Trích xuất âm thanh từ rung động của các vật thể

Cách đây 6 năm trong bộ phim Eagle Eye (2008), người máy Aria có thể biết được người trong phòng đang nói gì chỉ bằng cách nhìn vào sự rung động của mặt nước trong tách cafe đặt gần đó. Và nay, các nhà khoa học đã chứng minh điều đó hoàn toàn có cơ sở. Người ta có thể dùng một camera tốc độ cao để ghi lại sự rung động của một đồ vật bất kỳ ở trong phòng, sau đó dùng thuật toán để chuyển những rung động đó trở lại dạng âm thanh mà tai người có thể nghe được.

Bản chất âm thanh chính là sự rung động của không khí, không khí khi rung động với các cường độ khác nhau sẽ tạo ra những âm thanh khác nhau. Khi chúng ta nói hoặc mở nhạc ở trong phòng, âm thanh từ đó sẽ tạo ra những sóng rung động lan tỏa khắp căn phòng, tác động lực lên toàn bộ những đồ vật ở gần đó, đồ vật nào càng ở gần nguồn phát âm thanh thì lực tác động sẽ càng lớn, bị ảnh hưởng rung động càng nhiều.

Dựa trên cơ sở này, một nhóm các nhà nghiên cứu thuộc hai công ty lớn là Adobe, Microsoft và Học viện Công nghệ MIT đã cùng nhau thử nghiệm bằng cách dùng một máy quay tốc độ cao có thể quay đến 6.000 khung hình/giây để ghi lại những rung động nhỏ nhất của đồ vật khi bị các sóng âm tác động. Sau đó dùng thuật toán của máy tính để chuyển các rung động đó trở lại thành dạng âm thanh có thể nghe được. Bằng cách này, người ta hoàn toàn có thể ghi lại được âm thanh từ xa kể cả khi căn phòng được cách âm bằng cửa kính chuyên dụng.

Trong video dưới đây bạn sẽ thấy 3 trường hợp sau:

• Ghi lại âm thanh từ rung động của những lá cây.
• Ghi lại âm thanh từ rung động của một bịch bánh đặt trong phòng sử dụng cửa kính cách âm.
• Ghi lại âm thanh từ rung động của màng loa tai nghe.

Các thí nghiệm này cho thấy một kết quả rất đáng quan tâm bởi người ta có thể nghe rất rõ ràng đoạn nhạc đang được chơi ở trong phòng hay tai nghe máy tính, nó cũng có thể nghe được cả giọng nói của con người nhưng chất lượng lại khá tệ, khó mà nhận biết được ở mức độ từng từ một. Trong thí nghiệm cuối, người ta không dùng máy quay 6000fps nữa mà dùng một camera DSLR thông thường rồi ghi hình với tốc độ 60 khung hình/giây, chất lượng âm thanh lúc này tuy có tệ hơn nhưng vẫn có thể nghe được tiếng nhạc khá tốt.

Từ khóa liên quan:

Trích xuất âm thanh

rung động của vật thể

âm thanh rung động của vật thể

Bản chất của âm thanh

sự rung động của không khí

chuyển rung động thành âm thanh

ghi lại âm thanh từ xa

thuật toán máy tính