Характерные вопросы экспертизы:
1. Выполнена ли представленная на исследование фонограмма на диктофоне “Panasonic…..” ? (который также представлен на исследование)
2. Является ли представленная на исследование магнитная фонограмма оригиналом?
3. Нет ли признаков монтажа произведённых в процессе записи или после?
(Вследствие проведения статистических подсчетов было выявлено, что приблизительно каждая вторая экспертиза содержит фонограммы с признаками оцифровки, каждая пятая – с компьютерным монтажом)
Экспертная практика в течение последних трёх лет показала, что направления исследований, связанные с поиском эффекта aliasing, признаков преобразования сигнала из цифровой формы представления в аналоговую, признаков, характерных для цифровой техники алгоритмов обработки сигнала, следов работы фильтров АЦП (т. е. срезов фильтров), исследования уровней шумов до и после звучащей фразы, не всегда приводят к утверждению о наличии или отсутствии каких-либо признаков, позволяющих однозначно ответить на поставленные вопросы. Указанные признаки если и находятся, то на тех фонограммах, которые были оцифрованы изначально. В настоящее время почти все госорганы, занимающиеся санкционированным прослушиванием, записывают переговоры на ПЭВМ. Частота дискретизации в 8 кгц уже давно известна экспертам, но aliasing’а и других следов характерных АЦП на фонограммах не было обнаружено (даже в том случае, если точно известно, что фонограмма ранее была оцифрована).
Поэтому необходимы другие направления поиска указанных выше явлений. В данной статье будут отражены лишь несколько разработанных в экспертной практике методов.
1. Старт–стопные моменты.
2. Спектральные компоненты канала записи.
3. Непрерывность фазы непрерывной гармоники.
4. Разрыв фазы непрерывной гармоники.
5. Интерференция гармоник.
6. Частные признаки устройства записи.
Кстати, идиотов, склеивающих ленты с целью монтажа фонограммы и представляющих её в суд как вещественное доказательство, я как-то не встречал. Может быть, кому-то и встретилось – то опишите на Киевском форуме или пришлите нам – посмеёмся вместе с вами.
Старт – стопные моменты
К настоящему времени в лабораторию не поступало ни одной фонограммы со следами монтажа, произведённого с использованием перезаписи на магнитофон (идентификация монтажа по старт-стопным моментам), так как их скрыть практически невозможно. Нередко встречаются случаи, когда на одной магнитной ленте может быть представлено несколько фонограмм, или же мы видим в середине непрерывной фонограммы старт-стопную. Поскольку данные особенности фонограммы отображаются на экране, целесообразно их исследовать, сравнить и пополнить уже имеющуюся базу данных старт-стопных. Продуктивным методом является метод копирования и наложения. Для примера посмотрим на окно редактора: рис. №1

Представлено 10 телефонных переговоров, изначально записанных с использованием ПЭВМ, а затем собранных в один файл и за один проход сброшенных на магнитную ленту. (В настоящее время почти все госорганы, занимающиеся санкционированным прослушиванием, записывают переговоры на ПЭВМ, да и у нас в регионе у органов уже пошли в ход цифровые диктофоны, подключаемые к ПЭВМ для сброса фонограмм).
При исследовании оказывается полное отсутствие старт-стопных моментов:

Другой момент – явное наличие старт-стопных моментов. В таком случае при исследовании старт-стопных можно сделать следующие исследовательские выводы:
- на одном и том же устройстве записи было произведено случайное затирание фрагмента фонограммы;
- во время записи исходной фонограммы было произведено выключение устройства записи и включение на запись непосредственно сразу - или через большой промежуток времени (в пределах выключения 15 сек - исследуется асимптотическое поведение фазы непрерывной гармоники, а если продолжительная пауза более 10 мин – изменение частоты непрерывной гармоники).
- что мы имеем: случайное стирание фрагмента после наличия непрерывной записи или же собственно монтаж – удаление (вставка) фрагмента с оценкой приблизительной длительности удалённого фрагмента (проверяется непрерывность фазы в месте стирания фрагмента)?

