Fetnyaev_I_Yu_Priznaki_montazha_i_drugie_izmine..


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
Фет
н
я
ев И.Ю.

Государственный экспертно
-
криминалистический центр МВД Республики Беларусь

ПРИЗНАКИ МОНТАЖА И Д
РУГИЕ ИЗМЕНЕНИЯ

В ЦИФРОВЫХ ФОНОГРАММ
АХ И ФОТОГРАФИЯХ

Р
азвитие и широкое распространение компьютерных средств обработки и монтажа

цифровых записей
,

доступность детальной информации о выполнении таких действий
на сегодняшний день

привели

к ситуации
,
когда создание

поддельной фонограммы или фотографии
может оказаться
простой зада
чей даже для
непрофессионала.

Именно п
оэтому

совершенствование

методик экс
пертной оценки достоверности
цифровых
записей

является чрезвычайно важной научно
-
технической и социальной задачей

[
1
]
.

Данная статья составлена на основе современного состояния теории и практики выполнения
криминалистических экспертиз

фоно
-

и фотодокументо
в

в шестом управлении ГЭКЦ

МВД Республики Беларусь
,

знаний͕ навыков͕ умений и практического опыта из соответствующих областей науки и техники͗ криминалистки͕
методов цифровой обработки сигналов͕ акустики͕ электроники͕
компьютерной техники
.

1.

ИССЛЕДОВАНИЕ
ФОН
ОГРАММ

Когда достоверность записанной на фонограмме информации может вызывать сомнения͕
наиболее
часто
на решение

фоноскопич
е
ск
ой

экспертиз
ы выносится вопрос
͗ «
Имеются
ли на фонограмме признаки монтажа?
»


При этом термин «монтаж» в свете устоявшихся клише
понимается

как синоним терминам
«фальсификация»͕
«подделка»
.

Такая трактовка понятия монтажа в некоторой мере
была
оправдана
применительно
к
звукозапися
м

на магнитной ленте.

Вместе с тем
,

экспертиза цифровых фонограмм требует
уточнения некоторых
терминов и

их

определений.


Спорная фонограмма



это основная звукозапись͕ из
-
за которой назначена экспертиза.

Монтаж фонограммы

(согласно ГОСТ 13699
-
91 «Запись и воспроизведение информации. Термины и
определения»)


объединение двух или более частей одной или неско
льких ранее записанных фонограмм путем
перезаписи͕ при котором могут вноситься изменения в записываемую информацию и может изменяться
очередность фрагментов.

Норма записи



звукозапись͕ произведенная непрерывно от начала и до конца без изменения режимов
ра
боты звукозаписывающего устройства

[2]
.

Изменение в фонограмме



отклонение от нормы записи͕ а также любое изменение свойств и содержания
оригинальной звукозаписи.

Таким образом͕ м
онтаж является основным͕ но не единственным способом искажения содержания
ф
онограмм. В связи с этим͕ под признаком монтажа
наиболее целесообразно
понима
ть

следующее͗

Признак монтажа



изменение

в фонограмме͕ которое указывает на недостоверность содержащейся в
фонограмме аудиоинформации (искажение акустического события или содержа
ния разговора͕ исключение либо
добавление в запись отдельных
эпизодов͕ реплик͕ шумов и т.д.).
Изменения͕ не оказывающие влияния на
достоверность содержащейся в фонограммах аудиоинформации͕ не являются признаками монтажа.

Исследование
цифровых
фонограмм на
предмет наличия признаков
монтаж
а

проводится
метод
а
м
и

аудитивно
-
лингвистическ
ого

и инструментальн
ого

анализ
ов
.

Ниже

изложены

некоторые новые подходы
к

проведени
ю

инструментального анализа

звуковых файлов
.

Инструментальный анализ проводи
т
ся с использование
м АПК «ИКАР
-
Лаб

==+»͕ «MEDAV»͕ «Hustiphone»
,



2

программ «Tiny:exer»
͕ «Nero =nfo Tool» и др.


Исследование провод
и
тся

в следующей последовательности͗

-

обнаружение изменений в фонограмм
е
͕ установление причин их возникновения͖

-

оценка степени влияния выявленн
ых изменений на достоверность содержащейся в фонограмм
е

аудиоинформации͖

-

формирование вывода о наличии либо отсутствии в исследуем
ой

фонограмм
е

признаков монтажа.

