Лекция Современные методы проверки аутентичности материалов цифровой аудиовидеозаписи при проведении судебной экспертизы План icon

Лекция Современные методы проверки аутентичности материалов цифровой аудиовидеозаписи при проведении судебной экспертизы План




Скачати 231.41 Kb.
НазваЛекция Современные методы проверки аутентичности материалов цифровой аудиовидеозаписи при проведении судебной экспертизы План
Дата конвертації24.11.2012
Розмір231.41 Kb.
ТипЛекция
1. /1/Билеты по курсу.doc
2. /1/Вступительная лекция/Вступит_лекция.doc
3. /1/Вступительная лекция/Рис 2.doc
4. /1/Вступительная лекция/Рис3а.doc
5. /1/ЛЕКЦИЯ по записи/ААМЗ.doc
6. /1/ЛЕКЦИЯ по записи/Рис 4_5.doc
7. /1/ЛЕКЦИЯ по записи/Рис 6.doc
8. /1/ЛЕКЦИЯ по записи/Рис 7.doc
9. /1/ЛЕКЦИЯ по записи/Рис 8_9.doc
10. /1/ЛЕКЦИЯ по записи/Рис.1 2.doc
11. /1/ЛЕКЦИЯ по записи/Рис.10.doc
12. /1/ЛЕКЦИЯ по записи/Рис.11.doc
13. /1/ЛЕКЦИЯ по записи/Рис.3.doc
14. /1/Лекция 1 по записи/ААМЗ.doc
15. /1/Лекция 1 по записи/Рис 4_5.doc
16. /1/Лекция 1 по записи/Рис 6.doc
17. /1/Лекция 1 по записи/Рис 7.doc
18. /1/Лекция 1 по записи/Рис 8_9.doc
19. /1/Лекция 1 по записи/Рис.1 2.doc
20. /1/Лекция 1 по записи/Рис.10.doc
21. /1/Лекция 1 по записи/Рис.3.doc
22. /1/Лекция 1_аналог/Запись Сигналы ПАМ.doc
23. /1/Лекция 1_аналог/Запись для регулярных частотных составляющих.doc
24. /1/Лекция 1_аналог/Индукционная магнитная головка.doc
25. /1/Лекция 1_аналог/Лекция аналог.doc
26. /1/Лекция 1_аналог/Модель искаж.doc
27. /1/Лекция 1_аналог/Рис 1.doc
28. /1/Лекция 1_аналог/Рис 2.doc
29. /1/Лекция 1_аналог/Рис 3.doc
30. /1/Лекция 1_аналог/Рис 4.doc
31. /1/Лекция 1_аналог/Рис5_6.doc
32. /1/Лекция 1_аналог/Спектры_экспертиза.doc
33. /1/Лекция 1_аналог/Тезисы к лекции.doc
34. /1/Лекция 1_аналог/Фото АМЗ.doc
35. /1/Лекция 1_усилит/Коэф_ нел_ иск.doc
36. /1/Лекция 1_усилит/ЛЕКЦИЯ ПО УСИЛИТЕЛЯМ.doc
37. /1/Лекция 1_усилит/Рис 1.doc
38. /1/Лекция 1_усилит/Рис 3.doc
39. /1/Лекция 1_усилит/Рис.4.doc
40. /1/Лекция 1_усилит/Таблица децибелов.doc
41. /1/Лекция 2_усилит/Лекция по усилителям 2.doc
42. /1/Лекция 2_усилит/Рис_2.1.doc
43. /1/Лекция 2_усилит/Рис_2.2.doc
44. /1/Лекция 2_усилит/Рис_2.3.doc
45. /1/Лекция 2_усилит/Рис_2.4.doc
46. /1/Лекция 2_усилит/Рис_2.5.doc
47. /1/Лекция 2_усилит/Рис_2.6.doc
48. /1/Лекция 2_усилит/Рис_2.7.doc
49. /1/Лекция 2_усилит/Рис_2.8.doc
50. /1/Лекция 2_цифра/Влияние строба/Модель строба.doc
51. /1/Лекция 2_цифра/Источн след обраб.doc
52. /1/Лекция 2_цифра/Лекция _2.doc
53. /1/Лекция 2_цифра/Модели для вейвлетов/Спектрв в вейвлетах.doc
54. /1/Лекция 2_цифра/Немонот_СХ_КУ.doc
55. /1/Лекция 2_цифра/Окончательные формулировки.doc
56. /1/Лекция 2_цифра/Рис 4_Схема ЦАЗАС с аналог.doc
57. /1/Лекция 2_цифра/Рис 5_сх ЦАЗАС с цифр.doc
58. /1/Лекция 2_цифра/Рис 8_анал ввод_выв.doc
59. /1/Лекция 2_цифра/Рис 9_11_Спектрограммы.doc
60. /1/Лекция 2_цифра/Рис. 1_Спектры.doc
61. /1/Лекция 2_цифра/Рис. 2_Схема ЦАМЗ.doc
62. /1/Лекция 2_цифра/Рис. 3_ лента ЦАМЗ.doc
63. /1/Лекция 2_цифра/Рис. 6_Теория.doc
64. /1/Лекция 2_цифра/Рис. 7_Исследования.doc
65. /1/Лекция 2_цифра/Спектр сигн цифр вв_выв.doc
66. /1/Лекция 2_цифра/Спектры_форм_ аналог ввод_выв.doc
67. /1/Лекция 2_цифра/Строб_Анал.doc
68. /1/Лекция 2_цифра/Строб_Дискр.doc
69. /1/Лекция 2_цифра/Таблица 1.doc
70. /1/Лекция 2_цифра/Таблица 2_монтаж.doc
71. /1/Лекция 2_цифра/Тезисы к второй лекции.doc
72. /1/Лекция 3_ выбор/Выбор аппар_ рег_ инфор.doc
73. /1/Лекция 3_ выбор/Литература к лекции.doc
74. /1/Лекция 3_ выбор/Рис.1-7.doc
75. /1/Лекция 3_ выбор/Таблица 1.doc
76. /1/Лекция 3_ выбор/Таблица 1_1.doc
77. /1/Лекция 3_ выбор/Таблица 2.doc
78. /1/Лекция 3_ выбор/Таблица 3.doc
79. /1/Лекция 3_усилит/ЛЕКЦИЯ ПО УСИЛИТЕЛЯМ.doc
80. /1/Лекция 3_усилит/Рис.1 а,б.doc
81. /1/Лекция 3_усилит/Рис.1 в,г.doc
82. /1/Лекция 3_усилит/Рис.4.doc
83. /1/Лекция 3_усилит/Рис.5.doc
84. /1/Лекция 3_усилит/Рис.6.doc
85. /1/Лекция 3_усилит/Рис2,3.doc
86. /1/Лекция по микрофонам/ЛЕКЦИЯ ПО МИКРОФОНАМ.doc
87. /1/Лекция по микрофонам/Рис 1.doc
88. /1/Лекция по микрофонам/Рис 2.doc
89. /1/Лекция по микрофонам/Рис 3.doc
90. /1/Лекция по микрофонам/Рис 4.doc
91. /1/Лекция по микрофонам/Рис 5.doc
92. /1/Лекция по микрофонам/Рис 6.doc
93. /1/Лекция ь 1 по съему акуст_инф/Pис. 1.doc
94. /1/Лекция ь 1 по съему акуст_инф/ЛЕКЦИЯ~1.DOC
95. /1/Лекция ь 1 по съему акуст_инф/Лекция ь 1_ сн_акуст_ инф.doc
96. /1/Лекция ь 1 по съему акуст_инф/ОГРАНИ~1.DOC
97. /1/Лекция ь 1 по съему акуст_инф/Ограничения на канал связи.doc
98. /1/Лекция ь 1 по съему акуст_инф/РИС2~1.DOC
99. /1/Лекция ь 1 по съему акуст_инф/РИС3~1.DOC
100. /1/Лекция ь 1 по съему акуст_инф/РИС4~1.DOC
101. /1/Лекция ь 1 по съему акуст_инф/Рис. 2.doc
102. /1/Лекция ь 1 по съему акуст_инф/Рис. 3.doc
103. /1/Лекция ь 1 по съему акуст_инф/Рис. 4.doc
104. /1/Лекция ь 1 по съему акуст_инф/ФОРМУЛ~1.DOC
105. /1/Лекция ь 1 по съему акуст_инф/Формула Шеннона.doc
1. Какие частоты называют звуковым диапазоном частот? Какие частоты называют ультразвуковым диапазоном частот?
Учебник для вузов. М.: Связь, 1978. 272 с. Терминологический словарь-справочник по гидроакустике
Каналы утечки информации
Φ1 – угол падения φ
Лекция по системам записи информации План Введение
Р ис. Открытый тракт мтмн
Усилитель и фнч ацп кодер канального кода Кодер блочного кода Усилитель записи
