【摘要】通過實(shí)驗(yàn)，嘗試將無線電領(lǐng)域的慢掃電視（SSTV）技術(shù)常用算法中的Scottie算法和Martin算法運(yùn)用到公安偵查活動(dòng)中，鑒定圖片是否存在被修改痕跡。將過去憑借人工肉眼分辨的工作，通過計(jì)算機(jī)制作的頻譜圖和數(shù)據(jù)資料，直觀且客觀的展現(xiàn)出來。同時(shí)能減少對(duì)圖片鑒定人員的知識(shí)量以及經(jīng)驗(yàn)的要求。

【關(guān)鍵詞】鑒定? 頻譜圖? 直觀

【中圖分類號(hào)】TN912.3 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2019）14-0255-02

1.引言

慢掃描電視（SSTV）的一個(gè)術(shù)語名稱是窄帶電視。由于幀速為25到30fps，通常廣播電視都需要6MHz的帶寬，而慢掃描電視的帶寬僅有3kHz，因此SSTV是一種相對(duì)特別慢的靜態(tài)圖像傳輸方法，一般每一幀都需要持續(xù)8秒甚至若干分鐘。SSTV使用模擬調(diào)頻，其中在圖像中的每一個(gè)亮度得到的音頻頻率值都是對(duì)應(yīng)且不相同的。

基于將圖片通過Scottie1（歐洲傾向使用，每幀需要114秒）、Scottie2、Martin1（美國(guó)傾向使用，每幀需要110秒）及Martin2四種不同調(diào)制方式（及不同頻率）轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào)，以及對(duì)頻譜圖對(duì)頻率的分析及spectral pitch display圖對(duì)于所轉(zhuǎn)換聲音信號(hào)的音高及相應(yīng)頻率頻譜的分析，從中找出修改（或偽造）圖片（本文主要以添加文字的修改方式為主）與對(duì)應(yīng)聲音頻率及頻譜，Spectral Pitch Display圖中的關(guān)聯(lián)，并確定此關(guān)聯(lián)的穩(wěn)定性，甚至可以通過截取可疑頻譜圖片段，播放讀取該部分圖片，達(dá)到可以通過此方式鑒定甚至將圖片中修改偽造部分縮小并確定范圍的目的。

2.支持圖片轉(zhuǎn)音頻鑒定圖片的技術(shù)理論

2.1頻譜圖概念的簡(jiǎn)單介紹

頻譜圖（spectrogram）是信號(hào)的表示方式。信號(hào)若隨著時(shí)間變化，且可以用振幅來表示，都有其對(duì)應(yīng)的頻譜。包括可見光（顏色）、音樂、無線電波、振動(dòng)等都有這様?shù)男再|(zhì)。當(dāng)這些物理現(xiàn)象用頻譜表示時(shí)，可以提供一些此信號(hào)產(chǎn)生原因的相關(guān)資訊。

頻譜是指一個(gè)時(shí)域的信號(hào)在頻域下表示方式，可以針對(duì)信號(hào)進(jìn)行傅立葉變換而得，所得的結(jié)果會(huì)分別以振幅及相位為縱軸，頻率為橫軸的兩張圖，不過有時(shí)也會(huì)省略相位的資訊，只有不同頻率下對(duì)應(yīng)振幅的資料。有時(shí)也以“振幅頻譜”表示振幅隨頻率變化的情形，“相位頻譜”表示相位隨頻率變化的情形。

2.2 SSTV傳輸?shù)念l譜圖介紹

圖1為通過調(diào)制后所得的頻譜圖，圖中：

1表示VIS code，即一種可見代碼（圖2），不表示認(rèn)可顏色或亮度，代表掃描開始信號(hào)。

2表示RGB sacnlines，即顏色掃描線。RGB色彩模式是目前工業(yè)界的一種顏色標(biāo)準(zhǔn)，通過對(duì)紅色（R）、綠色（G）、藍(lán)色（B）三個(gè)顏色通道的變化，以及它們相互之間的疊加來得到各種各樣的顏色的。RGB即是代表紅、綠、藍(lán)三個(gè)通道的顏色，這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)幾乎囊括了人類視力所能感知的顏色，是目前運(yùn)用最為廣泛的顏色系統(tǒng)之一。因此顏色掃描線，代表圖片各種顏色調(diào)制出來的頻譜線。