К признакам͕ указывающим на возможные изменения в фонограмме͕ относятся͗

-

наличие импульсн
ых сигналов͕ выпадений сигнала и переходных процессов͕ характерных для
изменения
режимов работы аналоговых и цифровых устройств записи (включение͕ выключение͕ пауза͕ акустопуск)͖

-

неоправданное резкое изменение мощности сигнала и соотношения полезный сигн
ал/шум͖

-

неоправданное резкое изменение характеристик полезного речевого сигнала (частотного диапазона и
вида спектра͕ мелодических и формантных параметров)͖

-

неоправданное изменение уровня и/или спектрального состава͕
диапазона фонового шума звукозаписи
.
Изменение свойств стабильных сигналов

фонового звука (музыка͕ шумы оборудования͕ транспорта͕ шаги и т.п.)͖

-

неоправданное наличие эффекта элайзинга͕ признак
ов антиэлайзинговой фильтрации͖

-

неоправданное наличие следов искажения сигнала в результате пр
именения алгоритмов компрессии͖

-

неоправданное наличие либо отсутствие постоянных гармонических спектральных составляющих͕
нарушение непрерывности их спектрально
-
временных и фазовых свойств͖

-

неоправданное наличие либо отсутствие в служебной части звуков
ого файла дополнительной
информации͕ оставляемой звукозаписывающим устройством͕ а также несоответствие данной информации
известным обстоятельствам звукозаписи͖

-

неоправданное наличие либо отсутствие в служебной части звукового файла дополнительной
информа
ции͕ оставляемой некоторыми программами редактирования звука.

Анализ уровня мощности сигнала и соотношения сигнал
-
шум проводи
т
ся по осциллограммам в
режиме
логарифмического масштабирования сигнала͕ а также путем многократного прослушивания фонограммы.

Ана
лиз спектрального состава речевых сигналов͕ узкополосных и широкополосных шумов проводи
т
ся по
динамическим спектрограммам и автокоррелограммам с окнами анализа 5

500 мсек и 2

20 сек для сигнала͕
прореженного до частоты 100

800 Гц.

Анализ свойств постоянных

гармонических спектральных составляющих проводи
т
ся по узкополосным
динамическим спектрограммам и фазограммам͕ полученным в различных режимах͕ с использованием
программного модуля «EdiTracker» и комплекса «Hustiphone».

Анализ служебной части звуковых файло
в проводи
т
ся путем просмотра
служебного
заголовка в различных
символьных кодировках с использованием шестнадцатеричного файлового редактора «Tiny:exer».

Рассмотрим несколько примеров.


Большинство современных диктофонов
сохраняют

в
служебной части
звуков
ых

файл
ов

некоторую
служебную
информацию.

Она͕ как правило͕ предназначена
для оптимизации работы с пользовательскими
данными
.
Анализируя
эту информацию
͕ можно установить некоторые обстоятельства звукозаписи.

На рис. 1


3

приведен служебный заголовок звукового ф
айла
формата WMA в окне программы «Tiny:exer».
Ф
айл был
записан диктофоном «OYMPUS WS
-
320M
»
. Зная особенности работы диктофона͕
можно
легко
определить

время
начала и окончания звукозаписи͕ а также ее длительность
.

Цифры «
081015231129

081016003756

005219
» в

нашем

случае обозначают͗ начало записи


15.10.08 г. в 23͗11͗29͕ окончание записи


16.10.08

г. в 00͗37͗56 (н
еобходимо
заметить͕
что
эти данные
мо
гут

отличаться от реального времени в зависимости от системных настроек
диктофона
)
͖ длительность
файла



00:
52
:
19.

То есть

запись производилась в течение 1

часа 26

минут

27

секунд
͕ а
длительность
записанной
фонограммы состав
ила всего 52

минуты 19

секунд
͕ что указывает на нарушение
н
епрерывност
и

записи
.

Действительно͕ осциллографический и спектральный анализы дан
ной фонограммы
выявили наличие импульсного сигнала и переходных процессов͕ характерных для режима «пауза»
указанной

модели диктофона.


Рис. 1. Информация͕ сохраненная диктофоном в заголовке файла WMA

Даже в заголовке такого «при
митивного» формата как WAV некоторые устройства могут оставлять
свои
уникальные следы.


Рис.
2
. Нестандартный заголовок WAV (слева) и результат повторного сохранения (справа)

В примере на рис. 2 в служебной части звукового файла

имеется блок дополнительной информации͕ не
являющейся частью стандартного заголовка WAV.
Данный блок размещается непосредственно между
идентификатором типа данных «WAVE» и
идентификатором блока описания формата «fmt»͕ и обозначен
идентификатором «efrt» по

смещению 0х0с.

Популярные программы
-
редакторы («Sony Sound

Forge»͕ «Adobe
Audition»͕ «Cool

Edit» и др.) такие блоки информации не распознают͕ а при попытке изменения и повторного
сохранения файла удаляют их.

Программы часто вносят существенные изменения в

служебную часть звуковых файлов и компакт
-
дисков.