Магнитный носитель Направление движения мн
Рис. 11 Профессиональная студийная амз мэз-62 для радиостудий
Гвчп мтмн гс
Лекция по системам записи информации План Введение
Р ис. Открытый тракт мтмн
Усилитель и фнч ацп кодер канального кода Кодер блочного кода Усилитель записи
Магнитный носитель Направление движения мн
Гвчп мтмн гс
Запись сигналов пам для мультипликативной помехи
Математическая модель для регулярных частотных составляющих, содержащихся в спектре фонограмм
Лекция Современные методы проверки аутентичности материалов аналоговой аудиовидеозаписи при проведении судебной экспертизы План
Математическая модель искажений в канале аналоговой магнитной записи-воспроизведения сигналов
Гвчп мтмн с системами сарс и сарнн гс
Рис. Основное меню интерфейса программы анализа данных для исследования оригинальности фонограмм по сигналам пам рис. 6
1. Являются ли предоставленные фонограммы оригинальными?
Тезисы к лекции Сохранение внутреннего магнитного поля в магнитном материале после снятия внешнего
Рис. 10 Профессиональная студийная амз мэз-62 для радиостудий
Формула для расчета коэффициента нелинейных искажений сигналов
Лекция по усилителям №1 План лекции Вступление Назначение и типы усилителей > Общие характеристики усилителей Литература
Микрофон Усилитель Модулятор
Генератор гармонических сигналов Усилитель
Рисунок Таблица децибелов для отношений сигналов по уровням
Лекция по усилителям №2 Вступление Многокаскадность и отрицательная обратная связь в усилителях > Операционные усилители и схемы их включения Малошумящие усилители Литература
Img src= 42 html 159b883c
Img src= 43 html m2172bee0
Img src= 44 html 57b0b79
Kус (дБ) 10 кГц 100 кГц 1 мгц 10МГц
Img src= 49 html m1603b723
Тогда спектр этого сигнала
Источники возникновения следов цифровой обработки фонограмм в виде искажений формы и спектра обработанных сигналов
Лекция Современные методы проверки аутентичности материалов цифровой аудиовидеозаписи при проведении судебной экспертизы План
2. 10. Проявление в вейвлет-портретах цифровых фонограмм искажений формы и спектра сигналов, образующихся при их обработке
Дифференциальная нелинейность и немонотонный участок статической характеристики преобразования ку
Теоретические положения
Входной усилитель с ару
Счетчик адресов Входной фнч
Цазас ацп цап пэвм ацп цап
Рис. 10. Спектрограммы сигналов длительностью 15 выборок на период, выделенных из образцовой (черный) и обработанной (красный) фонограмм (вся исследуемая область)
Усилитель и фнч ацп кодер канального кода Кодер блочного кода Усилитель записи
Исходные положения теории
Методология проведения исследований
При цифровом вводе/выводе в случае синтезации речи по образцу изменяется лишь частота основного сигнала
Сигнал на выходе цазас без обработки
Действительно, если в исходном сигнале
Для дискретизированного сигнала
Технические характеристики Цифровой магнитофон
Возможности различных методов экспертизы аутентичности фонограмм
Тезисы к второй лекции Цифровая запись и вообще обраб требует ан-циф пребразования. Известно, что процес в две фазы дискретиз и квант по уровню
Лекция на тему: "Выбор аппаратуры регистрации при проектировании систем обработки и передачи информации" План лекции Вступление
Литература к лекции Гитлиц М. В. Магнитная запись в системах передачи информации. М.: Связь, 1978. 304 с
Рис. Малогабаритная амз для записи речевых сигналов. Тракт без ведущего вала
Стандарты cd-rom и dvd параметры дисков
Технические характеристики Цифровой магнитофон
Характеристики дисков dvd конструкция диска
Характеристики некоторых магнитооптических накопителей
Лекция по усилителям №3 План лекции Введение Фильтры, активные фильтры > Логарифмирующие и экспоненциальные преобразователи Усилители мощности Литература
F ср f (Гц)
UВых (дБ)
Img src= 82 html m17ca2a31
Img src= 83 html m101950c8
Img src= 84 html 6cae4956
Img src= 85 html m529c653a
Справочник по акустике / Иофе В. К., Корольков В. Т., Сапожков М. А. / Под ред. М. А. Сапожкова. М.: Связь, 1979. 312 с
Img src= 88 html m73939029
Рис. Конструкция электродинамического катушечного микрофона
Рис. 5 Конструкция конденсаторного микрофона Выходной сигнал определяется как
Рис. Конструкция пьезоэлектрического микрофона Сигнал на выходе определяется как
P, дб f
Лекция по снятию акустической информации План лекции Технические каналы утечки информации. Общая классификация, причины и источники > Речевая информация и речевые сигналы
Лекция по снятию акустической информации План лекции Технические каналы утечки информации. Общая классификация, причины и источники > Речевая информация и речевые сигналы
Любой системе связи, в канале утечки информации опасный сигна
Любой системе связи, в канале утечки информации опасный сигна
Форманты речи
Акустические каналы утечки информации (общая классификация) Классификация акустических каналов утечки информации
Возникновение акустических каналов утечки информации
Форманты речи
Акустические каналы утечки информации (общая классификация) Классификация акустических каналов утечки информации
Возникновение акустических каналов утечки информации
Формула Шеннона определяет предельное значение количества информации
Формула Шеннона определяет предельное значение количества информации

