Диссертация (1173960), страница 31
Текст из файла (страница 31)
При таком способеизменения пола и возраста диктора возможна ситуация, когда фонограмму сзаписью голоса одного человека разделяют на несколько частей, и обрабатываюткаждую часть по отдельности различными способами и программнымисредствами. В результате проделанных изменений мы можем получить несколькофонограмм с отличающимися голосами из одной фонограммы с записью голосаодного человека. В таких случаях, кроме поиска признаков измененияакустических характеристик речевого сигнала, эксперту следует обратитьвнимание на возможность существования признаков монтажа фонограммы.Обатипавышеуказанныхпрограмм,изменяющихполовозрастныехарактеристики диктора, базируются на алгоритме, в соответствии с которым«производится изменение основного тона путём либо растягивания, либо сжатиякоротких участков речи.
Для сохранения естественного темпа речи в случаепонижения тона (растягивания фрагментов) некоторые фрагменты удаляются, в149случаеповышениятона(сжатияфрагментов)некоторыефрагментыдублируются»1.В иностранной литературе процесс, связанный с модификацией частотыосновного тона без изменения его скорости, именуют «питч-шифтинг»(«pitchshifting»2, с англ. изменение основного тона). Питч-шифтинг − звуковойэффект или соответствующее устройство, добавляющее к сигналу его копию,отстающую от основного тона на любой интервал в пределах двух октав вверх иливниз3.
Питч-шифтинг – это способ изменить основной тон речевого сигнала, безизменения его длины. Как известно, окраска голоса зависит от значений частотыформант, если мы изменим частоту основного тона речевого сигнала с помощьюспециализированных инструментальных средств, то, таким образом, мы изменим изначения формант, и в результате изменится характер голоса, то есть его тембр.Американские исследователи называют эффект, получающийся в результатеповышения частоты основного тона – «‘Mickey-Mouse’ effect4» (эффект МиккиМауса).
Эффект получил такое название, потому что в результате повышениячастоты основного тона, высота голоса тоже повышается, и получается немного«писклявый» тембр, как в мультфильмах про Микки-Мауса. Для того чтобыизбежать данного эффекта и сделать голос более естественным применяюталгоритм коррекции формант, благодаря которому позиция формантных частотвосстанавливается после или в момент питч-шифтинга, то есть изменяя частотуосновного тона, формантные частоты не изменяются.Изменить половую принадлежность голоса диктора можно, как указываетР.К. Потапова5, удалив из спектра мужского голоса полосы частот от 100 Гц доЛебедева А.К.
О состоянии и развитии судебно-экcпертного исследования обликовыххарактеристик личности по фонограммам речи. С. 231.2Bastien P. Pitch shifting and voice transformation techniques (TC Helicon, 2001). P.3. URL:http://dsp-book.narod.ru/Pitch_shifting.pdf (дата обращения 01.10.2016 г.).3URL: http://muzbar.ru/articles/Processory_effektov_dlya_gitar_i_bas-gitar/ (дата обращения01.04.2016г.).4Bernsee S.M.
Time Stretching And Pitch Shifting of Audio Signals – An OverviewPosted onAugust 18, 1999, p.5. URL: http://www.dspdimension.com/admin/time-pitch-overview/ (датаобращения 04.10.2016 г.).5Потапова Р.К. Сексолект как комплексное гендерное понятие об усложнённом характерезадачи определения сексолекта в судебной фонетике).
С. 316.1150500 Гц, в результате подвергнутый таким изменениям мужской голос напредъявляемой слушателям фонограмме определяется как принадлежащийдиктору-женщине.Исследование голоса, изменённого при помощи компьютерно-техническихсредств, является сложной и спорной задачей судебной фоноскопическойэкспертизы. Вследствие того, что инструментальное исследование изменённогоголоса, записанного на фонограмме, до сих пор имеет ряд сложностей, эксперты напрактике используют лингвистические методы выявления изменений, которыевносятся в фонограммы.
