К экспериментальной проверке достоверности положений теории выявления следов цифровой обработки фонограмм
Рассмотрены методики и схемы проведения экспериментальной проверки положений теории выявления следов цифровой обработки фонограмм. Розглянуто методики і схеми проведення експериментальної перевірки положень теорії виявлення слідів цифрової обробки фонограм. The techniques and schemes for realizing e...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Реєстрація, зберігання і обробка даних |
|---|---|
| Дата: | 2004 |
| Автор: | |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут проблем реєстрації інформації НАН України
2004
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/50694 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | К экспериментальной проверке достоверности положений теории выявления следов цифровой обработки фонограмм / О.В. Рыбальский // Реєстрація, зберігання і оброб. даних. — 2004. — Т. 6, № 3. — С. 85-98. — Бібліогр.: 15 назв. — pос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859937732642471936 |
|---|---|
| author | Рыбальский, О.В. |
| author_facet | Рыбальский, О.В. |
| citation_txt | К экспериментальной проверке достоверности положений теории выявления следов цифровой обработки фонограмм / О.В. Рыбальский // Реєстрація, зберігання і оброб. даних. — 2004. — Т. 6, № 3. — С. 85-98. — Бібліогр.: 15 назв. — pос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Реєстрація, зберігання і обробка даних |
| description | Рассмотрены методики и схемы проведения экспериментальной проверки положений теории выявления следов цифровой обработки фонограмм.
Розглянуто методики і схеми проведення експериментальної перевірки положень теорії виявлення слідів цифрової обробки фонограм.
The techniques and schemes for realizing experimental checking the points of the theory for revealing traces of soundtracks digital processing are considered.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:09:44Z |
| format | Article |
| fulltext |
Технічні засоби отримання й обробки даних
ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2004, Т. 6, № 3 85
УДК 681.3
О. В. Рыбальский
Национальная академия внутренних дел Украины
К экспериментальной проверке достоверности положений
теории выявления следов цифровой обработки фонограмм
Рассмотрены методики и схемы проведения экспериментальной про-
верки положений теории выявления следов цифровой обработки фоно-
грамм.
Ключевые слова: цифровая обработка, аналоговая фонограмма, циф-
ровая фонограмма
Введение
В связи с угрозой предоставления в правоохранительные органы в качестве
доказательств фонограмм, обработанных с использованием цифровых техноло-
гий, в Национальной академии внутренних дел Украины (НАВДУ) при содейст-
вии сотрудников факультета электроники Национального технического универси-
тета Украины «КПИ» были разработаны положения теории выявления следов та-
кой обработки [1–9], а на этой основе созданы методы и средства проведения экс-
пертизы [10–13] и проведена их экспериментальная проверка [14, 15].
В процессе теоретических исследований были установлены способы прове-
дения такой обработки. Выявлено, что фонограммы могут быть обработаны либо
способом компиляции фрагментов в ПЭВМ с помощью звуковых редакторов, ли-
бо способом синтезации необходимого текста по заданным образцам голосов фи-
гурантов создаваемой фонограммы. При этом дополнительно могут использовать-
ся специфические приемы обработки сигналов [6, 7]. Однако, при использовании
любой из этих технологий, предварительно необходимо ввести в ПЭВМ фоно-
граммы с образцами речи фигурантов. Такие первичные фонограммы могут быть
записаны на цифровой аппаратуре записи аналоговых сигналов (ЦАЗАС) и введе-
ны в машину в цифровой или аналоговой форме (в зависимости от типа исполь-
зуемой аппаратуры записи) [1]. Таким же образом они могут быть выведены из
компьютера при перезаписи обработанной фонограммы на ЦАЗАС. Возможен
еще вариант перезаписи обработанной фонограммы по акустическому каналу [9].
Кроме того, в процессе создания обработанной фонограммы всегда используется
операция стробирования и вырезания фрагментов, поскольку, даже при исполь-
зовании способа синтезации, обработанная фонограмма должна содержать диалог
© О. В. Рыбальский
О. В. Рыбальский
86
как минимум двух лиц [6–8]. Применение всех этих операций при обработке фо-
нограмм приводит к неизбежному образованию ее следов в виде искажений фор-
мы обрабатываемых сигналов и, как следствие, искажениям их спектрального со-
става [1–9].
При теоретической проработке проблемы был использован метод декомпози-
ции процесса обработки фонограмм и на аналитических моделях подтверждены
выдвинутые факты, тезисы, гипотезы и концепция обработки фонограмм, а также
установлена закономерность, свойственная проявлению следов цифровой обра-
ботки в фонограммах [3, 5]. Также была установлена принципиальная пригод-
ность вейвлет-анализа (и непригодность классического время-частотного анализа,
построенного на кратковременном преобразовании Фурье) для проведения такой
экспертизы и показано, что наиболее пригодными для выявления следов цифро-
вой обработки являются комплексные вейвлеты, в частности, вейвлет Морле,
сконструированный из гауссиана [2, 5, 15]. На этой базе были разработаны мето-
ды и средства выявления следов цифровой обработки аналоговых и цифровых
фонограмм (АФ и ЦФ соответственно) [10–13]. Этим средством стала специали-
зированная программа Academy, входящая в аппаратно-программный комплекс
«Теорема-1», и предназначенная для выявления следов цифровой обработки в АФ
и ЦФ.
