新计算机算法可辨别声音环境方向

　　假如把你蒙住眼睛放在一个陌生房间里，你打个响指听听动静，能否听出房间是什么形状格局?蝙蝠和海豚能用这种回声定位法在环境中辨别方向，有些盲人也能做到这一点。而据物理学家组织网6月18日报道，瑞士联邦理工学院视听通讯实验室(LCAV)科学家设计出一种计算机算法，通过分析来自4个麦克的声音，同样能完成这一任务。相关论文发表在本周的美国《国家科学院学报》上。

　　“我们的软件能构建出简单的空间凸起的3维地图，精确到几毫米。”该实验室博士后伊凡·多克曼尼克介绍说，而且麦克不必放在特殊位置，“每个麦克都会收集直接来自声源的声音和从不同墙壁返回的回声，然后这一算法会把每个麦克的信号进行比较。利用信号中显出的极微小滞后，不仅能算出各个麦克之间的距离，还能算出每个麦克到墙壁和声源之间的距离。”

　　把麦克收集的不同回声区别开是第一步，然后计算机会利用“欧式距离矩阵”来分析每个回声信号，还能分辨出回声是第一次还是第二次反弹回来的，并确定出每面墙壁独特的“识别标志”。

　　研究人员先在一个空房间里，利用“清洁”声源对这一算法进行了测试，房间中有活动墙壁可以改变位置，结果证明该方法是有效的。第二次实验在更复杂的环境——洛桑大教堂里，也取得了良好效果。在最新测试中，他们用了更多麦克，有望进一步改良结果。

　　这种方法具有广泛的应用。“建筑师可以用这种方法来设计房间。比如需要产生特殊音响效果的音乐会大厅或礼堂。” 多克曼尼克说，还可用于司法科学，声波可以对室内物体产生看不见的信息，如果一个人在房间里走来走去地打电话，利用这套设备记录，就能确定他是在哪里打的电话。此外还能利用移动设备推断GPS信号无法穿透墙壁的建筑物内的位置信息。“目前已经有许多应用，我们预见会更多，这只是开始。”