Как известно, содержательная и смысловая часть речевогопродукта характеризует целый ряд признаков личности, а в случае намеренногоизменения голоса с помощью компьютерно-технических средств не происходитизменениясодержательнойчастивысказываний,атолькоакустическиххарактеристик.Процесс производства судебной фоноскопической экспертизы включает всебя комплекс разнообразных методов, не только лингвистического анализа, но иинструментального.Вследствиеэтого,несмотрянато,чтонекоторыелингвистические характеристики голоса могут и не изменяться в случаеиспользования компьютерно-технических средств для искажения пола и возрастаговорящего, специалист должен уметь определить факт изменения голоса лица ипри помощи инструментальных методов анализа.Насколькоизвестно,наданныймоментнеразработанометодикисследования именно изменённого голоса, поэтому мы проанализируем какие изсуществующих методов судебной фоноскопической экспертизы можно применитьк исследованию изменённого при помощи компьютерно-технических средствголоса.Исследование изменённых при помощи компьютерно-технических средствхарактеристик говорящего основывается на полученных нами экспериментальныхданных.
Имеющиеся у нас исходные фонограммы с записью голоса лиц мужскогои женского пола (возраст 19-23 года, количество – 10 фонограмм)1 были изменены1Фонограммы получены из архива АНО «СОДЭКС МГЮА им. О.Е. Кутафина».151при помощи программ «Adobe audition 4.0» и «AV Voice Changer Diamond».Отметим, что данные программы находятся в свободном доступе и их можноскачать в сети Интернет.Как известно, высота звука зависит от частоты основного тона.
Чем вышечастота, тем выше звучание. Для изменения голоса диктора-женщины мывоспользовались функцией «lower pitch» (понижение частоты), для измененияголоса диктора-мужчиныфункцией «raise pitch» (повышение частоты). Поопределённым алгоритмам, заложенным в данную программу, высота голоса впервом случае автоматически понижается за счёт уменьшения частоты основноготона голоса, женский голос преобразуется в мужской, во втором случае наоборот,повышается за счёт уже увеличения частоты основного тона.Изменить высоту тона голоса в программе «Adobe audition 4.0» можно ивручную, меняя определённые настройки.
Например, на вкладке «Effects» в разделе«Time and pitch» выбираем «Stretch and pitch», в диалоговом окне выбираемпараметр «Pitch shift», понижая значение этого параметра всего на 5 полутонов,высота тона голоса сразу понижается, и, например, женский голос преобразуется вмужской. Следует отметить, что основное преимущество эффекта «Stretch andpitch» в том, что есть возможность изменять тональность звукового сигнала безизменения темпа записи голоса. В программе «Adobe audition 4.0» можно такжевыбрать панель «продвинутые настройки» (вкладка «advanced»).
При выбореалгоритма «Izotope Radius» у пользователя появляются расширенные возможности,например, при установке флажка «Preserve Speech Characteristics» (с англ.«Сохранять характеристики речи») поддерживается реализм речи в случаеизменения частоты основного тона голоса.Функция «Formant Shift» (с англ. «Сдвиг формант») автоматическиопределяет, как формантам приспособиться при сдвиге тональности. Поумолчанию нулевое значение регулирует форманты вместе со сдвигомтональности, сохраняя тембр и реализм.
Установка значений выше нуля повышаеттембр, что позволяет преобразовать «мужской» голос в «женский», установка152значений ниже нуля в свою очередь создаёт обратный эффект: из «женского»голоса в «мужской».Считаем важным отметить, что вследствие того, что низкие частотыобладают большей энергией, чем высокие, и некоторые звуки отчётливораспознаются по одной первой форманте (F1) (например, звуки "а", "о", "у"), еслиотрезать фильтром нижних частот вспомогательные форманты спектра речевогосигнала, то исчезнет индивидуальная для каждого человека окраска произносимыхзвуков, но сама смысловая информация, заложенная в речевое сообщение, непострадает и останется понятной.Программа «AV Voice Changer Diamond», в отличие от предыдущей,относится к способам, которые изменяют речевой сигнал в реальном времени, тоесть в процессе его формирования при поступлении в канал записи.В данной программе есть функция «Voice morpher», которая отвечает заизменение голоса.
