激光与红外

作者：孙学明

单位：北京电子科技学院,北京 100070；

关键词：激光麦克风;激光散斑;语音提取;主成分分析;机器学习

主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)法用于高速视觉的激光麦克风的音频信号重建,可从声场中轻质弹性物体表面的激光散斑动态变化中提取语音信息。将高速散斑视频中的一帧图像视为高维空间中的向量,顺序将视频图像堆栈成数据矩阵,利用PCA做特征提取,语音信息就存在于方差较大的主成分中,通常应用第一主成分就可以重建清晰的语音信号。实验表明,PCA对激光散斑颗粒尺度和灰度分布没有过多限制,即使在采样区域较小、反射物体材质不同的情况下,都可以重建人耳可分辨的语音信号。而且基于PCA的无监督机器学习算法特性,选取视频开始部分的帧图像做训练集,还可以提取含有音频信息的主成分的特征向量,作为后续视频图像向量的投影基,实现语音信号的快速提取。

来源：2022年第12期

《激光与红外》期刊编辑部

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