Masz w domu paczkę chipsów? Uważaj na podsłuch

Kiedy nudzi się naukowcom powstają rzeczy niezwykłe. Badacze udowodnili, że nagranie wideo przez szybę paczki czipsów leżącej w pokoju wystarczy, by odtworzyć rozmowy prowadzone w jej okolicy. Podobnie zachowują się też inne przedmioty.

Gdy dźwięk natrafia na przeszkodę, odbija się od niej. Jeśli przeszkoda jest delikatna, może także powodować jej wibracje. Część z Was pewnie słyszała, że można podsłuchać pokój, odczytując laserem wibracje jego szyby. Teraz jednak nie był potrzebny laser, a jedynie przeciętnie czuła kamera.

Niesamowity eksperyment

Naukowcy z MIT, Microsoft i Adobe opracowali niewiarygodny algorytm, który pozwala na odczytywanie z obrazu wideo najdrobniejszych zmian, znacznie mniejszych od rozmiaru piksela. Drgania przedmiotów powodowane falami dźwięku są najczęściej całkowicie niezauważalne dla ludzkiego oka – ich amplituda może wynosić 1/10 mikrometra. Co więcej, ich częstotliwość jest tak duża (związana z częstotliwością fali dźwiękowej), że nagranie wibracji musi zostać wykonane za pomocą kamery utrwalającej 2-6 tysięcy klatek na sekundę.

Przebieg eksperymentu

Zmiany w położeniu filmowanego przedmiotu są tak małe, że nie można odczytać ich ze zmian położenia pikseli obrazu. Zamiast tego naukowcy wykorzystali wcześniejsze badania i odczytali zmiany z subtelnych zmian koloru, do których dochodzi w trakcie wibracji. Poprzez wiele filtrów odczytywane są zmiany koloru zachodzące w różnych płaszczyznach w kilku różnych powiększeniach, umożliwiając identyfikacje najmniejszych wibracji.

Tytułowa paczka czipsów była oczywiście idealnym obiektem do badań (lekki, sztywny i wyraźny), jednak eksperymenty udawały się nawet z liśćmi roślin lub powierzchnią wody w szklance. Zobaczcie sami efekty.

Dźwięk odtworzony na podstawie paczki czipsów nagranej kamerą zza dźwiękoszczelnego okna jest całkowicie zrozumiały.

Profesjonalny sprzęt nie jest niezbędny

Nie każdy ma w domu kamerę rejestrującą 2 tysiące klatek na sekundę. Nie oznacza to jednak, że odczytanie dźwięku nie będzie możliwe. W kolejnym eksperymencie naukowcy rejestrowali obraz kamerą utrwalającą zaledwie 60 klatek na sekundę. Aby osiągnąć częstotliwość próbkowania umożliwiającą odczytanie ludzkiego głosu wykorzystali fakt, że przetwornik kamery utrwala obraz wiersz po wierszu i zaburzenia obrazu pomiędzy poszczególnymi wierszami również niosą ze sobą informację o wibracjach. Co prawda w ten sposób raczej nie zrozumiemy poszczególnych słów, ale możemy odróżnić płeć rozmówców czy ustalić ich liczbę w pomieszczeniu.

Technologia znana szpiegom

Odczytywanie dźwięku z wibracji obiektów nie jest w świecie szpiegów niczym nowym – Rosjanie korzystali z niej już w latach 40tych, przed wynalezieniem lasera. Nowością jest modyfikacja tej metody, umożliwiająca odczyt dźwięku nawet z wideo nagrywanego domową metodą. Wraz z rozwojem techniki wideo możemy spodziewać się, że za kilka lat technologia odczytywania dźwięku z wibracji obrazu może trafić pod strzechy.