Затем следовало экспериментально проверить достоверность теоретических
положений и способность созданных методов и средств выявлять следы цифровой
обработки АФ и ЦФ. При этом требовалось охватить все способы обработки фо-
нограмм и экспериментально подтвердить действенность разработанной теории,
методов и аппаратуры контроля их аутентичности.
Предметом статьи является рассмотрение целей, задач, методик и схем про-
ведения экспериментов, подтвердивших правильность разработанной теории и
работоспособность созданных экспертных методов и средств выявления следов
цифровой обработки фонограмм. Основные результаты экспериментов опублико-
ваны в работах [14, 15].
Основная часть
Целями проведенных экспериментов являлись:
1) проверка достоверности теоретических положений, выведенных в теорети-
ческих работах;
2) проверка достаточности разрешающей способности специализированного
программного обеспечения выявления следов цифровой обработки фонограмм
[10, 11], созданного в соответствии с разработанной теорией;
3) экспериментальная отработка режимов и методики выявления информа-
тивных признаков цифровой обработки АФ и ЦФ при проведении экспертных ис-
следований аутентичности АФ и ЦФ [15].
Поставленные цели были реализованы путем решения ряда задач в процессе
проведения экспериментов.
1. Разработка методик и схем проведения экспериментов, охватывающих все
модели обработки фонограмм, рассмотренные в [1–9].
К экспериментальной проверке достоверности
положений теории выявления следов цифровой обработки фонограмм
ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2004, Т. 6, № 3 87
2. Проведение экспериментов в соответствии с разработанными методиками
и схемами на разных типах и видах аппаратуры звукозаписи (с отработкой опти-
мальных режимов и методики анализа фонограмм).
Экспериментальные исследования на речевых сигналах проводились в два
этапа. На первом этапе проверялась эффективность предложенного метода для
выявления по вейвлет-портретам информативных признаков цифровой обработки
АФ и ЦФ при разных моделях ввода/вывода информации в аппаратуру звукозапи-
си и ПЭВМ при различных видах обработки фонограмм.
На втором этапе проверялась возможность выявления следов цифровой обра-
ботки, при условии перезаписи обработанной фонограммы по акустическому ка-
налу.
Исследования проводились на различных типах и экземплярах ПЭВМ,
ЦАЗАС и аналоговой аппаратуры магнитной записи (ААМЗ). В частности, ис-
пользовались цифровые диктофоны типа Finctronic зав № 021, Samsung SVR-S820
№ 820S2301978, Samsung SVR-S820 № 820S2900147, Toshiba, Memory Recorder
DMR-SX1, зав. № 111283, Toshiba memory recorder DMR-SX-2 зав. № 375340,
цифровая аппаратура магнитной записи (ЦАМЗ) ARCHOS Jukerbox Recorder 10
MP 3 Player/Recorder, JBR HD 10 s/n 022302507 BF. Для аналоговой звукозаписи
использовались диктофоны OLYMPUS Pearlcorder S724, зав. № 242977UGP,
OLYMPUS Pearlcorder L400, зав. № 317203 URA и магнитофон Marantz mod
PMD221, зав. № AKE9T2-RC-N. Для проведения экспериментов использовались
экспериментальные образцы аппаратно-программного комплекса «Теорема-1», в
который входит специализированное программное обеспечение Academy [10].
Комплекс разработан в НАВДУ в соответствии с предложенными теоретическими
положениями. Предпосылкой его создания являлись предварительные экспери-
ментальные исследования, проведенные в программе MatLab [15].
В процессе проведения экспериментов было снято более 300 вейвлет-порт-
ретов, преобразованных в программе Academy в графические спектрограммы [11].
Они были получены при записи, обработке и перезаписи речевых сигналов на
разных аппаратах.
Первый этап исследований был разбит на два отдельных подэтапа. Первый
подэтап исследований состоял из двух экспериментов, в первом из которых про-
верялась правильность теории и достаточность разрешающей способности ком-
плекса для выявления следов цифровой обработки АФ при условии ввода фоно-
граммы для обработки в ПЭВМ по аналоговому входу/выходу. Во втором — пра-
вильность теории и достаточность разрешающей способности комплекса для вы-
явления следов цифровой обработки АФ при условии ввода фонограммы для об-
работки в ПЭВМ по цифровому входу/выходу. В процессе его проведения были
отработаны режимы проведения анализа и методика выполнения экспертных ис-
следований АФ.