Лекция 1. Современные методы проверки аутентичности материалов цифровой аудиовидеозаписи при проведении судебной экспертизы

План

1. Некоторые особености построения цифровой аппаратуры магнитной записи аналоговых сигналов (ЦАЗАС).


2. Основы теории выявления следов цифровой обработки аналоговых и цифровых фонограмм, методы и аппаратура для проведения экспертизы аутентичности фонограмм.

Рекомендованная литература

Гитлиц М.В. Магнитная запись в системах передачи информации. – М.: Связь, 1978. – 304 с.

Рыбальский О.В., Жариков Ю.Ф. Современные методы проверки аутентичности магнитных фонограмм в судебно-акустической экспертизе. – К.: НАВСУ, 2003. – 300 с.

Рибальський О.В. Застосування вейвлет-аналізу для виявлення слідів цифрової обробки аналогових і цифрових фонограм у судово-акустичній експертизі. – К.: НАВСУ, 2004. – 167 с.

Рыбальский О.В. Анализ возможных цифровых и аналоговых способов подделки фонограмм и требований к анализаторам для выявления их следов // Захист інформації. – К.: КМУЦА, 2004. – Спеціальний випуск. – С. 44–48.

1. Некоторые особености построения цифровой аппаратуры магнитной записи аналоговых сигналов (ЦАЗАС).



Вам известно, что аналоговые сигналы без соответствующего преобразования не могут быть записаны в цифровой форме, или обработаны, например, в ЭВМ, т.к. цифровая аппаратура оперирует с сигналами, которые выраженные в числах, представленных в двоичном коде.

Т.е. в основе цифровой записи и обработки звука, изображений и вообще аналоговых сигналов, лежит принцип аналого-цифрового преобразования, превращающего непрерывный сигнал в адекватный ему цифровой.

Вам также должно быть известно, что процесс аналого-цифрового преобразования содержит две фазы – дискретизацию сигналов во времени и квантование полученных выборок по уровню. Известны два способв дискретизации сигналов во времени. Первый из них называется амплитудно-импульсной модуляцией первого рода (АИМ-1), второй – АИМ-2.

АИМ-1 это процесс, в котором выбранный сигнал изменяет свою амплитуду до прихода следующего импульса выборки, при АИМ-2 запоминается значение сигнала, полученное на момент действия переднего фронта импульса выборки до прихода следующего. В цифровой записи звука используется АИМ-2, в видеозаписи – АИМ-1.

Также известно, что квантование по уровню может производится полинейному и по нелинейному закону. В первом случае это называется прямой импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ), во втором – нелинейной ИКМ.

В цифровой звукозаписи используются, как правило, аналого-цифровые преобразователи (АЦП) последовательных приближений или их разновидности, в видеозаписи – параллельные АЦП.

Но любой вид АЦП характерен тем, что в нем используется резистивная матрица типа R–2R, что важно для рассмотрения задач выявления следов обработки фонограмм.

Отметим, что для обеспечения одинакового отношения сигнал/шум в паузе прямая ИКМ требует большей разрядности (количества разрядов двоичного кода) преобразования, но меньше искажает спектр передаваемых сигналов. Нелинейная ИКМ требует меньшей разрядности преобразования, но значительно искажает спектр сигналов, передаваемых с помощью такого преобразования.

Динамический диапазон преобразования сигнала прямой ИКМ определяется, как

D = 6·N + 1,8 (дБ) , (1)

где N – количество разрядов преобразования.


Изестно, что в соответствии с теоремой Котельникова спектр АИМ сигнала состоит из спектра прямоугольного импульса (во временной области записывается через функцию rect) и спектра модулирующего колебания. При этом спектр модулирующего колебания будет перенесен на частоту сигнала дискретизации с дополнением его зеркальным отображением, как это показано на рис. 1.

