用显微镜播放老唱片

作者: 章鱼喵

来源: 果壳网

发布日期: 2015-06-25 11:18:34

两位粒子物理学家利用显微镜和计算机技术,成功让破损的老唱片重获新生,通过图像处理和算法还原声音信息,保护了珍贵的音频资料。

如何倾听一张老唱片中的声音?你可能会说,只要找到一台留声机,把它播放出来就好了嘛。但实际情况却没有这么简单。现在,很多老唱片都面临着保存不善、折断破损的危机,如果这些记录载体损毁,其中的音频资料也将随之失传。而出手拯救这些老唱片的,则是两位在LHC(大型强子对撞机)工作的粒子物理学家。通过显微镜和计算机,他们让破损的老唱片也得以重获新生。

在照相机出现之前,艺术家们利用绘画和雕刻也可以较为精细地还原自己所看见的场景,而相比之下,记录和还原声音则要面临更多技术挑战。1860年,法国人斯科特第一次成功地将声音用现代方法记录了下来。他根据人耳的构造设计出了一架声波记录仪,其三个主要结构分别对应耳道、耳膜和听小骨。声音是机械振动,声波传送到仪器中,然后连接在一个膜上面的鬃毛类部件就可以把振动记录在涂有灯黑的纸张或者玻璃上。

通过这样的方式,斯科特得到了声波曲线记录图。这种记录图中确实包含着声音的信息,但它却无法被还原播放。在此之后,留声机的出现解决了还原声音记录的问题。爱迪生发明了圆筒式留声机,在蜡制成的圆筒中雕刻上深浅不一的“音轨”,播放时唱针在音轨的引导下运动,将振动信号还原。在那之后,蜡筒又被唱片所取代,越来越多的声音信息被记录在了其中。

参与解读老唱片工作的两位物理学家分别是卡尔·哈伯和维塔利·法捷耶夫。在一次开车时,哈伯恰好从广播中听到了一段对著名鼓手米奇·哈特的采访。采访中哈特提到,有大量记录在唱片中的音频老资料现在并没有得到足够好的保护。灵光一闪,哈伯意识到他们在LHC所用到的技术也是帮助这些老旧的音频资料重获生机。

这些记录声音的老文物可能已经断裂磨损无法播放,或者像斯科特留下的声波图那样,根本没有对应的播放器可用。但是声波振动的信息依然保留在那些音轨当中。如果我们可以清晰地拍下这些音轨的形态,然后使用图像处理的方法将照片上的信息提取出来,再用程序来模拟播放机的功能,这些图像就可以重新被转换成声音文件。

至今,IRENE项目已经有了不少成果,很多早期的声音记录,包括上面提到的那张记录声波的纸都已经被他们破解。下面,就让我们来听听这些在新技术帮助下重获生机的声音吧。这是斯科特留下的声音记录中的一段,记录的是一首名为“月光下”的法语歌曲。这也是人类历史上第一段可以被清晰解读的人声记录。

现在,这项“只看不摸”的读取技术,正在帮助很多图书馆的工作人员将一些珍贵的声音记录数字化。在科学家的努力之下,将来还会有更多昔日的声音和故事重新在我们耳边响起。

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