Un poco sobre la historia de las escuchas telefónicas fotoacústicas
Los métodos de escuchas telefónicas de este tipo tienen su origen en
micrófono láser de finales de los 80
La llegada de las cámaras de alta resolución con una frecuencia de actualización de cuadros ha abierto nuevas posibilidades para las escuchas telefónicas. Las ondas sonoras, que chocan con la superficie de los objetos, causan vibraciones imperceptibles para el ojo.
Para reconocerlos, se puede utilizar una cámara de alta resolución con una frecuencia de actualización de cuadro de 60 fps o más. Hace tres años, un equipo de investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts pudo convertir un video capturado a 2200 fps en el sonido de una melodía que se reprodujo en interiores al momento de la filmación. Más tarde se descubrió que el método se puede aplicar con menos eficiencia incluso con una frecuencia de actualización de 60 fps.
Este método también tenía limitaciones. En primer lugar, el costo de las cámaras con frecuencias de actualización altas y ultra altas. En segundo lugar, existen problemas con la velocidad de procesamiento de una imagen tomada con una velocidad de fotogramas tal, los archivos de video grandes requieren un procesamiento largo, cuya duración depende directamente de la capacidad del hardware. Esto limita el uso del método en tiempo real.
Las cámaras con la resolución existente prácticamente no permiten disparar a una distancia considerable, limitándolo a 5-6 metros del sujeto.
La esencia del nuevo método.
Los científicos israelíes decidieron mejorar el método de los estadounidenses, centraron la encuesta en un objeto específico con un telescopio y reemplazaron una cámara costosa con un fotodiodo económico. El temblor del aire durante una conversación provoca microvibraciones de la bombilla, lo que a su vez provoca cambios en la iluminación que no son perceptibles, pero que son significativos para los equipos sensibles. La luz es capturada por el telescopio y convertida por un fotodiodo en una señal eléctrica. Usando un convertidor de software analógico a digital, la señal se graba en forma de espectrograma, que se procesa mediante un algoritmo escrito por los investigadores y luego se convierte en sonido.
Los investigadores probaron la eficiencia del método por experiencia de laboratorio, en la que conectaron un giroscopio a la bombilla y reprodujeron sonidos con una frecuencia de 100 a 400 Hz en un centímetro del objeto. Las oscilaciones de la bombilla eran pequeñas y variaban de 0.005 a 0.06 grados (la desviación era en promedio de 300 a 950 micras), pero lo principal era que diferían significativamente dependiendo de la frecuencia y el nivel de presión acústica, y, en consecuencia, hay una dependencia de las oscilaciones sobre las características de la propagación de las ondas sonoras.
Las oscilaciones en los planos vertical y horizontal eran muy pequeñas (300–950 micras), pero variaban según la frecuencia y el volumen del sonido emitido, lo que significa que la bombilla, aunque apenas perceptible, aún vibra por las ondas de sonido que se propagan cerca, y Las fluctuaciones dependen de sus características.
Medida y experimento
Las mediciones de los datos del fotodiodo mostraron cambios aproximados en la corriente cuando la bombilla vibró a diferentes distancias entre este y el telescopio. Se descubrió que cuando se usa una conversión de 24 bits, las oscilaciones de una bombilla de 300 micras en el plano provocan un cambio de voltaje de 54 microvoltios, que es suficiente para transmitir el espectro de prueba (100 - 400 Hz) a una distancia considerable (varias decenas de metros) utilizando la óptica del telescopio utilizado. Además, la ausencia de sonido se refleja en el espectrograma de la señal óptica de la lámpara en forma de un pico de 100 Hertz (que es causado por su frecuencia de parpadeo). Esta característica también se introdujo en el algoritmo.
El algoritmo en sí mismo actúa secuencialmente. En la primera etapa, funciona como un filtro de frecuencias informativamente insignificantes, como la frecuencia de parpadeo, y luego selecciona el espectro correspondiente al habla. Después de eso, elimina los signos de frecuencia de ruido extraño, similar a los denoisers estándar en grabadoras de voz y grabadoras de estudio. El espectrograma procesado de esta manera se convierte en sonido por un programa de terceros.
El Lamphone, creado por científicos, en su versión actual, permite la reconstrucción en tiempo real del habla y la música desde una habitación ubicada a 25 metros del punto de observación. Esto se demostró objetivamente mediante el siguiente experimento: se instaló una instalación equipada con un telescopio aficionado con una lente de 20 cm en el puente, a 25 metros de la ventana a la habitación donde se encontraba la lámpara. No muy lejos de la lámpara, se tocaron "Let It Be" de The Beatles y "Clocks" de Coldplay, así como una grabación del discurso de D. Trump con la frase "Haremos que Estados Unidos vuelva a ser grandioso".
Como resultado, las grabaciones de sonido reconstruidas a partir de los espectrogramas resultaron ser bastante distinguibles, el servicio Shazam adivinó fácilmente las melodías y las palabras fueron reconocidas por la API abierta de Google para el reconocimiento de texto.
Residuos secos
El dispositivo esta funcionando. Nada de esto se había informado antes. Esto simplificará un poco el trabajo de los servicios especiales, y todos los que tengan algo que temer deben tomar nuevas precauciones. Todavía no está claro si el sistema puede funcionar con otra cosa que no sea una fuente de luz en movimiento. Investigadores israelíes planean continuar su investigación.
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