На рис. 1 частота ωВ – верхняя частота диапазона сигнала, которая определяется частотой среза входного ФНЧ, ωД – частота дискретизации, ωД – ωВ – частота разности между частотой дискретизации и верхней частотой диапазона, ωН – частота наибольшего затухания ФНЧ, от которой проводится отсчет частоты дискретизации. Уровень сигнала на этой частоте должен не превышать величины значения младшего разрада АЦП.


S(ω)













ωВ ωН ωД – ωВ ωД ωД + ωВ ω


Рис. 1. Спектры модулирующего и модулированного колебания, возникающие в процессе АИМ


Рис. 1 иллюстрирует спектральные процессы, происходящие при АИМ. Спектр любого сигнала, поступающего на АЦП, может быть значительно шире, чем требуется в соответствии с теоремой Котельникова. Поэтому его нужно ограничить в области верхних частот. Для этого используется ФНЧ. Крутизну спада фильтра избирают так, чтобы на частоте наибольшего затухания сигнал равнялся динамическому диапазону преобразования, которое определяется количеством разрядов АЦП в соответствии с формулой (1), а частота этой точки должна быть в два раза ниже частоты дискретизации.

Если крутизна спада АЧХ ФНЧ недостаточная, то в сигнале будут большие спектральные искажения (т.н. лазинг).

При необходимости вывода обработанного сигнала в аналоговой (т.е. непрерывной) форме применяется обратное преобразование, которое называют цифро-аналоговым, и выполняют с помощью ЦАП. Для осуществления такого преобразования на входы ЦАП (каждый из которых отвечает конкретному разряду преобразования) подают с частотой дискретизации кодовые значения (кодовые слова), соответствующие значениям величины уровня каждой выборки (отсчета). Код цифрового слова выборки на входах ЦАП действует в течение всего периода дискретизации. В ЦАП происходит преобразование кодов в АИМ сигнал, который после ФНЧ приобретает аналоговую форму.

Рассмотрим разновидности аппаратуры цифровой звукозаписи и главные особенности ее построения


В настоящее время существует три широких класса аппаратуры цифровой звукозаписи:

– приборы записи на флешкарты (или в сверхбольшие микросхемы памяти);

– цифровая аппаратура магнитной записи (ЦАМЗ);

– аппаратура записи звука на оптические носители (CD диски).

Главное различие между этими классами аппаратуры состоит в том, что приборы записи на флешкарты не имеют головок записи-воспроизведения и МТН.

ЦАМЗ имеет несколько классов:

– аппаратура с недвижимыми головками для записи на магнитную ленту – показать фотографию;

– аппаратура с вращающимися головками для записи на магнитную ленту;

– аппаратура записи на минидискеты.

В общем виде блок-схема аппаратуры цифровой звукозаписи показана на рис. 2.

Представленная блок-схема обобщена как для ЦАМЗ, так и для цифровой аппаратуры записи на CD диски.

Аппаратура с неподвижными головками, как правило, стационарная. Это первое поколение ЦАМЗ. Принцип построения такой аппаратуры состоит в одновременной записи по параллельным дорожкам цифрового слова, т.е. это аппаратура с параллельной записью. Смысл такой записи в снижении скорости последовательного цифрового потока, который записывается на одной дорожке. Такое преобразование последовательного потока в последовательно-параллельный поток разрешает снизить плотность записи, а поэтому использовать обычные (не интегральные) магнитные головки, изготовленные по обычной технологии. Такая аппаратура была чрезвычайно дорогая и разрабатывалась и изготавливалась, как правило, в военных целях. Иногда она используется и в настоящее время.

Один из видов бытовой ЦАМЗ также строится на тех же принципах. Согласно международному стандарту на бытовую ЦАМЗ, существует две ее разновидности:

– со стационарными головками (S-DAT аппаратура);

– с вращающимися головками (R-DAT аппаратура).

Но реальное развитие приобрела R-DAT аппаратура. Это связано с ее более удачными технологическими и эксплуатационными параметрами относительно S-DAT аппаратуры. В настоящее время бытовые аппараты типа S-DAT практически не выпускаются и не используются.

Усилитель и ФНЧ

АЦП

Кодер канального кода

Кодер блочного кода

Усилитель записи









Головка записи

Блок автоматического регулирования скорости носителя


Синхрогенератор







Механизм транспортирования носителя






Блок слежения за положением дорожки

Головка воспроизведения



Усилитель воспроизведения и формирователь импульсов
Цифровой выход


Декодер блочного кода

Декодер канального кода

Оперативное запоминающее устройство












Блок самосинхронизации

Блок исправления ошибок

ЦАП






ФНЧ и выходной усилитель




Аналоговый выход

Рис. 2. Общая блок-схема аппаратуры цифровой звукозаписи на подвижный носитель

Поэтому в дальнейшем будем рассматривать ЦАМЗ, использующую принцип R-DAT. Понятно, что это рассмотрение будет вестись с точки зрения выявления и использования идентификационных признаков, содержащихся в цифровых фонограммах. Но для решения этих задач мы должны опираться на технические характеристики и особенности конструкции ЦАМЗ с R-DAT головками.

Кроме того, рассмотрим некоторые особенности приборов звукозаписи на флешкартах.

Запись-воспроизведение в R-DAT аппарате выполняется на магнитную ленту шириной 3,81 мм (т.е., как в компакт-кассете) с помощью двух универсальных головок, размещаемых на барабане под углом 180˚. Барабан вращается вокруг своей оси с угловой скоростью 2000 об/мин. Барабан вместе с головками называют вращающимся блоком головок (БВГ). Подвижная лента охватывает барабан так, что головки проходят по ее поверхности под углом 6° 22' 59,5". Общее размещение дорожек на ленте показано на рис. 3.