Эксперименты проводились по следующей методике.
1. На ЦАЗАС и ААМЗ одновременно записывался речевой сигнал в виде сво-
бодного разговора нескольких лиц. Запись проводилась через встроенные микро-
фоны аппаратуры, используемой в эксперименте.
О. В. Рыбальский
88
2. Записанный на ЦАЗАС сигнал через аналоговый (для первого эксперимен-
та) и цифровой (для второго эксперимента) выход подавался на вход звуковой
карты ПЭВМ и записывался в накопитель на жестком магнитном диске (НЖМД)
компьютера в программе Cool Pro 98. Разрядность преобразования при записи
сигналов в программе Cool Pro 98 выбиралась равной разрядности в ЦАЗАС. Час-
тота дискретизации (ЧД) при записи сигналов в программе Cool Pro 98 выбира-
лась из стандартного ряда частот, имеющихся в программе, в том числе и равной
номинальной ЧД в ЦАЗАС (исключение составляла только максимальная для
данной звуковой карты ЧД, т.к. на ней вводится информация для снятия вейвлет-
портретов).
Записанные фонограммы подвергались обработке в программе Cool Pro 98 и
записывались на НЖМД ПЭВМ под своим именем.
3. Из программы Cool Pro 98 обработанная фонограмма через ФНЧ ПЭВМ и
линейный вход аналогового магнитофона переписывалась на ААМЗ. Переписан-
ный на ААМЗ сигнал воспроизводился и вводился в ПЭВМ через линейный вход
звуковой карты с ЧД, максимально возможной для ее типа при разрядности оциф-
ровки, равной разрядности ЦАЗАС.
4. Из введенного в ПЭВМ речевого сигнала каждого из дикторов, речь кото-
рых записана на фонограмме, отбирались участки, содержащие стационарный
процесс (как правило, это фрагменты сигналов гласных, йотированных и твердых
согласных звуков). Они выделялись и записывались на НЖМД в виде отдельных
файлов, предназначенных для последующего анализа.
5. Полученные таким образом отдельные файлы загружались в окно вейвлет-
анализа в программе Academy, где снимались их вейвлет-портреты, по которым в
этой же программе рассчитывались эквиваленты спектрограмм.
6. Речевой сигнал, записанный первоначально на ААМЗ, также вводился в
ПЭВМ в программе Cool Pro 98. Этот сигнал вводился с той же ЧД и разрядно-
стью, что и сигнал с выхода ААМЗ по п. 2 настоящей методики. Из него также
выделялись в отдельные файлы те же фрагменты сигналов тех же звуков, произ-
несенных тем же диктором. Они так же загружались в окно вейвлет-анализа в
программе Academy, где снимались их вейвлет-портреты, по которым в этой же
программе рассчитывались эквиваленты спектрограмм, при тех же параметрах
анализа, что и для п. 4 данной методики.
7. Сравнивались спектрограммы сигналов, воспроизведенных с фонограммы,
содержащей следы цифровой обработки, и фонограммы, не содержащей таких
следов. В процессе получения спектрограмм уточнялись оптимальные режимы
анализа с целью выбора тех из них, что обеспечивают наибольшую разрешающую
способность при приемлемом времени обработки. Критерием пригодности
спектрограмм, полученных из вейвлет-портретов, для выявления следов цифро-
вой обработки АФ служило наличие устойчивого различия между спектрограм-
мами сигналов, воспроизведенными с обработанных и не обработанных фоно-
грамм, которое отвечает выявленным в [1–9] информативным признакам цифро-
вой обработки АФ.
Эксперименты проводились на различных экземплярах нескольких типов
ЦАЗАС и ААМЗ.
К экспериментальной проверке достоверности
положений теории выявления следов цифровой обработки фонограмм
ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2004, Т. 6, № 3 89
Схема проведения первого эксперимента первого подэтапа первого этапа
приведена на рис. 1, а второго — на рис. 2.
Рис. 1. Схема проведения эксперимента для аналогового ввода фонограммы в ПЭВМ
и перезаписи обработанной фонограммы на ААМЗ
Рис. 2. Схема проведения эксперимента для цифрового ввода фонограммы в ПЭВМ
и перезаписи обработанной фонограммы на ААМЗ
На втором подэтапе первого этапа исследований проверялась достаточность
разрешающей способности комплекса для выявления следов цифровой обработки
ЦФ. В процессе его проведения были отработаны режимы проведения анализа и
методика выполнения экспертных исследований ЦФ при разных моделях их вво-
да/вывода в ЦАЗАС и ПЭВМ и разных видах обработки.
Этот эксперимент проводился по следующей методике.
1. На ЦАЗАС записывался речевой сигнал в виде свободного разговора не-
скольких лиц. Запись проводилась через встроенные микрофоны ЦАЗАС, исполь-
зуемой в эксперименте.
