قليلا عن تاريخ التنصت الصوتي
تتجذر طرق التنصت هذه في
ميكروفون الليزر أواخر 80s
أدى ظهور كاميرات الفيديو ذات الدقة العالية ومعدل الإطارات إلى فتح إمكانيات جديدة للتنصت. الموجات الصوتية ، التي تتصادم مع سطح الأشياء ، تسبب اهتزازات غير محسوسة للعين.
للتعرف عليها ، يمكن استخدام كاميرا عالية الدقة بمعدل تحديث إطار 60 إطارًا في الثانية أو أكثر. قبل ثلاث سنوات ، تمكن فريق من الباحثين في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا من تحويل مقطع فيديو تم التقاطه بسرعة 2200 إطارًا في الثانية إلى صوت لحن تم تشغيله في الداخل وقت التصوير. في وقت لاحق وجد أنه يمكن تطبيق الطريقة بكفاءة أقل حتى مع معدل تحديث 60 إطارًا في الثانية.
كان لهذه الطريقة أيضًا قيود. أولاً ، تكلفة الكاميرات ذات معدلات التحديث العالية والعالية للغاية. ثانيًا ، هناك مشاكل في سرعة معالجة الصورة الملتقطة بمعدل إطارات ، تتطلب ملفات الفيديو الكبيرة معالجة طويلة ، تعتمد مدتها مباشرة على سعة الأجهزة. هذا يحد من استخدام طريقة الوقت الحقيقي.
لا تسمح الكاميرات ذات الدقة الحالية عمليًا باستخدام الكاميرا على مسافة كبيرة ، مما يحدها من 5 إلى 6 أمتار إلى الجسم.
جوهر الطريقة الجديدة
قرر العلماء الإسرائيليون تحسين طريقة الأمريكيين ، وركزوا الاستطلاع على شيء معين بواسطة تلسكوب واستبدلوا كاميرا باهظة الثمن بصمام ضوئي غير مكلف. يتسبب ارتعاش الهواء أثناء المحادثة في حدوث ميكروفايبر في المصباح الكهربائي ، مما يؤدي بدوره إلى تغيرات في الإضاءة غير ملحوظة ، ولكنها مهمة للمعدات الحساسة. يتم التقاط الضوء بواسطة تلسكوب ويتم تحويله بواسطة الصمام الثنائي الضوئي إلى إشارة كهربائية. باستخدام محول البرنامج التناظري إلى الرقمي ، يتم تسجيل الإشارة في شكل مخطط طيفي ، يتم معالجته بواسطة خوارزمية كتبها الباحثون ثم يتم تحويلها إلى صوت.
اختبر الباحثون كفاءة الطريقة من خلال الخبرة المختبرية ، حيث قاموا بتوصيل الجيروسكوب بالمصباح واستنساخ الأصوات بتردد 100 إلى 400 هرتز في سنتيمتر واحد من الجسم. كانت تذبذبات المصباح صغيرة وتراوحت من 0.005 إلى 0.06 درجة (كان الانحراف في المتوسط من 300 إلى 950 ميكرون) ، ولكن الشيء الرئيسي هو أنها اختلفت بشكل كبير اعتمادًا على التردد ومستوى ضغط الصوت ، وبالتالي ، هناك اعتماد على التذبذبات من خصائص انتشار الموجات الصوتية.
كانت الاهتزازات في المستويين الرأسي والأفقي صغيرة جدًا (300-950 ميكرون) ، ولكنها تغيرت اعتمادًا على تردد وحجم الصوت المزود ، مما يعني أن المصباح الكهربائي ، وإن كان بالكاد يمكن ملاحظته ، ولكنه لا يزال يهتز من الموجات الصوتية التي تنتشر في مكان قريب ، تعتمد التقلبات على خصائصها.
القياسات والتجربة
أظهرت قياسات البيانات من الثنائي الضوئي تغيرات تقريبية في التيار عندما اهتزت المصباح الكهربائي على مسافات مختلفة بينه وبين التلسكوب. تم العثور على أنه عند استخدام تحويل 24 بت ، تتسبب تذبذبات المصباح الكهربائي 300 ميكرون في الطائرة في تغيير الجهد بمقدار 54 ميكروفولت ، وهو ما يكفي تمامًا لإرسال طيف الاختبار (100-400 هرتز) على مسافة كبيرة (عدة عشرات من الأمتار) باستخدام بصريات التلسكوب المستخدم. أيضا ، ينعكس غياب الصوت في مخطط الطيف للإشارة الضوئية من اللمبة في شكل ذروة 100 هرتز (والذي ينتج عن تردد الوميض). تمت إضافة هذه الميزة أيضًا إلى الخوارزمية.
الخوارزمية نفسها تعمل بالتتابع. في المرحلة الأولى ، يعمل كمرشح للترددات غير ذات الصلة بالمعلومات ، مثل تردد الوميض ، ثم يستخرج الطيف المقابل للكلام. بعد ذلك ، يزيل إشارات التردد للضوضاء الدخيلة ، المشابهة للذواقة القياسية في مسجلات الصوت ومسجلات الاستوديو. يتم تحويل الرسم الطيفي الذي يتم معالجته بهذه الطريقة إلى صوت بواسطة برنامج تابع لجهة خارجية.
يسمح Lamphone ، الذي تم إنشاؤه من قبل العلماء ، في نسخته الحالية بإعادة بناء الكلام والموسيقى في الوقت الفعلي من غرفة تقع على بعد 25 مترًا من نقطة المراقبة. تم إثبات ذلك بموضوعية من خلال التجربة التالية ، تم تركيب جهاز مجهز بمقراب للهواة بعدسة 20 سم على جسر ، على بعد 25 مترًا من النافذة إلى الغرفة التي يوجد فيها المصباح. على مقربة من المصباح ، تم لعب فرقة البيتلز "Let It Be" و Coldplay "Clocks" ، بالإضافة إلى تسجيل خطاب د. ترامب بعبارة "سنجعل أمريكا عظيمة مرة أخرى".
ونتيجة لذلك ، تبين أن التسجيلات الصوتية التي تم استردادها من الأطياف يمكن تمييزها تمامًا ، وتم تخمين الألحان بسهولة بواسطة خدمة Shazam ، وتم التعرف على الكلمات من خلال واجهة برمجة تطبيقات Google المفتوحة للتعرف على النص.
بقايا جافة
الجهاز يعمل. لم يتم الإبلاغ عن شيء من هذا القبيل من قبل. سيؤدي ذلك إلى تبسيط عمل الخدمات الخاصة بطريقة ما ، ويجب على جميع الذين لديهم ما يخشون اتخاذ احتياطات جديدة. ليس من الواضح حتى الآن ما إذا كان النظام يمكنه العمل مع أي شيء آخر غير مصدر الضوء المتحرك. يخطط الباحثون الإسرائيليون لمواصلة أبحاثهم.
استخدام المحتوى والمواد المرئية