一項(xiàng)新研究顯示，通過分析視頻中物體的極小振動(dòng)，來重新組成周圍的音頻信號(hào)，這些物體可以是一袋薯片、一片綠葉和一個(gè)空的可樂罐，甚至一杯水。這項(xiàng)技術(shù)通過對(duì)物體的測(cè)試，還原出可以辨認(rèn)的人的聲音。（fotolia）
當(dāng)你打算說出心底最深藏的秘密時(shí)，要小心身邊有沒有綠色植物或薯片包，看似安靜的它們，很可能會(huì)透露你的秘密。
美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）、微軟和Adobe的研究人員共同開發(fā)一種新的技術(shù)，可以通過分析視頻中物體的極小振動(dòng)，來重新組成音頻信號(hào)。在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中，他們成功利用一段在4.6米外隔音玻璃后面拍攝的薯片包裝振動(dòng)錄像，還原出可以辨認(rèn)的人的聲音。研究人員使用的技術(shù)是一種用于分析微小振動(dòng)的視頻處理算法，可以將很小的振動(dòng)放大，如同顯微鏡一樣。
在另一個(gè)實(shí)驗(yàn)中，研究人員用揚(yáng)聲器對(duì)一株盆栽植物發(fā)出“瑪莉有一只小羊羔”的語音，用高速攝像機(jī)拍攝無聲錄像，再利用處理算法進(jìn)行分析，從肉眼看不到的微小振動(dòng)中提取音頻信號(hào)，并還原聲音。在其他實(shí)驗(yàn)中，他們還成功地從鋁箔、一杯水的水面振動(dòng)的錄像中，還原出音頻信號(hào)。
據(jù)美國(guó)有線新聞網(wǎng)（CNN）報(bào)導(dǎo)，參與此項(xiàng)目、來自微軟的邁克爾·魯賓斯坦（Michael Rubinstein）說：“起初，我們不能肯定這是可能的，因?yàn)檫@些震動(dòng)是如此微小，所以我們采用了揚(yáng)聲器，并用聲音讓一些物體振動(dòng)，用高速攝像機(jī)拍攝這些物體。我們很快發(fā)現(xiàn)，視頻中存在音頻信號(hào)，可以用技術(shù)把它提取出來?！?span lang="EN-US">
他說：“我們和這些物件說話，或?qū)λ鼈兇舐暫敖泻枚啻?，這是很有趣的實(shí)驗(yàn)?！?span lang="EN-US">
從視頻錄像提取音頻信號(hào)
通過分析薯片袋的振動(dòng)，可獲得周圍的音頻信號(hào)。（視頻截圖）
研究論文將在今年國(guó)際圖形學(xué)年會(huì)（Siggraph）上發(fā)布。據(jù)MIT新聞報(bào)導(dǎo)，論文第一作者、MIT電氣工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)研究生艾比·戴維斯（Abe Davis）介紹：“當(dāng)聲波接觸到物體時(shí)，會(huì)引起物體的振動(dòng)。這種振動(dòng)是一個(gè)十分不明顯的視覺信號(hào)，肉眼一般是看不到的?！?span lang="EN-US">
這項(xiàng)技術(shù)也有局限性，從視頻中重構(gòu)音頻信息要求視頻每秒的幀數(shù)要高于音頻信號(hào)的頻率，每秒的幀數(shù)高，還原的音頻質(zhì)量就好。
在一些實(shí)驗(yàn)中，研究者使用了高速攝像機(jī)，每秒可以捕捉2,000到6,000幀圖像，大大快于智能手機(jī)每秒60幀的速度，但離最好的商業(yè)高速攝像機(jī)每秒100,000幀的速度還相距甚遠(yuǎn)。
在另一些實(shí)驗(yàn)中，研究者們僅使用普通數(shù)碼相機(jī)。雖然這樣重構(gòu)出來的音頻不如利用高速攝像機(jī)還原的音頻保真度高，但已經(jīng)足矣辨別出講話者的性別和人數(shù)，如果能配合足夠精確的講話者聲學(xué)特性，人們甚至可以辨別出說話者的身份。
并不是每一種物體對(duì)細(xì)微聲音敏感。魯賓斯坦表示，最成功的視覺竊聽物品是那些輕便、硬質(zhì)的物體，如塑料袋、泡沫杯、錫紙，水和植物，但像磚頭等重物就很難達(dá)到效果。
運(yùn)用在偵破領(lǐng)域 現(xiàn)實(shí)版好萊塢驚悚片
室內(nèi)植物的葉子也可以記錄音頻信號(hào)。（視頻截圖）
這項(xiàng)技術(shù)目前處于概念階段，但人們可以想到它的應(yīng)用前景。偵探們可以利用攝像機(jī)替代竊聽器和擴(kuò)音器。
除了犯罪領(lǐng)域，魯賓斯坦表示，也許我們可以通過音樂廳或錄音室視頻，檢測(cè)它們的聲學(xué)系統(tǒng)；我們也可以通過太空望遠(yuǎn)鏡，在聲波無法傳遞的空間，還原太空中的聲音。
戴維斯則更關(guān)心該技術(shù)是否可能成為一種“新的成像方式”。他說：“從物體上還原聲音，這一過程不僅為我們提供大量關(guān)于物體周圍的聲音信息，也提供很多物體本身的信息，因?yàn)椴煌矬w對(duì)聲波會(huì)有不同反應(yīng)?！?span lang="EN-US">
在未來的實(shí)驗(yàn)中，研究者已經(jīng)開始嘗試?yán)枚堂}沖聲波來判斷物體材料和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
加州大學(xué)伯克利分校電氣工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)教授阿萊克西·艾弗羅斯（Alexei Efros）表示，這項(xiàng)研究讓人耳目一新。他說：“作為科學(xué)家，有時(shí)我們也看電影，如007這類影片，會(huì)認(rèn)為這些只是好萊塢的戲劇效果，太不現(xiàn)實(shí)。但是，真就有人做到這種不可思議的事。這個(gè)研究結(jié)果就像好萊塢驚悚片，看到監(jiān)控錄像資料里有包薯片在振動(dòng)，然后就看到兇手已經(jīng)承認(rèn)自己有罪?！?span lang="EN-US">
艾弗羅斯也認(rèn)為，利用這一技術(shù)來分析材料特性是卓越有效的應(yīng)用，他補(bǔ)充說：“肯定還有令人意想不到的應(yīng)用。很高興能看到這種富有創(chuàng)造性的研究?！?span lang="EN-US">
魯賓斯坦表示，目前還無需擔(dān)心這項(xiàng)技術(shù)對(duì)人們隱私的潛在風(fēng)險(xiǎn)。
聯(lián)系客服