2. Записанные на ЦАЗАС сигналы через аналоговые и цифровые входы/вы-
ходы подавались на вход звуковой карты ПЭВМ и записывались на НЖМД ком-
пьютера в программе Cool Pro 98 (в случае аналогового ввода фонограмм). Раз-
рядность преобразования при записи сигналов в программе Cool Pro 98 выбира-
лась равной разрядности в ЦАЗАС. ЧД при записи сигналов в программе Cool Pro
98 выбиралась из стандартного ряда частот, имеющихся в программе, в том числе
и равной номинальной ЧД в ЦАЗАС (исключение составляла только максималь-
Звуковая
среда ЦАЗАС ФНЧ
ПЭВМ
ФНЧ ААМЗ
ФНЧ
ФНЧ
Звуковая
среда ЦАЗАС
ПЭВМ
ААМЗ ФНЧ
О. В. Рыбальский
90
ная для данной звуковой карты ЧД, т.к. на ней вводилась информация для снятия
вейвлет-портрета). Записанные фонограммы подвергались обработке в программе
Cool Pro 98 и записывались на НЖМД ПЭВМ под своим именем.
3. Из программы Cool Pro 98 обработанная фонограмма через ФНЧ ПЭВМ,
линейный (для случая аналогового вывода) и цифровой входы/выходы переписы-
валась на ЦАЗАС. Переписанные на ЦАЗАС сигналы воспроизводились и вводи-
лись в ПЭВМ через линейный вход звуковой карты с ЧД, максимально возмож-
ной для ее типа при разрядности оцифровки, равной разрядности ЦАЗАС.
4. Из введенных в ПЭВМ речевых сигналов каждого из дикторов, речь кото-
рых записана на фонограммах, отбирались участки, содержащие стационарный
процесс. Они выделялись и записывались на НЖМД в виде отдельных файлов,
предназначенных для последующего анализа.
5. Полученные таким образом отдельные файлы загружались в окно вейвлет-
анализа в программе Academy, где снимались их вейвлет-портреты, по которым в
этой же программе рассчитывались эквиваленты спектрограмм.
6. Фонограммы, записанные первоначально на ЦАЗАС, также вводились в
ПЭВМ в программе Cool Pro 98. Эти фонограммы вводились с той же ЧД и раз-
рядностью, что и фонограммы с выхода ЦАЗАС по п. 3 настоящей методики. Из
них также выделялись в отдельные файлы те же фрагменты сигналов тех же зву-
ков, произнесенных тем же диктором. Они так же загружались в окно вейвлет-
анализа в программе Academy, где снимались их вейвлет-портреты, по которым в
этой же программе рассчитывались эквиваленты спектрограмм при тех же пара-
метрах анализа, что и для п. 5 данной методики.
7. Сравнивались спектрограммы сигналов, воспроизведенных с фонограммы,
содержащей следы цифровой обработки, и фонограммы, не содержащей таких
следов. В процессе получения спектрограмм уточнялись оптимальные режимы
анализа с целью выбора тех из них, что обеспечивают наибольшую разрешающую
способность при приемлемом времени обработки. Критерием пригодности
вейвлет-портретов для выявления следов цифровой обработки служило наличие
устойчивого различия между спектрограммами сигналов, записанных и воспроиз-
веденных на различных типах аппаратов с обработанных и не обработанных фо-
нограмм, отвечающее выявленным информативным признакам цифровой обра-
ботки ЦФ [1–9]. Эксперименты проводились на различных экземплярах несколь-
ких типов ЦАЗАС.
Схемы проведения первого и второго экспериментов второго подэтапа перво-
го этапа исследований показаны на рис. 3 и 4 соответственно.
Второй этап исследований также проводился двумя подэтапами, состоящими
из отдельных экспериментов. Их проведение дало ответы на ряд вопросов, кото-
рые не могли быть решены теоретически, ввиду вариативности акустического ка-
нала передачи звуковой информации [9].
1. Возможность выявления следов цифровой обработки цифровых и аналого-
вых фонограмм при условии перезаписи обработанной цифровой фонограммы по
акустическому каналу на ААМЗ или ЦАЗАС для разных вариантов ввода цифро-
вой фонограммы в ПЭВМ с целью ее обработки.
К экспериментальной проверке достоверности
положений теории выявления следов цифровой обработки фонограмм
ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2004, Т. 6, № 3 91
Рис. 3. Схема проведения эксперимента для ввода фонограммы в ПЭВМ
и перезаписи обработанной фонограммы на ЦАЗАС в аналоговой форме
Рис. 4. Схема проведения эксперимента для ввода фонограммы в ПЭВМ
и перезаписи фонограммы на ЦАЗАС в цифровой форме
2. Сохранность тех же информативных признаков в обработанных фонограм-
мах в случае их перезаписи на ААМЗ и ЦАЗАС по акустическому каналу для раз-
ных вариантов ввода цифровой фонограммы в ПЭВМ с целью ее обработки. Со-
хранность критериев пригодности вейвлет-портретов для выявления следов циф-
ровой обработки фонограмм, переписанных по акустическому каналу.
