背景与动机
随着智能系统的不断发展，对复杂声学事件的检测、分类和定位能力变得越来越重要。传统的声学信号测量方法依赖于麦克风作为传感器，然而这些方法在处理多声源信号时面临巨大挑战。多个声源在传播到传感器时会混合在一起，导致背景噪声和其他感兴趣的声学事件难以分离。
现有方法的局限性
近年来，研究者们提出了使用射频（RF）信号（如Wi-Fi和毫米波）直接从声源振动中感知声音的方法。这些方法虽然能从背景噪声中分离出声学事件，但无法同时监测多个声源。此外，一些RF模式（如Wi-Fi和RFID）由于带宽有限，无法实现高精度的距离分辨率，难以区分空间上接近的声学事件。
UWHear系统的提出
为了克服上述挑战，研究者们提出了UWHear系统，一个利用无线信号进行隔墙音频振动提取和分离的系统。该系统采用脉冲无线电超宽带（IR-UWB）技术，能够构建增强的音频感知系统，实现多声源的同时恢复和分离。
技术特点
IR-UWB技术：不同于连续波RF，UWHear采用IR-UWB技术，具有更高的带宽和更短的波长，从而实现更高的距离分辨率和穿透能力。这使得UWHear能够在一些非视距（NLOS）条件下工作。
多声源监测：UWHear能够同时监测并分离来自多个声源的声音，解决了传统方法无法同时处理多个声源的问题。
隔墙操作：IR-UWB无线电能够穿透轻质建筑材料，使得UWHear能够在非视距条件下操作，扩展了其应用场景。
原型实现：研究者们还利用商用现成的IR-UWB雷达实现了一个音频感知原型，验证了UWHear系统的可行性。
实验验证
实验结果表明，UWHear系统能够有效地分离两个相距仅25厘米的扬声器发出的声音内容。此外，UWHear还能捕捉和分离多个家用电器产生的声音和振动，同时免疫来自其他方向的非目标噪声。
应用前景
UWHear系统具有广泛的应用前景，包括但不限于智能家居和建筑中的声学事件监测、城市声学监控和噪声源识别、以及基于音频的活动识别以照顾老年人或残疾人等。
结论
UWHear系统通过采用IR-UWB技术，实现了多声源的同时恢复和分离，解决了传统声学信号测量方法的局限性。其实验结果验证了系统的有效性，并为智能系统的声学感知提供了新的思路。
