Bien que la sensibilité et les performances des microphones se soient considérablement améliorées puisque Alexander Graham Bell a breveté pour la première fois eux, ils ont encore un gros inconvénient que les chercheurs de L’université de Carnegie Mellon peut-être finalement surmonté en utilisant un paire de caméras vidéo ordinaires.
Mettez un micro dans une pièce avec un groupe de musiciens, et tandis que vous capturerez chaque dernière note et nuance de leurs performances individuelles, vous vous retrouverez avec un seul enregistrement avec tout mélangé ensemble. Mais pour rendre cette performance encore meilleure, you idéalement veulent que chaque instrument et musicien soit capturé séparément, Ainsi, chaque performance peut être remixée par un ingénieur du son doté d’une oreille experte.
Des outils logiciels ont été développés pour extraire des sons individuels d’un enregistrement audio, mais les résultats ne sont tout simplement pas aussi bons que ceux que vous obtiendriez en capturant une source sonore avec un microphone. C’est pourquoi les tables de mixage sont souvent si gigantesques et élaborées : d’innombrables microphones avec des modèles de micros limités doivent être configurés pour capturer correctement chaque composant d’une performance musicale, des voix aux instruments, ce qui représente beaucoup d’équipement pour faire les choses correctement.
Il n’y a vraiment aucun moyen de reconcevoir les microphones pour différencier les vibrations sonores capturées se déplaçant dans l’air, c’est pourquoi les chercheurs de l’Université Carnegie Mellon Institut de robotique de l’École d’informatique se sont plutôt tournés vers les caméras vidéo. Jouez les cordes d’une guitare, et il produira non seulement des ondes sonores vibrant dans l’air, mais cela fera également vibrer la guitare elle-même dans le processus. Avec le bon équipement, ces vibrations peuvent être visualisées et analysées pour recréer les sons produits, même si aucun son n’est enregistré.
Les microphones optiques, comme on appelle ces systèmes de caméras, ne sont pas une idée nouvelle, mais ce que les chercheurs du CMU ont proposé et partagé dans un article récemment publié, “Détection optique des vibrations à double obturateur“est un moyen de les faire fonctionner à l’aide d’appareils photo bas de gamme et plus abordables.
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Le nouveau système fait briller une source de lumière laser brillante sur une surface vibrante, comme le corps d’une guitare, et capture les mouvements du motif moucheté de lumière résultant. Étant donné que la gamme de l’ouïe humaine peut détecter des sons oscillant aussi rapidement que 20 000 fois par seconde, les microphones optiques se sont généralement appuyés sur des caméras à haute vitesse coûteuses pour capturer les vibrations physiques oscillant tout aussi rapidement. Mais le nouveau système CMU utilise des caméras fonctionnant à seulement 63 images par seconde, ce qui manquerait apparemment les mouvements à grande vitesse d’une vibration se produisant 20 000 fois par seconde.
La percée intelligente ici est l’utilisation de deux types de caméras différents en même temps : une avec un obturateur global qui capture des images entières de vidéo, résultant en des motifs mouchetés distincts, et un avec un volet roulant qui capture les images ligne par ligne du haut vers le bas du capteur, ce qui entraîne des motifs mouchetés déformés qui contiennent en fait plus d’informations sur la façon dont ils se déplacent dans le temps.
À l’aide d’un algorithme personnalisé, les images capturées de chaque caméra peuvent être comparées les unes aux autres pour déterminer plus précisément les mouvements des motifs laser mouchetés vibrants jusqu’à 63 000 fois par seconde – ou aussi rapidement qu’une caméra haute vitesse coûteuse pourrait le faire.
L’approche permet d’extraire individuellement l’audio de plusieurs sources dans une seule vidéo, comme plusieurs musiciens jouant chacun leur propre guitare, ou même plusieurs haut-parleurs jouant tous une musique différente.
L’audio extrait n’est pas aussi clair ou haute fidélité que ce qu’un microphone traditionnel peut capturer, mais le microphone optique pourrait fournir aux ingénieurs de mixage un contrôle facile des instruments individuels pendant une performance en direct, et au fil du temps, il n’y a aucun doute sur la qualité de l’audio extrait continuera d’être amélioré. Le système a d’autres applications intéressantes en dehors de la musique. Une caméra vidéo surveillant toutes les machines d’une usine, ou dirigée vers le moteur d’une voiture en marche, pourrait déterminer quand des pièces ou des composants individuels émettent un son anormal, indiquant qu’une maintenance peut être nécessaire avant qu’un problème ne devienne réellement un problème.
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