3. Появление или отсутствие дополнительных признаков следов цифровой
обработки в фонограммах, переписанных по акустическому каналу.
В экспериментах первого подэтапа второго этапа были получены ответы на
поставленные вопросы и проверена достаточность разрешающей способности
комплекса для выявления следов цифровой обработки АФ при условии ввода пер-
вичной ЦФ для обработки в ПЭВМ в аналоговой и цифровой форме и перезаписи
обработанной в ПЭВМ фонограммы на ААМЗ по акустическому каналу. В про-
цессе проведения эксперимента определялись режимы анализа и методики прове-
дения экспертизы АФ.
Эксперименты проводились на различных экземплярах нескольких типов
ААМЗ и ЦАЗАС. Для обработки и перезаписи обработанных фонограмм приме-
нялись три ПЭВМ с различными звуковыми картами и звуковыми колонками раз-
ных типов. Перезапись проводилась в разных помещениях.
Методика проведения этих экспериментов ничем не отличается от двух пре-
дыдущих, за исключением перезаписи из ПЭВМ обработанной фонограммы через
Звуковая
среда ЦАЗАС ФНЧ
ПЭВМ
ЦАЗАС
ФНЧ
ФНЧ
ФНЧ
Звуковая
среда ЦАЗАС
ПЭВМ
ЦАЗАС
О. В. Рыбальский
92
звуковые колонки и встроенные микрофоны ААМЗ и ЦАЗАС, использованные в
эксперименте.
Схемы проведения экспериментов первого подэтапа второго этапа исследо-
ваний показаны соответственно на рис. 5 и 6.
Рис. 5. Схема проведения эксперимента для аналогового ввода цифровой фонограммы в ПЭВМ
и перезаписи обработанной фонограммы на ААМЗ по акустическому каналу
Рис. 6. Схема проведения эксперимента для цифрового ввода цифровой фонограммы в ПЭВМ
и перезаписи обработанной фонограммы на ААМЗ по акустическому каналу
В экспериментах второго подэтапа второго этапа были получены ответы на
поставленные вопросы и проверена достаточность разрешающей способности
комплекса для выявления следов цифровой обработки ЦФ при условии ввода
цифровой фонограммы в ПЭВМ в аналоговой и цифровой формах и перезаписи
обработанной в ПЭВМ фонограммы на ЦАЗАС по акустическому каналу. В про-
цессе проведения экспериментов определялись режимы анализа и методики про-
ведения экспертизы ЦФ.
Эксперименты проводились в тех же условиях, что и первый подэтап второго
этапа.
Схемы проведения первого и второго экспериментов второго подэтапа второ-
го этапа показаны на рис. 7 и 8 соответственно.
Проведенные эксперименты, проиллюстрированные рис. 9–13, подтвердили
достоверность разработанных положений теории [5] выявления следов цифровой
обработки фонограмм, рассмотренных в [1–9].
Факт невозможности гарантированного выявления следов цифровой обра-
ботки в фальсифицированных фонограммах, известными методами, используе-
мыми в широкой экспертной практике.
Звуковая
среда ЦАЗАС ФНЧ
ПЭВМ
Гр. ААМЗ
ФНЧ
Звуковая
среда ЦАЗАС
ПЭВМ
ААМЗ
ФНЧ
Гр.
К экспериментальной проверке достоверности
положений теории выявления следов цифровой обработки фонограмм
ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2004, Т. 6, № 3 93
Рис. 7. Схема проведения эксперимента для аналогового ввода цифровой фонограммы в ПЭВМ
и перезаписи обработанной фонограммы на ЦАЗАС по акустическому каналу
Рис. 8. Схема проведения эксперимента для цифрового ввода цифровой фонограммы в ПЭВМ
и перезаписи обработанной фонограммы на ЦАЗАС по акустическому каналу
Тезис 1. Вероятность совпадения частот дискретизации устройств, участ-
вующих в процессе цифровой обработки при фальсификации или копировании
фонограмм, ничтожно мала (2,3·10–10) [5].
Тезис 2. Вероятность совпадения уровней квантования с технологическими
дефектами квантователей устройств, участвующих в процессе цифровой обработ-
ки при фальсификации или копировании фонограмм, ничтожно мала (4·10–11) [5].
Концепция. Фальсификация или копирование цифровой фонограммы воз-
можны только при условии использования не менее двух различных цифровых
устройств.
Гипотеза 1. При проверке аутентичности цифровых фонограмм следует ис-
пользовать сигналы, воспроизводимые на аналоговом выходе цифровой аппара-
туры записи аналоговых сигналов.