3表示sync pulse，即同步脈沖，是一種為了確保接收和發(fā)送掃描能達(dá)到同步的一種制約信號(hào)。按照中國(guó)電視的標(biāo)準(zhǔn)，行同步脈沖的寬度為行周期的0.08倍，場(chǎng)同步的脈寬為行周期的2.5倍。由于行周期定為64微秒，故行同步脈寬為5.12微秒，場(chǎng)同步脈寬為160微秒。

3.實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)論

3.1 實(shí)驗(yàn)材料

電腦一臺(tái)，Adobe audition軟件，MMSSTV軟件，Audio Repeater1.20虛擬聲卡，修改過的圖片若干。

3.2 實(shí)驗(yàn)過程介紹

首先選擇TX選項(xiàng)，將被鑒定圖片放入其中，并將窗口盡可能填滿;選擇主窗口右邊選項(xiàng)中所需的調(diào)制方式（TX Mode），如圖中選擇為Scottie2算法調(diào)制;準(zhǔn)備好一款錄音軟件（本次實(shí)驗(yàn)只用的為Adobe公司的Adobe audition軟件），先在錄音軟件上點(diǎn)擊錄音，然后回到MMSSTV軟件上點(diǎn)擊紅色TX按鈕。得到錄制的聲音后，打開頻譜頻率顯示，然后觀察頻譜圖特征并記錄;打開Show Spectral Pitch Display，然后觀察音高圖特征并記錄。

3.3可行性實(shí)驗(yàn)

3.3.1實(shí)驗(yàn)過程：

圖片轉(zhuǎn)為聲信號(hào)

3.3.2放大觀察細(xì)節(jié)

此圖較為頻距線較為連貫，偶有斷開，可能系因圖本身構(gòu)圖，色彩分布有關(guān)，因此，有可能修改部分分布在音頻9s-27s處。

3.3.3實(shí)驗(yàn)結(jié)論

通過播放音頻9s-26s部分，確定修改痕跡在此范圍。

3.3.4總結(jié)

由于實(shí)驗(yàn)素材修改部分明顯，而且實(shí)驗(yàn)使用圖片數(shù)量較少，可能得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果為特例。由現(xiàn)有資料可知，圖片中顏色由黑到白分別處于spectral pitch display 中1.5kHz～2.5KHz（大概數(shù)據(jù)），因此斷層可以確定是由于顏色差異導(dǎo)致。

4.結(jié)論

4.1實(shí)驗(yàn)中存在的誤差的的原因

實(shí)際工作中，紙質(zhì)照片掃描入電腦，顏色會(huì)出現(xiàn)損耗或者誤差，因此也會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)存在誤差。在實(shí)驗(yàn)中，將圖片顏色亮度信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào)后，該聲音信號(hào)無法直接儲(chǔ)存或者鑒定使用，需要通過電腦內(nèi)錄或者其他盡可能減小損耗的方式儲(chǔ)存或者鑒定使用，然而電腦內(nèi)錄無法避免隨機(jī)出現(xiàn)的電流影響。實(shí)驗(yàn)器材未用到專業(yè)電腦和集中聲卡，因此無法保證錄下聲音的還原度，無法達(dá)到高質(zhì)量還原的將轉(zhuǎn)換的聲音信號(hào)記錄。

4.2結(jié)論

4.2.1通過MMSSTV軟件將圖片轉(zhuǎn)換的聲音信號(hào)不穩(wěn)定（通過反向?qū)⒙曇粜盘?hào)還原色彩光亮信號(hào)得知），雖然整體表面能將相當(dāng)大一部分（有時(shí)幾乎誤差肉眼觀察不出）色彩和光亮信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào)，但是偶爾出現(xiàn)較大誤差可能導(dǎo)致鑒定錯(cuò)誤。

4.2.2 通過觀察DPS圖片，暫時(shí)未發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定特征能鑒定圖片修改部分，但是能通過鑒定DPS圖片中音高線斷開部分了解圖片中顏色以及光亮程度是否出現(xiàn)落差。

4.2.3 通過觀察頻譜圖能清楚的發(fā)現(xiàn)圖片中被修改部分大致范圍，能準(zhǔn)確明確修改部分大致范圍（除修改部分顏色和背景顏色出現(xiàn)一致時(shí)會(huì)出現(xiàn)較大誤差），并能將修改部分頻譜圖反向還原成圖片，進(jìn)行確認(rèn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]“Slow scan definition.” On-line Medical Dictionary. Accessed on April 28， 2005.

作者簡(jiǎn)介：

杜號(hào)軍（1975年9月-），湖南臨湘人，副教授，碩士，主要從事刑事影像技術(shù)研究。