基本信息
- 項目名稱：
- 基于LabVIEW的激光竊聽聲音的分析及處理
- 小類：
- 信息技術(shù)
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 談到竊聽，人們常會想到安裝在電話、飾物等物品內(nèi)，各種形態(tài)各異的電子竊聽器，諸如微型話筒竊聽器、無線電波竊聽器、線路載波竊聽器、電話竊聽器等，而不易想到可以利用激光來竊聽。實際上，利用激光制成竊聽設(shè)備的技術(shù)有著其獨特的特點與應(yīng)用場合。同時我們將竊聽聲音信號通過LabVIEW軟件后期處理，實現(xiàn)聲音的降噪，播放，錄制。
- 詳細介紹：
- 激光竊聽主要是利用了激光方向性和單色性好的特點，激光發(fā)生器產(chǎn)生一束極細的激光，并將其發(fā)射到被竊聽房間的玻璃上，當房間里有人談話時，玻璃因受室內(nèi)聲音變化的影響而發(fā)生輕微的振動，并在玻璃表面產(chǎn)生聲壓，聲壓的大小和質(zhì)點與所處的位置有關(guān)，而玻璃表面的反應(yīng)只和直接作用在上面的局部聲壓成正比，因此玻璃會產(chǎn)生變形，使得激光在入射方向不變的情況下入射角得到變化?？梢酝ㄟ^光的反射定律、折射定律以及菲涅爾公式得知反射光的光功率也隨之變化。人們在室外的一定位置上，用激光接收器接收，并經(jīng)過濾波和放大，就能實現(xiàn)監(jiān)聽室內(nèi)人說話的功能。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 設(shè)計基本創(chuàng)新點該設(shè)備可以實現(xiàn)在不進入房間的情況下對目標進行不被察覺的監(jiān)聽。所需要的僅僅是一條射向目標窗口的光線。這一系統(tǒng)主要包括激光發(fā)射器和激光接收器，就能實現(xiàn)監(jiān)聽室內(nèi)人說話的功能。收到的聲音信號不是簡單的通過擴音器播放，而是通過聲卡采集后經(jīng)過LabVIEW的程序濾波，達到更清楚的接收效果。設(shè)計基本原理及技術(shù)關(guān)鍵激光竊聽主要是利用了激光方向性和單色性好的特點，激光發(fā)生器產(chǎn)生一束極細的激光，并將其發(fā)射到被竊聽房間的玻璃上，當房間里有人談話時，玻璃因受室內(nèi)聲音變化的影響而發(fā)生輕微的振動，并在玻璃表面產(chǎn)生聲壓，聲壓的大小和質(zhì)點與所處的位置有關(guān)，而玻璃表面的反應(yīng)只和直接作用在上面的局部聲壓成正比，因此玻璃會產(chǎn)生變形，使得激光在入射方向不變的情況下入射角得到變化?？梢酝ㄟ^光的反射定律、折射定律以及菲涅爾公式得知反射光的光功率也隨之變化。人們在室外的一定位置上，用激光接收器接收，并經(jīng)過濾波和放大，就能實現(xiàn)監(jiān)聽室內(nèi)人說話的功能。設(shè)計的主要技術(shù)關(guān)鍵在于對聲音信號的濾波處理以獲得更清晰的竊聽效果，電路中我們運用LM386集成運放實現(xiàn)對聲音信號功率的放大，通過相敏檢波器實現(xiàn)濾波功能。但是僅僅靠電路中的元件無法達到理想中的竊聽效果，所以我們用電腦聲卡采集聲音信號，在LabVIEW中設(shè)計一個帶通Chebyshev數(shù)字IIR濾波器，其階數(shù)為4階，最低截止頻率為200Hz，最高截止頻率為6KHz，通帶波紋為0.03dB，阻帶衰減為20dB，達到濾去電路噪聲和日光燈的低頻噪聲的效果。
科學性、先進性
- 激光竊聽其最大創(chuàng)新點是，在竊聽的房間里不需要安裝任何竊聽器就可以進行竊聽，這就克服了無法進入房間安裝竊聽器的困難，同時也避免了因竊聽器被查獲而被抓住把柄的危險。同時，由于發(fā)射的是人眼極難察覺的紅外激光，它不僅在白天可以使用，即使在夜間也同樣可以使用。雖然激光竊聽技術(shù)大大的優(yōu)于平常的竊聽技術(shù)，但它的實驗硬件簡單并易于實現(xiàn)。在信號的處理過程中我們不僅使用了電路對其進行降噪與放大處理，而且通過LabVIEW軟件進一步實現(xiàn)了聲音的優(yōu)化，同時降低了由電路降噪放大時產(chǎn)生的電路噪音，在監(jiān)聽端，我們不需要使用復雜的聲音分析設(shè)備，只要將采集到的聲音信號直接連接到電腦聲卡的輸入端即可，通過對LabVIEW軟件的簡單操作，就可以實現(xiàn)聲音的監(jiān)聽處理和錄制。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品；現(xiàn)場演示；圖片；錄像
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 1.將光學及電學知識簡潔實用的運用到實際生活中，并起到較好的激光竊聽效果。 2.充分使用虛擬儀器的PCI平臺，進行聲音信號的采集、處理與降噪。 3.通過虛擬儀器軟件，可以對于音頻進行盡可能詳細的優(yōu)化與分析。 4.將物理實驗與虛擬儀器的分析相結(jié)合，使得音頻數(shù)據(jù)更加的直觀容易理解。
同類課題研究水平概述
- 現(xiàn)今國內(nèi)外已經(jīng)有激光竊聽的出現(xiàn)，激光竊聽技術(shù)多數(shù)采用電路實現(xiàn)降噪功能。白天由于太陽光產(chǎn)生的光噪聲，對竊聽聲音信號會產(chǎn)生很大干擾，竊聽設(shè)備多數(shù)只能在特定條件下使用。夜間由于電路中線圈的存在，對低頻無線電波有較強的響應(yīng)，易受到廣播等干擾，且濾除有一定困難。本系統(tǒng)利用LabVIEW軟件實現(xiàn)降噪，避免了電路降噪所產(chǎn)生的電路噪聲的同時，對太陽光、日光燈、無線電波等噪聲干擾實現(xiàn)了較為理想的濾除，達到了較好的竊聽效果。