Гипотеза 2. Следы цифровой обработки фонограммы проявляются в виде ис-
кажений формы и, следовательно, спектра аналоговых сигналов, получаемых при
воспроизведении на аналоговом выходе аппаратуры звукозаписи фонограммы,
обработанной в цифровой форме.
Гипотеза 3. В спектре обработанного в цифровой форме аналогового сигна-
ла, при использовании для монтажа фонограммы операции стробирования фраг-
ментов с целью их последующей компиляции, появляются искажения, обуслов-
ленные влиянием стробирующего сигнала.
Звуковая
среда ЦАЗАС ФНЧ
ПЭВМ
Гр. ЦАЗАС
ФНЧ
Звуковая
среда ЦАЗАС
ПЭВМ
ЦАЗАС
ФНЧ
Гр.
О. В. Рыбальский
94
Гипотеза 4. Реализация средств гарантированного выявления искажений
формы и спектра обработанных сигналов, содержащихся в фонограмме, при ис-
пользовании время-частотного анализа, построенного на классическом кратко-
временном преобразовании Фурье, технически невозможна.
Гипотеза 5. Реализация средства гарантированного выявления искажений
формы и спектра обработанных сигналов, содержащихся в фонограмме, обеспе-
чивается применением микроволнового время-частотного анализа. Для построе-
ния такого анализатора целесообразно использовать комплексную функцию Морле.
Гипотеза 6. Проверка аутентичности фонограмм должна производится путем
сравнения искажений формы и спектра стационарных сигналов, выделяемых из
речевой информации, содержащейся в спорной и образцовой фонограммах
Закономерность неизбежного увеличения числа искажений формы и спек-
тральных компонент, выделенных из сигналов, воспроизведенных с обработанной
в цифровой форме фонограммы, относительно числа этих искажений и компо-
нент, выделенных из аналогичных сигналов, воспроизведенных с фонограммы, не
подвергавшейся такой обработке.
Эта закономерность принята в качестве информативного признака следов
цифровой обработки фонограмм.
Рис. 9. Спектрограммы сигналов длительностью 36 выборок на период, выделенных из образцовой
(1) и обработанной (2) фонограмм. Образцовая фонограмма записана на ААМЗ «Marantz-221» на
скорости транспортирования носителя 4,76 см/с и введена в ПЭВМ по аналоговому входу при час-
тоте дискретизации 48 кГц, оцифровке 16 разрядов. Обработанная фонограмма записана на
ЦАЗАС «Toshiba» (8 кГц, 16 разрядов), введена по аналоговому входу в ПЭВМ (8 кГц, 16 разря-
дов) и перезаписана на ААМЗ «Marantz-221» через ПЭВМ на скорости транспортирования носи-
теля 4,76 см/с. Ввод в ПЭВМ для анализа — 48 кГц, при оцифровке 16 разрядов
1
2
К экспериментальной проверке достоверности
положений теории выявления следов цифровой обработки фонограмм
ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2004, Т. 6, № 3 95
Рис. 10. Спектрограммы сигналов длительностью 18 выборок на период, выделенных из ориги-
нальной записи (1), записанной на ЦАЗАС «Toshiba», и перезаписи (2) на эту же ЦАЗАС через
ПЭВМ (частота ввода в ПЭВМ при перезаписи — 44,1 кГц, оцифровка — 16 разрядов). Пере-
запись по аналоговому входу/выходу
Рис. 11. Спектрограммы сигналов длительностью 28 выборок, выделенных из оригинальной (1),
записанной на ЦАЗАС «Toshiba», и обработанной (2) фонограмм при цифровом вводе/выводе в
ПЭВМ и ЦАЗАС при перезаписи фальсификата. В области параметра a = (1,5–3,5) видны явные
различия в количестве спектральных составляющих. Ввод в ПЭВМ и вывод фонограммы при пе-
резаписи производился в формате dmr, обработка — в формате wav. В ЦАЗАС фонограммы запи-
саны в формате dmr. Ввод в ПЭВМ для анализа на частоте 48 кГц при 16-разрядной оцифровке
2
1
1 2
О. В. Рыбальский
96
Рис. 12. Спектрограммы сигналов длительностью 20 выборок, выделенных из образцовой (1), за-
писанной на ААМЗ «Olympus-L400» (ввод для анализа на ЧД 48 кГц, оцифровка 16 разрядов), и
обработанной (2) фонограмм. Обработанная фонограмма записана на этой же ЦАЗАС «Samsung»,
введена в ПЭВМ для обработки (ЧД — 8 кГц, оцифровка — 16 разрядов) и переписана по акусти-
ческому каналу на ААМЗ. Частота дискретизации при анализе 48 кГц, 16 разрядов
Рис. 13. Спектрограммы сигналов длительностью 18 выборок на период образцовой (1) и обрабо-
танной (2) фонограмм. Образцовая фонограмма записана на ЦАЗАС «Toshiba» (8 кГц, 16 разря-
дов). Обработанная фонограмма записана на этой же ЦАЗАС при той же частоте и оцифровке,
введена в ПЭВМ для обработки с этими же параметрами. Перепись из ПЭВМ по акустическому
каналу. Ввод в ПЭВМ для анализа на 48 кГц при 16-разрядной оцифровке
1
2
1
2
К экспериментальной проверке достоверности
положений теории выявления следов цифровой обработки фонограмм
ISSN 1560-9189 Реєстрація, зберігання і обробка даних, 2004, Т. 6, № 3 97
В результате проведенных экспериментов, описанных в [14, 15], было уста-
новлено следующее.