4

Например͕ файл «Разговор09072008.ogg» (см. рис. 3)
был записан в программе «Sony Sound Forge»͕ а затем
скопирован на компакт
-
диск при помощи программы «Nero Burning ROM».


Рис. 3
.
Следы п
рограмм
ы

«Sound Forge»
в файле
(слева)

и
программ
ы

«Nero Burning ROM»

на компакт
-
диске

(справа)

В
фонограмме

на рис. 4 наблюдается явление элайзинга


отражение спектра сигнала относительно
половины исходной частоты дискретизации.
Э
лайзинг
мог
возникнуть

при
перезаписи

фонограммы

с частотой
дискретизации

8000

Гц в звуков
ой

файл с
частотой дискретизации 44100

Гц. Также
в фонограмме

присутствуют
прямоугольны
е

област
и

отсутствия спектральной плотности

в области высоких частот (от 17

кГц до 22 к
Гц)
͕ что

характерно для работы алгоритмов компрессии с высокой степенью сжатия
,

например͕ OGG

и MP3
.

Кроме того͕ анализ спектральной картины на рис. 4 позволяет утверждать
͕ что в исходной фонограмме (с частотой
дискретизации 8000 Гц) существенных искажени
й сигнала за счет алгоритмов компрессии не имелось.


Рис. 4
. Следы элайзинга (1) и компрессии (2) в спектре фонограммы


Анализ постоянных гармонических составляющих в низкочастотной области спектра

сигнала
позволяет
идентифицир
овать устройство звукозаписи и достаточно точно определить
положение монтажных переходов (см.
рис. 5)
.

Неконтролируемые технические наводки устройств
а могут проявляться

также и в области высоких частот.

1

2



5


Рис.
5
. Технические
наво
дки

в спектре сигнала

(слева)
,

участок фонограммы с
нарушени
ем

частотно
-
временных и фазовых свойств

гармоник

(справа)

По большому счету͕ особенности работы цифрового устройства могут проявляться в любом виде.
Например͕
в
диктофон
е

«
RoverMedia Aria X7
»

чер
ез строго одинаковые промежутки времени происходит скачок
уровня нуля из
-
за переполнения буфера

(см. рис. 6)
. Следы монтажа на такой фонограмме будут хорошо заметны.


Рис. 6. Фрагмент спектрограммы и осциллограммы звукозаписи͕

выполненной

с использованием диктофона RoverMedia Aria X7






6

2.

ИССЛЕДОВАНИЕ
ФОТОГРАФИЙ

Наиболее эффективный алгоритм и
сследовани
я

цифровых
фотографий

на предмет наличия монтажа
включает два этапа͗

визуальный анализ и исследование структуры
графического

файла.


При визуальном анализе оцениваются͗

-

естественность композиции изображения͖

-

пропорциональность частей изображения͖

-

перспективное соответствие и одинаковый ракурс всех деталей изображения͖

-

одинаковые условия освещения объектов͖

-

распределение те
ней и световых бликов͖

-

уровни яркости и цветовой баланс всех частей изображения͖

-

одинаковая степень резкости и «зернистости»͖

-

однородность фона͕ плавность перехода между соседними фрагментами.

К
омпьютер позволяет
эффективно масштабировать
изображени
е

для анализа мелких деталей͕ а также
выбирать оптимальный
режим отображения
для выявления участков͕

различ
ных

по уровню яркости и цветовому
балансу.

Большой интерес представляют
признак
и
͕ которые можно выявить в графическом файле ме
тодом
инструментального

анализа͗

-

информация EX=F͕ миниатюрный эскиз

изображения
;

-

элементы матрицы квантования
;

-

длина таблицы Хаффмана
;

-

пиксельные связи
;

-

клонированные участки изображения
;

-

идентификац
ионные признаки фотокамеры.

В
раздел
е

EX=F графического файла

фотока
мера
сохраняет
сведения об условиях фотосъемки.
Многие
г
рафически
е

редактор
ы

добавляют

в данный раздел свою информацию.

На рис.

7

с
лева
приведена информация
EXIF
файл
а
,
обработан
н
ого

программой
«
Adobe
Photoshop

CS3
»
.



7


Рис.
7
.
Со
держимое з
аголовк
а

EX=F графических файлов

Некоторые программы

при обработке графического файла оставляют содержимое раздела
EXIF
неизменным

(например͕ «FastStone =mage Viewer»͕ «Microsoft Paint» и др.)
.

На рис.
7

справа
приведен пример
работы
такой
прогр
аммы. Фотография была обрезана͕ но
в файле HPEG
сохранился миниатюрный эскиз
изображения͕ который был создан камерой. Если открыть папку с
данным файлом

в режиме просмотра эскизов͕
мы увидим маленькое изображение

фотографии

в первоначальном виде
.