На рис. №2 представлена стартовая из базы данных (масштабированная по уровню (смещение по вертикали мы не трогали) – красная и исследуемый сигнал – синяя). При аналогичном анализе стоповых визуально, да наряду и с другими признаками, было однозначно идентифицировано звукозаписывающее устройство.
В принципе, с учётом того, что мы можем накладывать несколько старт-стопных друг на друга и на исследуемый сигнал, визуально регулировать их положение, амплитуду, смещение по вертикали, цвет, масштабировать по Х и Y, измерять с любой точностью длительность переходных процессов, сравнивать их с базой данных старт-стопных моментов, на этом раздел статьи, посвященный старт-стопным, можно закончить и перейти к следующему разделу.
Спектральные компоненты канала записи
Данный метод эффективно используется при решении вопросов:
- Выполнена ли представленная на исследование фонограмма на диктофоне “Panasonic…..” , также представленном на исследование?
Производится контрольная запись на чистую кассету и анализ спектральных составляющих. Исследование канала записи представленного на исследование устройства – АЧХ, выявление всех гармоник канала записи, снятие старт-стопных моментов позволяет обнаружить множество частных идентификационных признаков. (В экспертной практике был случай, когда контрольная запись на новую магнитную ленту не позволила обнаружить совпадение АЧХ и гармоник канала записи. Выход был найден путём записи контрольной фонограммы на исследуемую магнитную ленту, но с обратной, свободной от записи стороны. При этом однозначно было подтверждено совпадение всех идентификационных признаков). Экспертная практика показала, что нет ни одного устройства записи, не оставляющего после себя гармоник канала записи. Уровни гармоник визуализируются и идентифицируются на любых уровнях помех, среди любого уровня сплошного шума. Всё зависит от разрешающей возможности программного продукта, используемого при исследовании, качества Sound blaster’a, правильно спроектированной и реализованной схеме заземления АРМ, экранировке всего того, что может оказывать влияние и на что может быть оказано влияние (следует также учитывать, как внутри системного блока расположен Sound blaster - не забудьте про него). Типично визуализируются от 2 до 12 гармоник канала записи. Естественно, разные модели устройств записи невозможно отрегулировать одинаково точно (взять хотя бы частоту подмагничивания, даже в самых качественных устройствах оказывается большой допуск на первоначальную установку, а с течением времени эксплуатации она всё равно плывёт по частоте оставаясь в пределах допустимых норм исходя из всех норм допусков). Наши возможности измерить их амплитуду и частоту с точностью до минус шестой степени после запятой и при этом отследить их изменение в течение некоторого времени (так называемый прогрев деталей генератора стирания – в основном из-за него появляются комбинационные составляющие, которые и проникают в канал записи) – позволяют набрать хороший букет идентификационных признаков исследуемого устройства записи. А если мы сможем обнаружить ещё и детонацию непрерывной гармоники в пределах 0.5 - 100 Hz и более и к тому же замерить её относительное значение (т.е. какой первичный или вторичный вал лентопротяжного механизма вращается с такой-то частотой и с такой-то относительной амплитудой), – то выводы можно оформлять, не сомневаясь и не задумываясь.
Непрерывность фазы непрерывной гармоники.
Разрыв фазы непрерывной гармоники
Вначале следует ответить на вопрос: что же такое непрерывная гармоника? Возможно, кому-то этот термин непонятен. Немного теории (правда, пока нет ни одного источника, к которому я бы мог вас отослать, если кто-то знает – подскажите).
В предыдущем разделе мы упоминали, что любой канал записи оставляет свои следы в виде набора непрерывных частот, иногда по уровню очень слабых, визуально не отображаемых. Но это не означает, что наш АРМ их не видит. У него глаза другие. Итак, генерируем в новом файле гармонику, например, 50 Hz – ту, от какой все устройства записи хотят избавиться, но у них это до конца не получается, амплитудой 200, длинной 20 сек. Спектр представлен на рисунке. Вот это и есть “представительница” непрерывной гармоники.

Красным цветом – фаза +44.82 град, зелёным – амплитуда, как видим, 199.95 отсчёта (вспомните, что мы генерировали). Теперь по осям можно разобраться, где отсчёты и градусы фазы и секунды. Разобрались? Далее с третьей по пятую секунду мы вырезаем кусочек и вставляем его на десятой секунде – и что мы видим на рисунке ниже - слева?