1. Достоверность положений теории выявления следов цифровой обработки
фонограмм подтверждается экспериментально.
2. Разрешающая способность комплекса «Теорема-1», разработанного на базе
данной теории, достаточна для выявления следов цифровой обработки фоно-
грамм, независимо от способов их ввода/вывода в ПЭВМ и аппаратуру звукозапи-
си, последующей перезаписи и способов обработки. Обеспечивается 100 % выяв-
ляемость следов цифровой обработки фонограмм.
4. Наиболее оптимальным режимом проведения исследований следует при-
знать: диапазон сканирования параметра а — от 0,1 до 15; дискретность шага ска-
нирования параметра а — 0,01. При этом время анализа (при использовании для
анализа вейвлета Морле в программе Academy) стационарного сигнала длиной до
200 выборок не превышает 3 мин для ПЭВМ среднего быстродействия (850 МГц).
5. Информативные признаки цифровой обработки фонограмм, найденные в
процессе теоретической разработки, проявляются в вейвлет-портретах и получен-
ных из них эквивалентов спектрограмм, а их проявление носит устойчивый ха-
рактер.
6. Проявлением информативных признаков цифровой обработки аналоговых
и цифровых фонограмм в спектрограммах, полученных из вейвлет-портретов ис-
следуемых сигналов, являются изменение числа спектральных компонент на
спектрограмме обработанной фонограммы относительно спектрограммы сигна-
лов, не подвергавшихся цифровой обработке.
7. Предложенный метод анализа аутентичности фонограмм пригоден для вы-
явления следов цифровой обработки аналоговых и цифровых фонограмм при про-
ведении экспертизы.
Вывод
Предложенные методики и схемы проведения экспериментальной проверки
достоверности положений теории выявления следов цифровой обработки фоно-
грамм и созданных на этой базе методов и средств экспертизы обеспечили прове-
дение проверки всех рассмотренных в [1–9] способов цифровой обработки анало-
говых и цифровых фонограмм.
1. Рыбальский О.В., Жариков Ю.Ф. Современные методы проверки аутентичности магнит-
ных фонограмм в судебно-акустической экспертизе. — К.: НАВСУ, 2003. — 300 с.
2. Рыбальский О.В., Мовчан Т.В. Особенности применения вейвлет-анализа при проведении
экспертиз подлинности цифровых фонограмм // Реєстрація, зберігання і оброб. даних. — 2003. —
Т. 5, № 1. — С. 22–31.
3. Рыбальский О.В. К основам теории выявления следов цифровой обработки фонограмм //
Защита информации: Сб. труд. НАУ. — К.: КМУЦА, 2004. — Вып. 11. — С. 50–56.
4. Рыбальский О.В., Мовчан Т.В. Неизбежные следы монтажа цифровых сигналограмм //
Реєстрація, зберігання і оброб. даних. — 2002. — Т. 4, № 2. — С. 51–61.
О. В. Рыбальский
98
5. Рибальський О.В. До основ теорії виявлення слідів цифрової обробки фонограмм: Зб. наук.
пр. Військового інституту телекомунікацій та інформатизації НТУУ «КПІ». — К., 2004. — № 4. —
С. 126–135.
6. Рыбальский О.В. Модели нестандартных способов обработки цифровых фонограмм //
Реєстрація, зберігання і оброб. даних. — 2003. — Т. 5, № 4. — С. 25–32.
7. Рыбальский О.В., Тимко Е.В., Усков К.Ю. Выявление следов цифровой обработки цифро-
вых фонограмм, проведенной с перекодировкой форматов // Реєстрація, зберігання і оброб. даних.
— 2004. — Т. 6, № 1. — С. 99–109.
8. Богданов О.М., Геранін В.О., Рибальський О.В. Методологія розробки основ теорії вияв-
лення слідів цифрової обробки фонограм та її деякі аспекти // Правове, нормативне, метрологічне
забезпечення систем захисту інформації в Україні. — 2004. — Вип. 8. — С. 27–28.
9. Рибальський О.В. Щодо необхідності дослідження можливості виявлення цифрової
підробки магнітної сигналограми з використанням акустичного тракту при її перезапису // Науко-
вий вісник Національної академії внутрішніх справ України. Ч. 2. — К.: НАВСУ. — 2002. — № 3.