И хотя барабан вращается с большой скоростью, но сама лента движется со скоростью лишь 8,15 мм/сек. При этом относительная скорость движения носителя относительно головок составляет 3,133 м/сек. Стандартный диаметр барабана – 30 мм. Угол охвата барабана лентой равен 90°, что вдвое меньше, чем при видеозаписи. Для обеспечения наклона головок под углом 6° 22' 59,5" барабан наклонен относительно оси магнитофона на этот же угол. Таким образом, информация на ленту записывается в наклонно-строчном режиме.

Понятно, что запись (как и воспроизведение) осуществляется каждой из головок не одновременно, а последовательно во времени – сначала работает одна головка и делает запись на одну дорожку, потом работает вторая головка и делает запись на соседнюю дорожку. Между дорожками промежутка нет, они размещены рядом одна с другой. Такое размещение дорожек позволяет экономить носитель (т.е., продлить время записи). Для реализации этого режима записи рабочие зазоры головок расположены относительно друг друга под углом ± 20°, а ширина магнитных головок в 1,5 разы больше ширины самой дорожки. В процессе записи запись каждой следующей дорожки стирает 0,25 от ширины предыдущей (т.е., происходит перезапись на этом участке). Но за счет того, что головки имеют разный наклон рабочих зазоров, их магнитные отпечатки на ленте также будут ориентированы под разными углами. Этим достигается однозначная установка соответствующей головки на свою дорожку во время воспроизведения и при поиске нужной записи. Установление головки на свою дорожку выполняет система автотрекинга.






































Рис. 3. Общее размещение дорожек на ленте цифрового магнитофона в

R-DAT формате


Ширина дорожки записи равна 13,591 мкм, что составляет 20 % от толщины человеческого волоса. В то же время стандартная ширина дорожки записи аналоговой АМЗ составляет 600 мкм.

Длина дорожки (с учетом угла наклона БВГ) равна 23,501 мм.

При записи используется не вся ширина магнитной ленты (3,81 мм), а лишь ее средняя часть – эффективная ширина зоны записи равна 2,613 мм. Это сделано для повышения достоверности записи, поскольку края ленты могут быть испорчены за счет механических повреждений.

Следует добавить, что ширина рабочего зазора магнитных головок в R-DAT аппаратах составляет от 0,25 до 0,3 мкм, что обеспечивает стандартную для этих магнитофонов продольную плотность записи 2400 бит/мм.

Порядки приведенных размеров указывают на то, что при изготовлении такой аппаратуры технологические допуски на точность изготовления отдельных деталей и узлов, как и допуски на точность их установки при сборке, должны находиться в границах от сотых долей микрона до единиц микрон.

В табл. 1 приведены сравнительные параметры аналоговых и цифровых магнитофонов.

Из табл. 1 видно, что параметры цифровых магнитофонов значительно превышают наилучшие образцы аналоговых, а это значительно усложняет задачу проверки фонограмм, выполненных на такой аппаратуре.

Рассмотрим теперь параметры и схемы построения малогабаритной цифровой аппаратуры записи аналоговых сигналов на подвижный и неподвижный носитель, т.е. цифровых диктофонов.


Таблица 1

Технические характеристики

Цифровой магнитофон

Аналоговый магнитофон

Полоса частот записи-воспроизведения, Гц

2 – 22000

25 – 20000 на металлопорошковой ленте

Динамический диапазон, дБ

96

50 – 60

Нелинейные искажения, %

0,005

0,3 – 0,5

Неравномерность АЧХ, дБ

0,5

3

Коэффициент детонации, %

0

0,02


В настоящее время практически вся малогабаритная цифровая аппаратура записи аналоговых сигналов (ЦАЗАС), предназначенная для звукозаписи, применяет сжатие информации при ее записи. При этом в различной аппаратуре используются различные алгоритмы сжатия информации – от простых, обеспечивающих степень сжатия в единицы раз, до сложных, обеспечивающих степень сжатия до нескольких десятков раз.

Отличительной чертой такой аппаратуры является обязательное наличие кодера сжатия информации и декодера для ее обратного преобразования – так называемых кодеков, реализующих тот или иной алгоритм сжатия. Отметим, что какой бы алгоритм (и, соответственно, кодек) не применялся, сама процедура сжатия и последующего восстановления информации всегда сопряжена с ее потерями, т.е. определенными искажениями сигналов.

ЦАЗАС такого вида может иметь два различных подвида исполнения: с записью на неподвижный носитель и с записью на подвижный носитель. Кроме того, обо подвида такой аппаратуры разделяются на два дополнительных подвида: аппараты с записью на сменный носитель и аппараты с записью на постоянный носитель (под последними понимаются приборы, в которых смена носителя требует разборки аппарата).

Особенностью аппаратуры с записью на неподвижный носитель является отсутствие движущихся механических частей и движущегося носителя, а так же отсутствие магнитных или оптических головок записи-воспроизведения.

Вследствие этого значительно упрощается конструкция аппаратуры, т.к. отпадает необходимость использования канальных и корректирующих кодов, неизбежных при записи информации на движущийся носитель.

Рассматривая конструктивные особенности малогабаритной ЦАЗАС с точки зрения возможности проверки аутентичности фонограмм, записанных на такой аппаратуре, следует исходить из возможностей реализации в ней разных режимов ввода/вывода информации при перезаписи.

Обобщенная функциональная схема малогабаритной ЦАЗАС с аналоговым вводом/выводом имеет наиболее простую конфигурацию, представленную на рис. 4. Такая аппаратура более дешевая и широко используется в быту. Это простые цифровые диктофоны, не позволяющие производить ускоренную перезапись (последняя может осуществляться только в режиме аналогового воспроизведения) и записывать цифровую информацию, не имеющую отношения к звуковым сигналам (например, программы).

Такая ЦАЗАС имеет, как правило, более низкие параметры качества передачи сигналов. Частота дискретизации (ЧД) в таких аппаратах не превышает 16 кГц, количество разрядов преобразования, как правило, 8 или 16. На входе и выходе таких приборов применяется схема АРУ, которая искажает форму и спектр передаваемых сигналов. При АЦ и ЦА преобразованиях используется сжатие динамического диапазона сигналов.

