Die 3D-Visualisierung des Sprachspektrogramms verbessert die forensische Analyse
Die forensische Disziplin, die Audio untersucht, macht einen Sprung, indem sie das Sprachsignal als dreidimensionales Relief darstellt. Diese Technik verarbeitet den Klang, um ein Modell mit drei Achsen zu erzeugen: Zeit, Frequenz und Amplitüde. So kann der Gutachter die einzigartige Topographie der Stimme untersuchen, bei der Elemente wie Formanten und Klangfarbe als Gipfel und Vertiefungen projiziert werden. Diese Perspektive überwindet die Einschränkung des klassischen 2D-Spektrogramms, das Intensitätsdaten in eine einfache Farbskala komprimiert. 🗣️
Das dreidimensionale Modell einer Stimme erstellen
Der technische Prozess zur Erstellung dieses 3D-Modells beginnt mit der Extraktion des Audiosignals, z. B. aus einem Drohanruf und einer kontrollierten Probe eines Verdächtigen. Tools wie Python mit der Librosa-Bibliothek oder die Software Praat führen die Kurzzeit-Fourier-Transformation durch. Diese Analyse erzeugt die rohen Spektraldaten. Anschließend importieren Anwendungen wie MATLAB oder ParaView diese Daten im Matrixformat. Ein spezifisches Skript wandelt jeden Punkt, definiert durch seine Zeit, Frequenz und Amplitüde, in eine Raumkoordinate um und formt ein Netz oder eine Punktwolke, die der Analyst drehen und in Schnitte unterteilen kann.
Schlüssel-Schritte bei der Generierung des Modells:- Extrahieren und isolieren der für den Fall relevanten Audiosignale.
- Einen spektralen Analyse (STFT) anwenden, um das Signal in seine Frequenzkomponenten entlang der Zeit zu zerlegen.
- Die numerischen Daten in ein Set dreidimensionaler Koordinaten (X, Y, Z) übersetzen.
- Die resultierende Geometrie als feste Oberfläche oder interaktive Punktwolke rendern.
„Auch wenn ein Verdächtiger versucht, seine Stimme zu verkleiden, ist die persönliche Stimm-Landschaft, diese einzigartige Orographie seines Vokaltrakts, viel schwerer vollständig zu glätten.“
Stimmbeweise in einem 3D-Raum vergleichen
Der forensische Vergleich gewinnt an Präzision, indem die vollständige Struktur in drei Dimensionen betrachtet wird. Der Experte richtet die beiden 3D-Modelle aus und sucht nach Übereinstimmungen in der Morphologie der Formanten, der Neigung der Intonationskurve und globalen Energiemustern. Ein Flüstern oder ein Glottisschlag hinterlässt eine markante Spur in diesem akustischen Relief. Die 3D-Visualisierung ermöglicht es, Distanzen und Volumen zwischen spektralen Gipfeln genau zu messen und liefert quantitative und objektive Metriken für einen robusteren und schwerer widerlegbaren forensischen Bericht.
Vorteile des 3D-Vergleichs:- Die vollständige Struktur der Stimme inspizieren, nicht nur eine flache Projektion.
- Genau messen von Distanzen zwischen Formanten und Energiemengen in spezifischen Bändern.
- Einzigartige Artefakte identifizieren wie Mikrozitter, Flüstern oder Glottisschläge, die eine charakteristische räumliche Signatur haben.
- Greifbare visuelle Beweise und objektive Metriken für die Gerichte liefern.
Die Zukunft der akustischen Sachverständigengutachten
Diese Methodik verändert, wie Stimmbeweise analysiert und präsentiert werden. Indem von einer flachen Darstellung zu einem manipulierbaren räumlichen Modell übergegangen wird, wird dem Gutachter ein mächtiges Werkzeug für die Wahrheitsfindung gegeben. Die dreidimensionale Stimmspur stellt sich als solideres Beweismittel dar, das schwer vollständig zu maskieren ist, selbst mit Verzerrungstechniken, da es die physische Essenz der Schallproduktion im Vokaltrakt einfängt. 🔍