— С. 70–77.
10. Рыбальский О.В. Программа для выявления следов цифровой обработки аналоговых и
цифровых фонограмм при проведении судебно-акустической экспертизы // Реєстрація, зберігання і
оброб. даних. — 2003. — Т. 5, № 3. — С. 50–56.
11. Рыбальский О.В. Метод получения графиков текущих спектров сигналов из их вейвлет-
портретов // Захист інформації. — К.: КМУЦА. — 2004. — № 1. — С. 51–56.
12. Пат. України. МПКВ G 11 b 27/00, 27/36. Спосіб ідентифікації цифрової апаратури запису
аналогових сигналів та перевірки автентичності цифрових сигналограмм / Рибальський О.В.,
Жаріков Ю.Ф., Орлов Ю.Ю., Геранін В.О., Писаренко Л.Д., Мовчан Т.В., Кирюша Б.А. (Україна).
— № 54627.
13. Рибальський О.В. Умови реалізації комплексу для виявлення слідов цифровой обробки
аналогових і цифрових фонограм // Зб. наук. пр. Військового інституту телекомунікацій та
інформатизації НТУУ «КПІ». — К., 2004. — № 1. — С. 124–127.
14. Рибальський О.В. Застосування вейвлет-аналізу для виявлення слідів цифрової обробки
аналогових і цифрових фонограм у судово-акустичній експертизі. — К.: НАВСУ, 2004. — 165 с.
15. Рыбальский О.В., Мовчан Т.В., Писаренко Л.Д., Путилов Ю.В. Выявление признаков об-
работки цифровых фонограмм с помощью вейвлет-анализа сигналов // Реєстрація, зберігання і
оброб. даних. — 2002. — Т. 4, № 3. — С. 89–103.
Поступила в редакцию 13.04.2004
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-50694 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1560-9189 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:09:44Z |
| publishDate | 2004 |
| publisher | Інститут проблем реєстрації інформації НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Рыбальский, О.В. 2013-10-28T00:39:24Z 2013-10-28T00:39:24Z 2004 К экспериментальной проверке достоверности положений теории выявления следов цифровой обработки фонограмм / О.В. Рыбальский // Реєстрація, зберігання і оброб. даних. — 2004. — Т. 6, № 3. — С. 85-98. — Бібліогр.: 15 назв. — pос. 1560-9189 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/50694 681.3 Рассмотрены методики и схемы проведения экспериментальной проверки положений теории выявления следов цифровой обработки фонограмм. Розглянуто методики і схеми проведення експериментальної перевірки положень теорії виявлення слідів цифрової обробки фонограм. The techniques and schemes for realizing experimental checking the points of the theory for revealing traces of soundtracks digital processing are considered. ru Інститут проблем реєстрації інформації НАН України Реєстрація, зберігання і обробка даних Технічні засоби отримання і обробки даних К экспериментальной проверке достоверности положений теории выявления следов цифровой обработки фонограмм До експериментальної перевірки достовірності положень теорії виявлення слідів цифрової обробки фонограм To Experimental Checking the Reliability of Points of the Theory for Revealing Rraces of Soundtracks Digital Processing Article published earlier |
| spellingShingle | К экспериментальной проверке достоверности положений теории выявления следов цифровой обработки фонограмм Рыбальский, О.В. Технічні засоби отримання і обробки даних |
| title | К экспериментальной проверке достоверности положений теории выявления следов цифровой обработки фонограмм |
| title_alt | До експериментальної перевірки достовірності положень теорії виявлення слідів цифрової обробки фонограм To Experimental Checking the Reliability of Points of the Theory for Revealing Rraces of Soundtracks Digital Processing |
| title_full | К экспериментальной проверке достоверности положений теории выявления следов цифровой обработки фонограмм |
| title_fullStr | К экспериментальной проверке достоверности положений теории выявления следов цифровой обработки фонограмм |
| title_full_unstemmed | К экспериментальной проверке достоверности положений теории выявления следов цифровой обработки фонограмм |
| title_short | К экспериментальной проверке достоверности положений теории выявления следов цифровой обработки фонограмм |
| title_sort | к экспериментальной проверке достоверности положений теории выявления следов цифровой обработки фонограмм |
| topic | Технічні засоби отримання і обробки даних |
| topic_facet | Технічні засоби отримання і обробки даних |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/50694 |
| work_keys_str_mv | AT rybalʹskiiov kéksperimentalʹnoiproverkedostovernostipoloženiiteoriivyâvleniâsledovcifrovoiobrabotkifonogramm AT rybalʹskiiov doeksperimentalʹnoíperevírkidostovírnostípoloženʹteorííviâvlennâslídívcifrovoíobrobkifonogram AT rybalʹskiiov toexperimentalcheckingthereliabilityofpointsofthetheoryforrevealingrracesofsoundtracksdigitalprocessing |