На третьей секунде произошёл разрыв фазы в 59.57 град, на десятой – ещё больше, на двенадцатой – поменьше. Вот таким образом с использованием ПЭВМ можно делать монтаж: что-то удалить (что не нужно), а потом в нужном месте вставить (что нужно), подретушировать шумы в месте удаления и в месте вставки – и монтаж готов.
А как будет выглядеть фаза, если мы, прослушивая запись, случайно нажмём кнопку записи (частый случай у оперативных работников)? На правом рисунке обнулён участок с 15 по 18 секунду (т.е. стёрт случайным нажатием) – но фаза после удалением не изменилась – как была 45 рад до удаления, так и осталась после него. Таким образом, возможно синтезировать фазу даже при отсутствии сигнала.
Итак, начало есть – что-то вырезали (в буфер с 3 по 5сек), потом вставили (на 10 сек из буфера), стёрли кусочек (с 15 по 18 сек) – см. рисунки.
Таким образом и понимается мною, а теперь и вами непрерывность фазы. Происходит мгновенное измерение фазы любой непрерывной гармоники в любой точке сигнала, а также её мгновенного значения частоты и амплитуды. Исследование возможно не только на идеальном, но и на зашумленном сигнале. Проводим те же действия, но зашумляем сигнал сильным белым шумом, чтобы визуально исследуемая гармоника была еле различимой – или до такого уровня, что мы её теряем из виду. На нижнем рисунке явно просматривается воздействие шума на фазу гармоники, но она прекрасно визуализируется. Также было сделано вырезание сигнала с 3 по 5 секунду и вставка его на 10 секунде и обнуление (стирание) в районе 15 секунды. Все места монтажа и стирания достаточно точно визуализируются (вспомните физику: минус 180 град равны плюс 180 град, поэтому виден заворот фазы сверху вниз, но её можно вручную сдвинуть вверх или вниз). Вопросы количественного измерения фазы, амплитуды, частоты исследуемой гармоники остаются достаточно точными (т.е. верны три-четыре знака после запятой). Но если вы обратите внимание на спектрограмму, то разглядеть на ней места монтажа практически стало невозможно и слуховое восприятие так же не даёт никаких результатов.

Проанализируем данный тип исследования фонограммы не только в теории, как было сделано выше, но и на практике. Для начала рассмотрим, например, частоту нашей электрической сети, т.е. включим на несколько минут на запись, сигнал подавать не будем и исследуем: что же происходит с нашей наводкой 50Hz. Мы увидим следующий рисунок.

Как мы видим, частота сети постоянно “гуляет”. За две минуты фаза изменилась более чем на 720 град, а частота, которая в начале была 49,99048 Hz, в конце повысилась до 50,02605, т.е. более чем на 0,03 Hz (коричневый цвет графика). Из этих наблюдений можно сделать следующие выводы (суммирую наблюдения за час исследования):
1. Фаза (соответственно и частота) нестабильна, меняется на 360 град за период около минуты.
2. Минимум 0.01Hz изменяется частота сети за минуту.
3. Длительное наблюдение (за 1 час) позволяет отследить изменение частоты питающей сети до 1.5-2.5 Hz.
А теперь можете представить, как будет выглядеть фаза, если будет удалён маленький или большой кусочек сигнала. В первом случае будет разрыв фазы (а если удаленный кусок составляет 10-15 сек, то и асимптотическое поведение наклона фазы при неизменной частоте), во втором – разрыв фазы и резкое изменение частоты исследуемой гармоники.
Привлекающий внимание факт. Очередная экспертиза (находящаяся в данный момент в производстве): адвокат заступается за своих “обиженных”, на исследование поступает фонограмма. Послушали мы её с лингвистом, первое впечатление - никаких аномалий. А теперь давайте на неё посмотрим под другим углом зрения.