Фактически, по точности передачи информации большая часть этой аппаратуры соответствует классу аналоговых диктофонов.

Вместе с тем существуют цифровые диктофоны, имеющие как аналоговый, так и цифровой ввод/вывод информации. Как правило, в комплект поставки такой аппаратуры входит оптический диск с программой преобразования информации из сжатого цифрового формата представления информации, используемого при записи и хранении информации, в формат представления звуковой информации с прямой ИКМ, как правило, wav. Это позволяет производить ускоренную перезапись звуковой информации в ПЭВМ по цифровому входу/выходу через цифровые порты. При этом существуют диктофоны этого вида с записью на постоянный и сменный носитель. Обобщенная функциональная схема такой аппаратуры показана на рис. 5.

Входной усилитель с АРУ




Входной ФНЧ



АЦП



Задающий генератор тактовой частоты




Счетчик адресов


ОЗУ (или тракт записи-воспроизведения)








ЦАП



Выходной ФНЧ



Выходной усилитель с АРУ





Кодер сжатия сигналов




Декодер (синтезатор) сжатых сигналов






Рис. 4. Обобщенная функциональная схема ЦАЗАС с аналоговым входом/выходом Такие диктофоны используют в своем составе специальные кодеки, применяемые, как правило, в цифровой IP телефонии, например, кодеки типа G.729. В них используются коды со степенью сжатия до 6,4 кбит/сек типа CS-ACELP. Такие кодеки являются, по сути, синтезаторами речи, т.к. при записи запоминаются только коэффициенты разложения сигналов, осуществляемые по тому или иному специальному алгоритму. При наличии цифрового входа/выхода и сменного носителя, фрагменты фонограмм, записанных на такой аппаратуре, могут быть отредактированы программно, путем перестановки отдельных блоков. К такому типу ЦАЗАС относятся, например, аппараты марки Toshiba. Выявление следов такой обработки требует отдельного подхода, связанного с анализом процессов, происходящих при обработке в процессе монтажа.

Следует отметить, что в малогабаритной ЦАЗАС используются стандартные кодеки, поскольку разработка специальных кодеков для такой аппаратуры не имеет экономического, технического и технологического смысла.


Счетчик адресов









Входной ФНЧ



Задающий генератор тактовой частоты





ЦАП



Выходной ФНЧ



Выходной усилитель с АРУ






Декодер (синтезатор) сжатых сигналов







Входной усилитель с АРУ



АЦП



ОЗУ (или тракт записи-воспроизведения)



Кодер сжатия сигналов



Цифровой порт ввода/вывода



Рис. 5. Обобщенная функциональная схема малогабаритной ЦАЗАС с аналоговым и цифровым вводом/выводом информации

В остальном ЦАЗАС с записью на неподвижный носитель имеет те же конструктивные особенности, что и ЦАМЗ.

И здесь мы переходим ко второму вопросу нашей лекции.

Для чего, собственно, рассматривались схемно-конструкторские решения, используемые в ЦАЗАС? Общая цель ясна – требовалось найти те нюансы, которые можно использовать в экспертизе (а заодно и выяснить, что не подходит для этого, т.е. отсечь ложные направления дальнейшего поиска).

В результате проведенных исследований была создана теория выявления следов цифровой обработки фонограмм. Она состоит из факта, коцепции цифровой обработки фонограммы, двух тезисов, ряда гипотез и закономерности. Основные положения теории приведены на рис. 6.

Как проводились научные исследования показано на рис. 7. Отметим, что мы искали универсальные решения.

Из рассмотрения конструктивных особенностей ЦАЗАС нам стала понятна абсолютная бесперспективность исследовать цифровые потоки внутри аппарата – вся аппаратура этого вида выполнена на БИС и СБИС, следовательно, эксперт не будет иметь доступа к цифровым сигналам внутри аппарата. Да и что можно выявить в кодированных потоках цифровых сигналов, тем более, что в разных аппаратах используются разные типы кодеков, а схемы аппаратов неизвестны ?

Бесперспективно и исследование магнитных отпечатков на ленте с помощью визуализаторов остаточной намагниченности, используемых в экспертизе большинства стран. Разрешающая способность по амплитуде и частоте спектроанализаторов, построенных на кратковременном преобразовании Фурье, не способна обеспечить выявление дополнительных спектральных составляющих, возникающих при обработке, в случае соблюдения фальсификатором требований теоремы Котельникова, т.к. они лежат на уровне младшего разряда преобразования. Возможности используесых в пректике методов исследования аутентичности фонограмм показаны на таблице 2.

Рассмотрение конструктивных особенностей построения разных видов ЦАЗАС и возможностей существующих методов экспертных исследований позволило, во-первых, установить факт невозможности гарантированного выявления следов цифровой обработки в фальсифицированных фонограммах, известными методами, используемыми в широкой экспертной практике.

Во-вторых, выдвинуть гипотезу 1. При поверке аутентичности цифровых фонограмм следует использовать сигналы, воспроизводимые на аналоговом выходе цифровой аппаратуры записи аналоговых сигналов.

На следующем этапе следовало найти то общее, что присуще всем видам цифровой аппаратуры записи аналоговых сигналов.

Оказалось все просто – в любом цифровом аппарате звукозаписи всегда есть три обязательных узла: АЦП, ЦАП и тактовый генератор.

Возникла естественная для любого инженера мысль – а бывают ли в природе два одинаковых устройства? И следом вторая – а можно ли подделать фонограмму, пользуясь одним аппаратом? На оба вопроса ответ, разумеется, был отрицательным.

Так появились два тезиса.

Тезис 1. Вероятность совпадения истинных значений частоты тактовых генераторов двух различных устройств ничтожно мала.

Тезис 2. Вероятность совпадения уровней квантования с технологическими дефектами квантователей устройств, участвующих в процессе цифровой обработки при фальсификации или копировании фонограмм, ничтожно мала.

Тезис 2 сразу был обоснован аналитически, т.к. вероятность совпадения двух уровней с немонотонностью для двух различных квантователей 16-разрядных АЦП – это 1/232.