Алгоритм изменения голоса такой же, как и в предыдущейпрограмме, мы можем повысить, либо понизить частоту основного тона голоса вовремя записи. Для того чтобы начать запись голоса, нажимаем на значок «Recorder»и включаем запись (rec). Теперь при произнесении в микрофон, речевой сигналбудет изменяться в соответствии с теми параметрами, которые установлены в поле«Voice morpher». Данные параметры для изменения голоса, могут быть измененыи в процессе записи, например, половину произнесённой речи мы можем записатьс низкой частотой, другую с высокой. Нажатие на кнопку «стоп» останавливаетзапись и автоматически сохраняет её в формате MPEG-1 Layer 3 (MP3). Впрограмме также заложены определённые алгоритмы, включив которые, можемвыбрать, например, изменение женского голоса на мужской, голос ребёнка, старикаи т.д.
Выбрать тот или иной алгоритм можно на вкладке «Nickvoices», отдельныеалгоритмы предлагаются для женских и для мужских голосов.Данная программа позволяет изменять голос при общении через различныепрограммы типа «Skype», через различные голосовые чаты и голосовыесообщения, более того, программа может изменить голос и с потокового аудио,которое в момент пользования программой будет проигрываться на компьютере.153Перейдём теперь непосредственно к инструментальному анализу фонограммизменённого голоса.Первым этапом является исследование бинарной структуры фонограмм, ихметаданных и иных служебных свойств при помощи программ «DUMP» и«Exiftool», в ходе которого могут быть обнаружены признаки редактированияфонограммы в какой-либо программе-редакторе, что будет являться сигналом дляболее тщательной проверки на предмет возможной модификации акустическиххарактеристик речевого сигнала.Программа «DUMP», например, даёт детальный отчёт о структуре файла, вкотором содержится информация о том, является ли фонограмма оригиналом иликопией, можно определить также с помощью какого устройства, была созданафонограмма, и с помощью какого программного средства в неё вносилисьизменения, позволяет выявить отклонения от стандартной структуры и исследоватьнедокументированныеданные,оставляемыепрограммнымобеспечениемустройств записи и программных редакторов.При нажатии на панели структурных блоков на значок информации в поле«Mpeg audio», открывается окно «Mpeg data», где открывается информацияпоочерёдно о каждом байте в поле «Original» напротив каждого байта в отношениифонограммы, изменённой с помощью «Adobe audition», стоит значение «False», чтоозначает, что данный файл не является оригиналом.
Для сравнения при анализеисходной (неизменённой) фонограммы таким же способом в поле «Original» стоитзначение «true». Подобную информация мы получили и с помощью программы«Exiftool».С помощью программ «DUMP» и «Exiftool» также удалось обнаружитьинформацию о программе, с помощью которой в фонограмму вносилисьизменения, имеются указания на использование программы «Adobe Audition 4.0.».Несмотря на широкий функционал программ «Exiftool» и «DUMP», они невыявили изменений в фонограмме, созданной при помощи программы «AV VoiceChanger Diamond». Исследуемая фонограмма обозначается в программе какоригинальная, поскольку речевой сигнал модифицировался в процессе записи, без154последующей программной обработки. С помощью какого устройства илипрограммы была создана фонограмма, установить также не удалось.Результаты исследования позволяют заключить, что служебная информацияв файле фонограммы позволяет в некоторых случаях выявлять фактыпостобработки фонограмм, но не является эффективной в случае модификацииречевого сигнала в реальном времени.Если сравнивать функционал и возможности программ «DUMP» и «Exiftool»,то, по нашему мнению, программа «Exiftool» позволяет в наглядной и удобной длявосприятия форме представить содержание служебных данных файла сфонограммой, в то время как программа «DUMP» позволяет выявить ошибки вбинарной структуре, которые при отсутствии других признаков могут такжесвидетельствовать о редактировании фонограммы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
