Техніка відтворення мови через аналіз вібрації лампи у підвісному світильнику

Група дослідників з університету імені Давида Бен-Гуріона у Негеві та інституту імені Вейцмана (Ізраїль) розробила техніку Ламфон (PDF) для відновлення розмови та музики, що звучать у закритому приміщенні, використовуючи пасивний аналіз вібрації електричної лампи у підвісному світильнику. Як аналізатор використаний розміщений на вулиці електро-оптичний датчик, за допомогою телескопа націлений на видиму через вікно лампу. Експеримент проводився з 12-ватними світлодіодними лампами та дозволив організувати підслуховування з відстані 25 метрів.

Техніка відтворення мови через аналіз вібрації лампи у підвісному світильнику

Метод діє для підвішеної лампи. Звукові коливання створюють перепади тиску повітря, через які виникають мікровібрації підвішеного предмета. Подібні мікровібрації призводять до спотворень світла під різними кутами через зміщення площини свічення, які можна вловити за допомогою чутливого електрооптичного датчика і демодулювати в звук. Для захоплення потоку світла та його напрямку датчик використовувався телескоп. Отриманий від датчика (Thorlabs PDA100A2 на базі фотодіода) сигнал перетворювався на цифрову форму за допомогою 16-розрядного аналого-цифрового перетворювача ADC NI-9223.

Техніка відтворення мови через аналіз вібрації лампи у підвісному світильнику

Виділення пов'язаної зі звуком інформації із загального оптичного сигналу проводилося в кілька стадій, що включають полосно-загороджувальну фільтрацію, нормалізацію, придушення шумів та амплітудну корекцію за частотами Для обробки сигналу було підготовлено скрипт для MATLAB. Якість відновлення звуку при знятті параметрів з відстані 25 метрів виявилася достатньою для розпізнавання мови через API Google Cloud Speech та визначення музичної композиції через сервіси Shazam та SoundHound.

У цьому експерименті відтворення звуку у кімнаті вироблялося максимальної для наявних динаміків гучності, тобто. звук був значно голосніший за звичайну мову. Світлодіодна лампа також була обрана не випадково, а як забезпечує найбільш високий коефіцієнт сигнал-шум (у 6.3 рази вище лампи розжарювання і в 70 разів вище лампи денного світла). Дослідники пояснили, що відстань проведення атаки та чутливість можуть бути збільшені при використанні більшого телескопа, якісного датчика та 24- або 32-розрядного аналого-цифрового перетворювача (ADC), експеримент же проводився з використанням підручного телескопа, дешевого датчика та 16-розрядного ADC .

Техніка відтворення мови через аналіз вібрації лампи у підвісному світильнику

На відміну від раніше запропонованого методу «візуальний мікрофон«, при якому проводиться зйомка та аналіз об'єктів, що вібрують в приміщенні, таких як склянка з водою або упаковка від чіпсів, Lamphone дає можливість організувати прослуховування в режимі реального часу, в той час як візуальний мікрофон для відновлення декількох секунд мови вимагає інтенсивних обчислень, що займають годинник. . На відміну від методів, що ґрунтуються на використанні динаміків або жорсткого диска як мікрофон, Lamphone дозволяє здійснити атаку віддалено, без необхідності запуску шкідливого ПЗ на пристроях, що знаходяться в приміщенні. На відміну від атак із використанням лазера, Lamphone не вимагає підсвічування предмета, що вібрує, і може проводитися в пасивному режимі.

Джерело: opennet.ru

Додати коментар або відгук