А следом появилась концепция о необходимости использования для цифровой обработки фонограммы как минимум двух различных цифровых устройств.

Но очевидно, что появление немонотонности на статической характеристике квантователя приводит к искажению формы сигнала на уровне младшего и второго разрядов преобразования. А искажения формы сигнала всегда влекут искажения его спектра.

Спектр также исказится при биениях, которые возникнут между частотами дискретизации двух разных цифровых устройств.

На основании этого была принята гипотеза 2. Следы цифровой обработки фонограммы проявляются в виде искажений формы и, следовательно, спектра аналоговых сигналов, получаемых при воспроизведении на аналоговом выходе аппаратуры звукозаписи фонограммы, обработанной в цифровой форме.

Далее, как это обычно делается при изучении сложных процессов, был применен системный подход к решению задачи, т.е. разбивка процесса поддлелки фонограммы по отдельным операциям и изучение искажений, вносимых в сигналы каждой из них.

Следующий шаг – подробное изучение способов цифровой подделки фонограмм. Выяснилось, что они сводятся к нескольким вариантам, но в их основе всегда лежит первичная цифровая запись речи фигурантов будующей фальсификации. А из введенных в ПЭВМ первичных фонограмм можно либо методом компиляции в новый файл, либо методом синтезации по образцу создать навую фонограмму. Но даже в случае синтезации необходимо создать диалог разных фигурантов, наложить шумы обстановки и прочее, т.е. воспользоваться методом компиляции фрагментов.

Но что такое выделение и вырезание сигнала? Это эквивалентно умножению его на стробирующий сигнал, описываемый функцией rect.

А перемножение во временной области – это свертка в частотной, т.е. мы получаем новый спектр сигнала.

Поэтому принимается гипотеза 3. В спектре обработанного в цифровой форме аналогового сигнала, при использовании для монтажа фонограммы операции стробирования фрагментов с целью их последующей компиляции, появляются искажения, обусловленные влиянием стробирующего сигнала.

Для подделки в любом случае надо ввести в компьютер исходную фонограмму и переписать обработанную. При этом, как выяснилось на математических моделях, большое значение имеет способ ввода/вывода первичной и обработанной фонограмм, т.е. участие в процессе нескольких дискретизаторов.

Действительно, если рассмотреть модель аналогового ввода/вывода информации для ее обработки и перезаписи, то в ней будут задействованы дискретизатор ЦАЗАС, дискретизатор ПЭВМ и опять дискретизатор ЦАЗАС. При этом допускаем, что, во-первых, обработанная фонограмма переписывается из машины на эту же ЦАЗАС, во-вторых, эти приборы идеальны, т.е. не вносят каких-либо искажений в сигнал, кроме тех, что обусловлены различием частот дискретизации. В-третьих, в фальсификате не сохранились следы дискретизации первичных записей, например, фонграмма создана методом синтезации по образцу. Сам процесс подделки мы не рассматриваем, т.к. это предмет отдельного исследования.Таким образом, имеет место упрощенная блок-схема, показанная на рис. 8.

ЦАЗАС


АЦП


ЦАП




ПЭВМ


АЦП


ЦАП




ЦАЗАС




ЦАП







Рис. 8. Схема аналогового ввода/вывода фонограммы для ее обработки и перезаписи


Не показывая математический вывод, запишим спектр гармонического дискретизованного сигнала на выходе ЦАЗАС без обработки и сравним со спектром гармонического обработанного дискретизованного сигнала на выходе ЦАЗАС после обработки.

Сигнал на выходе ЦАЗАС без обработки


. (1)

где

n1 – номер отсчета (выборки) сигнала на выходе ЦАЗАС,

Т1 – шаг дискретизации АС в ЦАЗАС,

Amамплитуда,

Δ1 – длительность импульса выборки в ЦАЗАС.

Спектр этого сигнала


, (2)


где

ωД1 – частота дискретизации в АЦАП ЦАЗАС,

.


Сигнал на выходе ЦАЗАС


. (3)


Спектр этого сигнала будет определяться как






, (4)


где

– преобразование Фурье от соответствующих сигналов,

ωД2 – ЧД в АЦАП ПЭВМ.

При цифровом вводе/выводе в случае синтезации речи по образцу изменяется лишь частота основного сигнала.

Сигнал на выходе ЦАЗАС после обработки



, (5)


а его спектр определяется соотношением


. (6)


Так были праанализированы все известные схемы обработки с составлением аналитических моделей. Они поддтвердили правильность гипотез 1,2 и 3.

На основании этой проверки была установлена закономерность неизбежного увеличения числа искажений формы и спектральных компонент, выделенных из сигналов, воспроизведенных с обработанной в цифровой форме фонограммы, относительно числа этих искажений и компонент, выделенных из аналогичных сигналов, воспроизведенных с фонограммы, не подвергавшейся такой обработке.

Также выявлены источники возникновения следов цифровой обработки:

– расхождение истинных значений частот тактовых генераторов устройств, используемых в процессе монтажа;

– несовпадение размещения уровней квантования с технологическими дефектами на статических характеристиках квантователей уровня аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей разных устройств, используемых в процессе монтажа;

– использование операции стробирования для вырезания фрагментов фонограммы при монтаже методом компиляции фрагментов в ПЭВМ;

– возникновением информационных потерь при преобразовании форматов представления информации, используемых при обработке сигналов в ПЭВМ и в цифровой аппаратуре звукозаписи.

Затем была исследована разрешающая способность анализаторов, построенных на кратковременном преобразовании Фурье и параметры искажений, которые необходимо выявить в обработанном сигнале. Вывод был неутешительный – частота дтскретизации для ввода фонограммы при анализе должна быть 2 ГГц.

Так появилась гипотеза 4. Реализация средств гарантированного выявления искажений формы и спектра обработанных сигналов, содержащихся в фонограмме, при использовании время-частотного анализа, построенного на классическом кратковременном преобразовании Фурье, технически невозможна.