Мы здесь видим резкое, скачкообразное изменение частоты с 49,97446 до 50,06583 что явно видно на графике частоты (коричневый цвет), соответственно, фаза с этого места полезла вверх (очевидно, немного вырезали).
А вот ещё один фрагмент той же фонограммы рисунок ниже.
Здесь полный букет: и разрыв фазы, и резкое изменение частоты. На данный момент найдено 6 мест (из них 5 удалений и 1 вставка), далее искать не хочется: фонограмма длиной 48 мин – и для чего зря время тратить, когда и так понятно, какие будут выводы и станут ли вообще читать в суде фонограмму после этого. Ну а когда мы к этим шести местам конкретным прислушались, то и лингвист сказала, что в двух местах действительно можно обнаружить смену акустической обстановки, хотя уровень шума до и после остаётся неизменный, и никакого эффекта aliasing, также нет признаков преобразования сигнала из цифровой формы представления в аналоговую, и нет следов работы фильтров АЦП (т. е. срезов фильтров). В общем, профессионально сделано, возможно, кто-то даже на этом немного заработал. Вероятно, те, кто делал, теперь скоро привет от заказчика фонограммы получат по всей программе.

Интерференция гармоник
Итак, опять генерируем, например, 50 Hz уровнем 200 и 50.01Hz уровнем 300, смешиваем их, смотрим, что получится. А получается интерференция гармоник.

Что мы наблюдаем: верхний график – осциллограмма, ниже амплитуда и фаза, ещё ниже спектр.
Обратите внимание: выставлена сетка и раздвинута по минимумам амплитуды, а значение частоты между отдельными вертикальными сетки оказалось 0.01 Hz (как видно в окошке на графике). А если вспомнить, что мы генерировали: 50.01-50=0.01Hz – т.е. мы видим две близко расположенные гармоники по частоте, с разными амплитудами (вычислить параметры частоты, фазы, амплитуды по отдельности каждой, глядя на рисунок, – элементарно, т.е. простая физика 9 класса). Как нам говорили на занятиях: “а при этом должно быть раздвоение пиков на спектре…” - давайте на окне в более 1000000 гармоник посмотрим это раздвоение:

Раздвоения на рисунке я как-то не вижу, а вы его видите? На этом принципе и построено (и не только на этом, но это ещё целая статья) определение того, оригиналом или копией является фонограмма. При перезаписи добавляется новая 50Hz-овая гармоника с другой частотой, амплитудой, начальной фазой, а если уровень их приличный, то и дополнительные признаки в случае монтажа можно найти.

Частные признаки устройства записи
Сразу смотрим на рисунок (беру первую фонограмму, что найду в архиве):

Обратите внимание на сетку и на фазу. Фаза оказывается чем-то промодулирована. Сетка выставлена по максимумам фазы (можно выставить и по максимумам частоты - коричневый цвет). Что может модулировать частотой 1.17Hz? – с такой частотой вращается бабина в кассете. И если при смене кассеты этот признак останется, то, вы понимаете, что левый или правый валы, на которые надеваются бабины, вращаются немного неравномерно (или зубчик помялся в ЛПМ, или попала грязь, или сносился ЛПМ). А если мы обнаруживаем модуляцию с более высокими частотами, то это уже биения других, скоростных валов (на практике обнаруживались 6,2; 12; 18,4; 24,3 Hz и др. частоты, всё зависит от марки устройства и разболтанности ЛПМ). Если приглядеться к частотной огибающей (коричневый цвет), то там какие-то ещё есть биения. Сбросим частотную (коричневую) огибающую в отдельный файл, возьмём от ней спектр – и увидим следующее:

Вот они - валы ЛПМ, только надо внимательно разобраться (если есть возможность, вскрыть устройство записи, пересчитать зубчики или померить диаметры валов, каждой составляющей можно найти соответствующий шпиндель – не подумайте, что такие картинки видны на каждой записи, и не забудьте вначале исследовать собственный ЛПМ, а то будете видеть свои, а списывать их на чужие, я-то сейчас смотрю и вижу свои, а среди них чужие). Амплитуда каждой составляющей различна в двух одинаковых устройствах записи (даже одной марки устройств). Да иногда видна частота двигателя, если спектр повыше посмотреть. В перспективе возможно в этом направлении исследовать фонограммы на монтаж.
В статье были представлены основные направления исследования на монтаж (в сжатом виде, в противном случае материала достанет не на статью, а на отдельную книгу).
Для начинающих сразу вопрос на засыпку: «откуда на микрокассете появилась 50Hz составляющая, если её писали на диктофон, да ещё в поле или в лесу?» Ответ:
- или вы исследуете собственную помеху
- или вы имеете дело с копией (это опять же тема отдельной статьи).