادر صوتية أخرى قريبة من هدف قياس الاهتزاز، والضوضاء الناتجة عن التشويش البيئي. يتطلب الكشف عن الكلام عن بُعد الحصول على إشارات كلامية يمكن تمييزها بواسطة السمع البشري أو الآلي، إلا أن وجود العديد من الضوضاء المختلطة من البيئة الخارجية ونظام الكشف يقلل من وضوح وفهم إشارات الكلام المُلتقطة. يتطابق توزيع نطاق تردد هذه الضوضاء جزئيًا مع توزيع نطاق التردد الرئيسي لإشارة الكلام (حوالي 300-3000 هرتز). لا يمكن ترشيحها ببساطة باستخدام المرشحات التقليدية، بل يلزم إجراء معالجة إضافية لإشارات الكلام المُكتشفة. حاليًا، يركز الباحثون بشكل أساسي على دراسة إزالة الضوضاء غير المستقرة ذات النطاق العريض وضوضاء الصدمات.
تتم معالجة ضوضاء الخلفية ذات النطاق العريض بشكل عام عن طريق طريقة تقدير الطيف قصير المدى، وطريقة الفضاء الفرعي، وخوارزميات قمع الضوضاء الأخرى القائمة على معالجة الإشارات، بالإضافة إلى طرق التعلم الآلي التقليدية، وطرق التعلم العميق، وتقنيات تحسين الكلام الأخرى لفصل إشارات الكلام النقية عن ضوضاء الخلفية.
الضوضاء النبضية هي ضوضاء التبقع التي قد تنشأ عن تأثير التبقع الديناميكي عندما يتأثر موقع الهدف المراد رصده بضوء نظام الكشف LDV. حاليًا، تتم إزالة هذا النوع من الضوضاء بشكل أساسي عن طريق تحديد الموقع الذي يحتوي على ذروة طاقة عالية للإشارة واستبدالها بالقيمة المتوقعة.
تتمتع تقنية الكشف الصوتي عن بُعد بالليزر بآفاق تطبيقية واعدة في العديد من المجالات، مثل اعتراض المكالمات، والمراقبة متعددة الأنماط، وكشف التسلل، والبحث والإنقاذ، والميكروفونات الليزرية، وغيرها. ومن المتوقع أن يرتكز التوجه البحثي المستقبلي في هذا المجال بشكل أساسي على: (1) تحسين أداء القياس للنظام، كالحساسية ونسبة الإشارة إلى الضوضاء، وتحسين نمط الكشف ومكونات النظام وبنيته؛ (2) تعزيز قابلية خوارزميات معالجة الإشارات للتكيف، بحيث تتكيف تقنية الكشف الصوتي بالليزر مع مسافات القياس المختلفة، والظروف البيئية، وأهداف قياس الاهتزاز؛ (3) اختيار أهداف قياس الاهتزاز بشكل أكثر دقة، وتعويض الترددات العالية لإشارات الكلام المقاسة على أهداف ذات خصائص استجابة ترددية مختلفة؛ (4) تحسين بنية النظام، ومواصلة تطوير نظام الكشف من خلال

التصغير، وسهولة الحمل، وعملية الكشف الذكية.

الشكل 1 (أ) رسم تخطيطي لاعتراض الليزر؛ (ب) رسم تخطيطي لنظام منع اعتراض الليزر