Уровень с
жатия͕ а͕ следовательно͕ и качество изображения задается м
атриц
ей

квантования
͕ которая

хранится
в файле
.

Элементы матрицы обусловлены психовизуальным порогом.


Рис.
8
.
Элементы матрицы квантования

в графических файлах

Разные мо
дели камер и программы используют разные матрицы квантования. На рис.

8

первые две
фотографии сделаны фотокамерой «Canon PowerShot A510»͕ третья


результат поворота

центральной

фотографии

на 90º

с помощью программы «ACDSee 10».

А
нализ матриц квантования

м
ожет
быть использован

для

выявления
изображений
͕ полученных
путем
«
склейки
»

нескол
ьких
фотографий

раз
ного

качества (см. рис.
9
)

[
3
].

Таблица Хаффмана является неотъемлемой частью кодирования HPEG.

Ее длина также различается у


8

разных моделей камер и програм
м (см. рис. 10).



Рис.
9
.
Фотография
͕ содержащ
ая
области
с разной степенью сжатия (справа)


Рис. 1
0
. Различная длина таблиц Хаффмана (указана стрелкой)

для

камеры «Olympus

C
-
4000»͕ программ «ACDSee»

и «Photoshop»

Метод анализа пиксельных связей базируется на особенностях формирования камерой полноцветной
картинки. Как известно͕ каждый пиксел
ь

растра хранит только одну из трех цветовых составляющих (красную͕
зеленую или синюю)͕ а две оставшиеся рассч
итываются͕ исходя из информации о соседних пиксел
ях

(операция
Demosaicing). Таким образом͕ между элементами конечного изображения образуются математические
взаимосвязи͕ которые разрушаются при обработке в редакторе.

Например͕ при
масштабировании части
изоб
ражения͕ программа пересчитает эти связи только для выделенного фрагмента. А поскольку каждая
программа применяет свой алгоритм͕ общая однородность картины будет нарушена

(см. рис.
11
)

[5]
.


Рис. 1
1
.
Фотография

с

нарушени
ем

пикс
ельных связей

(справа)



9

В
работе
[
4
]
подробно
описывается
алгоритм
поиска клонированных

участков изображения с
помощью матрицы дискретного косинусного преобразования.
Данный
алгоритм был

успешно
реализован

нами

в
виде

утилит
ы «CloneScan»
. Пример работы утил
иты приведен на

рис.

12
.

Новые методы анализа цифровых фотографий возникают с завидной периодичностью. Лаборатория
«Adobe» обещает представить в скором времени программный модуль для идентификации фотокамер. Принцип
его работы напоминает баллистическую экс
пертизу. Авторы рассчитывают͕ где это возможно͕ на сравнение
технических характеристик камеры («битые» пиксели͕ картина шумов сенсора͕ оптические искажения


дисторсия͕
виньетирование хроматические аберрации и др.) и сделанных снимков на предмет их соответ
ствия *5+.



Рис. 1
2
.
Фотография с идентичными
участк
ами

изображения

(справа)

На сегодняшний день

не существует единой рекомендованной экспертной методики͕ позволяющей
достоверно устанавливать факт монтажа по цифровым
звукозапи
сям и изображениям

(или их аналоговым
копиям) при отсутствии оригинала и записывающего устройства. Новая информационно
-
технологическая среда
производства
экспертиз
диктует необходимость освоения экспертами нового поисково
-
познавательного
инструментария для

решения идентификационных и диагностических задач͕ разработки научно
-
методического
обеспечения в виде методических пособий.


Литература

1.

Коваль С.Л.͕ Ланда Е.Р.͕ Прощина Е.А. Поиск следов нарушений достоверности фонограмм.
Методические указания для эксп
ертов.


СПб.͗ Центр речевых технологий͕ 200
7
.


119 с.

2
.

Егоров К.С.͕ Шакун А.М. Назначение и проведение фонографической экспертизы для установления
фактов внесения изменений в магнитный
носитель. Методическое пособие для экспертов͕ следователей и судей.



Мн.͗

Право и экономика͕ 2006.


142 с.

3
.

H. Farid

Exposing digital forgeries from JPEG Ghosts.


Department of Computer Science, Dartmouth

College,
Technical Report

TR200
7
-
515, 200
7
.

4
.

Fridrich J., Soukal D., Lukas J. Detection of Copy
-
Move Forgery in

Digital Images.


Cleveland, OH.: Proc. Digital
Forensic Research Workshop, 2003.

5
.

Farid H.

Digital
Doctoring͗ Сan we trust photographs?͕ October 2008
,

http://www.cs.dartmouth.edu/farid/
research/digitaltampering
.


Приложенные файлы

  • pdf 18357788
    Размер файла: 2 MB Загрузок: 1

Добавить комментарий