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拒絕廣場舞噪聲擾民,試試定向傳聲

來源:科技日報2021-03-18 10:52

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  拒絕廣場舞噪聲擾民,試試定向傳聲

  所謂聲音的定向傳播,通俗地理解,就是讓聲音像光一樣傳播,使其具有高度指向性,在同一個環境中,只有指定的接收者才能聽到聲音。

  ——匡正 中國科學院聲學研究所博士

  ◎本報記者 張景陽

  如今,看電影成為很多人的重要娛樂活動之一。在影院看電影時,我們能感覺到聲音從左邊、右邊、後邊,甚至從頭頂傳進耳朵。這種能使聲音具有空間方向感的技術被稱為環繞聲技術。

  除了能環繞傳播,聲音是否能定向傳播呢?答案是肯定的。

  去年年底,以色列一家科技公司宣佈其正在研發一款名為SoundBeamer1.0的新產品,該產品能通過內置的3D感應模塊定位和跟蹤用户耳朵的位置,可在人耳周圍形成一個“聲音口袋”,並通過超聲波來傳輸音頻信息,實現聲音的定向傳播。用户無需佩戴耳機,就能聽到360度環繞立體聲,而身旁的人則聽不到這些聲音。順利的話,這款產品將於2021年底上市。

  聲音是如何實現定向傳播的呢?

  “所謂聲音的定向傳播,通俗地理解,就是讓聲音像光一樣傳播,使其具有高度指向性,在同一個環境中,只有指定的接收者才能聽到聲音。”中國科學院聲學研究所博士匡正告訴科技日報記者。

  3種技術手段可實現聲音指哪兒傳哪兒

  匡正介紹,目前來講,能實現聲音定向傳播的技術手段主要有3種。

  第一種是聚音罩技術,即在高頻揚聲器上加裝一個半球形的罩子,阻擋聲波自由擴散。人在聚音罩下方就可清楚地聽到聲音,而在聚音罩外是幾乎聽不到聲音的,這種設備的外形與枱燈燈罩很相似。

  第二種是揚聲器陣列技術,即首先將大量的揚聲器組成陣列,通過提取出每個揚聲器的聲音信號,並將聲音信號按照一定方式組合起來,最後對這些信號進行處理,以增強特定位置或特定方向的聲音信號。這項技術常被用在聲吶、雷達等設備上。

  第三種是一種基於超聲的聲頻定向傳播技術,即把聲音調製到超聲波上,再發送到空氣中,利用空氣的非線性自解調,產生定向聲音。這種技術簡單可靠、效果最好。

  “基於超聲波的聲頻定向傳播技術,是一種可使聲音以波束形式在一定方向傳播的新型聲頻技術。其基本原理是將可聽聲波搭載到超聲波上,並利用超聲換能器,將聲波發射到空氣中。不同頻率的超聲波在空氣中傳播時,會發生交互作用和自解調,進而產生頻率為原超聲頻率之差(差頻)的新聲波。”匡正説,如果超聲波選取合適,那麼新產生的差頻聲波則可落在可聽聲區域,再借助超聲波自身具有的高指向性,這一新聲波就可順利送達指定對象了。

  未來有望在多個領域發揮作用

  “日常生活中,我們可能見過這類技術的應用,比如基於聲音定向傳播技術的音響產品。其發出的聲音一般在聲源正前方區域呈扇形傳播。聲源正前方音量通常最高,在正向傳播距離內,音量逐步降低。”匡正説。

  同時,聲音定向傳播技術還能解決廣場舞噪音擾民難題。“聲音定向傳播技術,可使廣場舞配樂聲音不再呈發散性傳播,而是侷限在一個相對獨立的聲場內。”蘇州清聽聲學科技有限公司負責人慄振對科技日報記者説。

  此外,在行業應用方面,展示展覽行業是使用聲音定向傳播技術較多的行業之一。在博物館、文化館、企業展廳、大型展會等場所,工作人員通過應用聲音定向傳播技術,可實現定向分區語音講解、定向語音導覽等功能,還可使多個音箱同步工作而不會互相干擾、各個音區處在相對獨立狀態。

  匡正透露,未來聲音定向傳播技術還有望在我國交通領域發揮巨大作用。通過升級該技術的算法、優化指向性角度等方面的數據,可實現交通場景安全警示聲音的定向傳播。該技術可被應用在高速公路、隧道等需要實施精準語音預警的場景中,以降低交通事故的發生率。

[ 責編:王宏澤 ]
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