Но к счастью, в 80-х годах прошлого столетия появиля новый вид преобразований вейвлет преобразования и основанный на них вейвлет-анализ.

Особенность – высокая разрешающая способность по частоте в области низких частот и высокая разрешающая способность во времени в области высоких частот.

Как результат – способность выявлять малые всплески на фоне большого сигнала.

Такие анализаторы идеально подходят для решения поставленной задачи.

Правда, была одна неприятность результат анализа представляется в сложной форме вейвлет-портрета.

Да и оптимальный вейвлет следовало найти. Таким оказался вейвлет Морле. А из формы вейвлет-портрета нам удалось найти перевод в эквивалент графической спектрограммы, что удобно и понятно для экспертов и вообще неподготовленного человека, т.к. весьма наглядно.

В результате появилась гипотеза 5. Реализация средства гарантированного выявления искажений формы и спектра обработанных сигналов, содержащихся в фонограмме, обеспечивается применением вейвлет-анализа. Для построения такого анализатора целесообразно использовать комплексную функцию Морле.

Разумеется, была проведена аналитическая проверка способности вейвлета Морле к выявлению следов цифровой обработки как в аналоговых, так и в цифровых фонограммах.

Эта проверка показала, что дополнительные спектральные компоненты обнаруживаются в обработанном сигнале с помощью данной вейвлет-функции.

Правда была еще одна сложность – неясно что сравнивать в спорной и образцовой фонограммах. Ведь известно, что в общем случае речь, это нестационарный процесс.

В общем случае это верно, но в каждом слове и большинстве звуков, произносимых человеком, имеются стационарные участки. Вот их следует отбирать и сравнивать.

Так появилась 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.

Теорию следовало проверить экспериментально. Был разработан аппаратно-программный комплекс "Теорема-1", в состав которого входит программа анализа "Академия". Проведено более 300 экспериментов на разной ЦАЗАС, ПЭВМ, ААМЗ при различных способах ввода информации и обработки. Эксперименты подтвердили достоверность теории.

На сегодня комплекс внедрен во все НИИ СЭ Украины, проведено примерно 100 экспертиз.

На рис. 9–11 показаны эквиваленты спектрограмм, полученных из вейвлет-портретов для цифровых и аналоговых фонограмм.

Из них видно изменения в ходе кривых для обработанных спектрограмм.



Схожі:

Лекция Современные методы проверки аутентичности материалов цифровой аудиовидеозаписи при проведении судебной экспертизы План iconПредприятиях промышленности и транспорта
Гаи при допуске к работе, передрейсовых осмотрах, проведении экспертизы алкогольного опьянения, освидетельствовании
Лекция Современные методы проверки аутентичности материалов цифровой аудиовидеозаписи при проведении судебной экспертизы План iconЛекция №2а 1 Основные виды деформаций 1 Закон Гука при растяжении (сжатии) 2 Испытания материалов на растяжение 3 Задачи к практическому занятию 11 Лекция №2а
Реальные тела могут деформироваться, т е изменять свою форму и размеры. Деформация тел происходит вследствии нагружения их внешними...
Лекция Современные методы проверки аутентичности материалов цифровой аудиовидеозаписи при проведении судебной экспертизы План iconСпецификация контрольных измерительных материалов для проведения в 2012/2013 учебном году итоговой аттестации за курс 8 класса по физике
Назначение ким – оценить уровень общеобразовательной подготовки, с целью выявления степени освоения стандарта учащимися 8-х классов...
Лекция Современные методы проверки аутентичности материалов цифровой аудиовидеозаписи при проведении судебной экспертизы План iconРектор Академии Астрологии М. Б. Левин формальные методы прогнозирования событий и ректификации натальной карты лекция
В этом отношении книга С. Айзина представляет собой отрадное исключение. Методы, которые проанализированы известны, известны в астрологии...
Лекция Современные методы проверки аутентичности материалов цифровой аудиовидеозаписи при проведении судебной экспертизы План iconTtnc оглавление
Цифровой передатчик является передающим устройством, которое управляется личным кодом, который предварительно водится со специальной...
Лекция Современные методы проверки аутентичности материалов цифровой аудиовидеозаписи при проведении судебной экспертизы План iconXxvi воронежской весенней математической школы «современные методы теории краевых задач» Воронеж
Сопредседатели: Д. А. Ендовицкий, ректор вгу; В. А. Садовничий, академик; E. И. Моисеев, академик
Лекция Современные методы проверки аутентичности материалов цифровой аудиовидеозаписи при проведении судебной экспертизы План iconЛекция по теме внешний контроль локализации противоправных действий
Гна и ревизионных служб Министерства финансов), правового контроля (ревизии по требованию правоохранительных органов, судебно-бухгалтерские...
Лекция Современные методы проверки аутентичности материалов цифровой аудиовидеозаписи при проведении судебной экспертизы План iconЛекция №4 Уравнения теплового и материального баланса процессов тепловой обработки пищевых продуктов
Одной из форм выражения закона сохранения энергии является уравнение теплового баланса. Это уравнение позволяет оценить эффективность...
Лекция Современные методы проверки аутентичности материалов цифровой аудиовидеозаписи при проведении судебной экспертизы План icon14. Аналого — цифровые функциональные узлы
Аналого-цифровой преобразователь (ацп) — устройство (микросхема), осуществляющее преобразование непрерывно изменяющейся величины...
Лекция Современные методы проверки аутентичности материалов цифровой аудиовидеозаписи при проведении судебной экспертизы План iconДокументи
1. /Параконная Н.К._Рег_ональна економ_ка/Лекции/Лекция 1 Вводная.doc
2. /Параконная...

Лекция Современные методы проверки аутентичности материалов цифровой аудиовидеозаписи при проведении судебной экспертизы План iconЧастный предприниматель (044) 233-07-86, (044) 541-06-09
Сушильный шкаф снол 58/350 предназначен для сушки различных материалов, проведения аналитических работ в воздушной среде, нормализации...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©te.zavantag.com 2000-2017
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи