目標(biāo)物材料特性對(duì)激光語音獲取的影響研究

張宇澤，李麗艷，曾華林，周 燕

（中國科學(xué)院 半導(dǎo)體研究所光電系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室，北京100083）

引言

通過激光干涉獲取語音信息具有非接觸、實(shí)時(shí)測量、隱蔽性高等特點(diǎn)，可廣泛用于軍事、反恐等領(lǐng)域［1］。激光語音檢測系統(tǒng)能夠?qū)⒓す馔渡涞侥繕?biāo)物表面，通過檢測人說話時(shí)引起的目標(biāo)物振動(dòng)信號(hào)還原出語音信息，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離非接觸式語音獲取［2-4］。目前該技術(shù)已進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段。為了提高語音信息獲取性能，并滿足不同的環(huán)境條件，系統(tǒng)干涉光路的優(yōu)化和PGC解調(diào)算法的改進(jìn)一直是該領(lǐng)域的研究重點(diǎn)［5］。由于該語音檢測方法是通過聲致振動(dòng)的檢測來還原語音信號(hào)的［6］，因此目標(biāo)物的振動(dòng)特性將直接影響解調(diào)后的輸出結(jié)果［7］。本文以實(shí)驗(yàn)室自主研制的語音檢測系統(tǒng)為基礎(chǔ)，對(duì)目標(biāo)物材料特性進(jìn)行研究，分析了不同材料受聲波作用時(shí)的聲致振動(dòng)特性，從而判斷其對(duì)語音檢測的影響，為后續(xù)的系統(tǒng)性能改進(jìn)、目標(biāo)物選取及擴(kuò)大應(yīng)用范圍提供理論依據(jù)。

1 理論研究

1.1 系統(tǒng)原理

激光語音檢測系統(tǒng)的原理如圖1所示。波長為1 550nm的激光通過光纖分束器（FPBS）分成兩條光路：信號(hào)光路和參考光路。信號(hào)光經(jīng)過聲光調(diào)制器（AOM）調(diào)制后，通過準(zhǔn)直器2、分束鏡BS1和透鏡將激光投射到振動(dòng)目標(biāo)物表面，經(jīng)過漫反射返回到BS1后與BS2處的參考光束發(fā)生干涉。干涉信號(hào)經(jīng)過PGC解調(diào)算法解調(diào)后獲得語音信號(hào)。光電探測器接收到的干涉信號(hào)［5］為

式中：A為背景光強(qiáng)；B為干涉光強(qiáng)；C是相位調(diào)制幅度；ω0是調(diào)制頻率；……