Audioforensik mit CEDAR Cambridge

Audio Forensics on CEDAR Cambridge

CEDAR Cambridge single-channel adaptive filters
CEDAR Cambridge cross-channel adaptive filters
FNR
Trinity Enhance
Report generator

Die Anforderungen an die Audiotechnik bei forensische Untersuchungen unterscheiden sich deutlich von der Arbeit z.B. beim Rundfunk oder beim Mastering. Bei ersteren ist die Verständlichkeit das bestimmende Kriterium; bei letzterem ist es die Hörbarkeit. Natürlich gibt es Überschneidungen. Zum Beispiel können Sachbearbeiter bei Transkriptionen effizienter und länger arbeiten, wenn das Material angenehmer zu hören ist, obwohl sie mehr Worte transkribieren wenn das Material verständlciher ist. Einige Kommentare sagen, das die Verbesserung der Hörbarkeit einfache durch EQ, Kompression und Verstärkung erreicht werden kann. Das ist falsch und jede der vielfältigen CEDAR Restaurationswerkzeuge kann relevant für eine Aufgabe sein, abhängig von der Art der Störung die das Nutzsignal verdeckt. Nichtsdestotrotz verlangt die Verbesserung der Verständlichkeit meist weitere Algorithmen der "Adaptiv Filter" Kathegorie.

Störungsarten in der Audioforensik

Verdeckte und andere Überwachungsaufnahmen entstehen normalerweise unter suboptimalen Bedingungen und es sind fast immer eine oder mehrere Störungsarten präsent. Die unvollständige Liste beinhaltet z.B.:

Einige dieser Störungen können gut mit Prozessen wie debuzz oder declickle entfernt werden und viele durch den fachkundigen Einsatz von bandbegrenzendem EQ und FNR. Andere reagieren am besten auf die adaptiven Filters die hier beschrieben werden oder auf eine Kombination adaptiver und anderer Filtertechniken.

Was sind Adaptive Filters?

Grundsätzliche geht es bei der Verwendung von Filtern in der Audioforensik darum, das Nutzsignal (normalerweise Sprache) vom Störsignal zu trennen. Wenn das Geräusch statistisch konstant ist (zum Beispiel Rauschen von einem Band oder eine konstantes Brummen oder Pfeifen) ist es möglich einen statischen Filter zu verwenden, der im mathematischen Sinne die Sprache vom Geräusch optimal trennt. Das tuen wir instinktiv, wenn wie einen Notchfilter einsetzen um einen einfachen Ton zu entfernen. Oft ist es aber unmöglich diese Aufgabe manuell zu erledigen, zum Beispiel:

 

In diesen Fällen benötigen wir einen Filter der eine große Anzahl interner Parameter automatisch, in Abhängigkeit vom der variablen Signalcharakteristik für Sie anpasst (vielleicht mit minimalen Vorgaben). Solche Filter nennt man adaptiv und CEDAR Cambridge bietet zwei Arten, beide implementiert in einer single- und einer chross-channel Form.

Single-Channel Filter

Single-Channel Filter versuchen das Nutzsignal (Sprache) von dem unerwünschten Signal (Hintergrundgeräusche) zu trennen, indem sie die Änderungsrate der Signalanteile im Gesamtsignal identifiziert. Da sich Sprache schnell ändert, werden diese Komponenten als gewünscht eingestuft und erhalten. Sich langsamer ändernde Komponenten werden unterdrückt.

Siehe auch: CEDAR Cambridge single-channel adaptive filters

Cross-channel Filter

Chross-Channel Filter trennen das Nutzsignal von Störsignalen wie Radio oder TV Tönen indem Sie das Gesamtsignal mit einer Referenzspur vergleichen, welches die Störung enthält. Der Adaptivfilter bestimmt, welches Element der Aufnahme mit der Referenz übereinstimmt (auch wenn diese durch die Art der Wiedergabe deutlich verändert ist) und welche Elemente nicht übereinstimmen und somit zum Nutzsignal gehören. Um optimale Ergebnisse zu erhalten, müss die Uberwachungsaufzeichnung und die Referenz zeitgleich angelegt werden und daszu bietet CEDAR Cambridge ein geeignetes Modul.

Siehe auch: CEDAR Cambridge cross-channel adaptive filters

FNR

FNR verwendet unseren bisher komplexesten Algorithmus und kann eine bemerkenswerte Menge and Störung reduzieren ohne das Nutzsignal zu zerstören. Dazu ist es sehr einfach einzusetzen. Ob Sie die Störung nur wenige dB reduzieren möchten, als Unterstützung bei der Transkription oder ob sie die Sprache aus einem stark gestörten Signale extrahieren, FNR wird sich als unbezahlbar erweisen.

Siehe auch: FNR

Trinity Enhance

Abgeleitet vom CEDAR Trinity surveillance system für die Strafverfolgungsbehörden wurde Trinity Enhance speziell für die audioforensiche Verwendung entwickelt. Es bietet vier Algorithmen mit je einem Regler mit dem der Anwender Hintergrundstörungen reduzieren, Stimmen hervorheben und die Sprachverständlichkeit verstärken kann. Ebenso kann es Töne im Hintergrund hervorholen, die ein erwünschtes Signal enthalten.

Siehe auch: Trinity Enhance

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