[发明专利]光纤迈克尔逊语音监听系统及其噪声平稳的声音提取方法

权利要求书

1.一种基于光纤迈克尔逊语音监听系统的噪声平稳的声音提取方法，其特征在于，该语音监听系统的光路结构包括：窄带激光器，光环行器，第一光电探测器，第二光电探测器，第三光电探测器，3×3光纤耦合器，参考光纤，传感光纤，第一法拉第旋转镜和第二法拉第旋转镜；窄带激光器发射出相干光波，经过光环行器后进入3×3光纤耦合器，被3×3光纤耦合器分成三束相等功率的光，其中一束光通过打结的光纤时被耦合出纤芯；另外两束光作为探测光波分别进入参考光纤和传感光纤；其中第一探测光波1和第二探测光波2分别由第一法拉第旋转镜和第二法拉第旋转镜反射回来，再次进入3×3光纤耦合器并产生干涉；外界语音对光纤的作用被记录在传感光纤的相位中；相位信息通过第一光探测器、第二光探测器、第三光探测器的电压强度呈现出来；

方法具体步骤如下：

由于光电探测器的散粒噪声与进入光电探测器光强的平方根成正比，检测到的迈克尔逊干涉仪的三路干涉信号分别如下：

其中，E₀₁、E₀₂、E₀₃为传感光的振幅；为环境中的声音引起的相位变化，为传感光纤受到冲击后或温度变化引起的缓慢相位漂移，这种漂移会引发工作点的低频变化；ψ为3×3光纤耦合器引入的固定相位差，为2π/3；n_shi(t)为各光电探测器产生的散粒噪声，其中i＝1,2,3，A为交流项的放大系数，D为信号的直流量，它们取决于进入光电探测器的光强与光电探测器的偏置与放大电路的性质；

对这三路信号进行去直流、振幅归一化处理，表示为：

再对上述三路信号进行零相位低通滤波，分别得到

对于I_PD1*信号，先减去再除以散粒噪声的平方根系数，得到V₁：

在V₁中，这项反映了声音传感的灵敏度随工作点的漂移而变化的情况，把它记为VS；

当时，其中n＝0,1,2,…，

当时，其中n＝0,1,2,…，

由于是小量，所以当时，其中n＝0,1,2,…，声音传感的灵敏度较高；此时，V₁化简为：

对I_PD2*信号、I_PD3*信号，作同样的处理，则当时，其中n＝0,1,2,…，第二路、第三路的信号可以达到最大的声音灵敏度，得到：

最后，比较每一时刻的值，选取三者的中间值对应的V_i，其中i＝1,2,3值作为提取的声音信号。

2.根据权利要求1所述的声音提取方法，其特征在于，对于提取出的声音信号，进一步进行降采样、功率调整与滤波处理，转变为可播放的音频信号，从而实现语音监听。