La visualizzazione 3D dell spettrogramma vocale migliora l'analisi forense
La disciplina forense che studia l'audio fa un salto rappresentando il segnale vocale come un rilievo tridimensionale. Questa tecnica processa il suono per generare un modello con tre assi: tempo, frequenza e ampiezza. In questo modo, il perito può esaminare la topografia unica della voce, dove elementi come i formanti e il timbro si proiettano come picchi e depressioni. Questa prospettiva supera la restrizione del classico spettrogramma in 2D, che condensa i dati di intensità in una semplice scala di colore. 🗣️
Costruire il modello tridimensionale di una voce
Il processo tecnico per creare questo modello 3D inizia estraendo il segnale audio, ad esempio, da una chiamata minacciosa e da un campione controllato di un sospettato. Strumenti come Python con la libreria Librosa o il software Praat eseguono la Trasformata Rapida di Fourier a breve termine. Questa analisi genera i dati spettrali grezzi. Successivamente, applicazioni come MATLAB o ParaView importano questi dati in formato matriciale. Uno script specifico converte ogni punto, definito dal suo tempo, frequenza e ampiezza, in una coordinata spaziale, dando forma a una mesh o a una nuvola di punti che l'analista può ruotare e sezionare.
Passi chiave nella generazione del modello:- Estrarre e isolare i segnali audio rilevanti per il caso.
- Applicare un'analisi spettrale (STFT) per decomporre il segnale nei suoi componenti di frequenza nel tempo.
- Tradurre i dati numerici in un insieme di coordinate tridimensionali (X, Y, Z).
- Renderizzare la geometria risultante come una superficie solida o una nuvola di punti interattiva.
“Anche se un sospettato cerca di travestire la sua voce, il paesaggio vocale personale, quell'orografia unica del suo tratto vocale, è molto più difficile da appiattire completamente.”
Confrontare evidenze vocali in uno spazio 3D
Il confronto peritale guadagna precisione osservando la struttura completa in tre dimensioni. L'esperto allinea i due modelli 3D e cerca coincidenze nella morfologia dei formanti, l'inclinazione della curva dell'intonazione e i pattern globali di energia. Un sussurro o un colpo glottale lascia un'impronta distintiva in questo rilievo acustico. La visualizzazione 3D permette di misurare con esattezza distanze e volumi tra picchi spettrali, fornendo metriche quantitative e oggettive per redigere una relazione forense più robusta e difficile da confutare.
Vantaggi del confronto 3D:- Ispezionare la struttura completa della voce, non solo una proiezione piana.
- Misurare con precisione distanze tra formanti e il volume di energia in bande specifiche.
- Identificare artefatti unici come micro-tremori, sussurri o colpi glottali che hanno una firma spaziale caratteristica.
- Fornire un'evidenza visiva tangibile e metriche oggettive per i tribunali.
Il futuro della prova peritale acustica
Questa metodologia trasforma come si analizza e presenta l'evidenza vocale. Passando da una rappresentazione piana a un modello spaziale che si può manipolare, si dota il perito di uno strumento potente per discernere la verità. L'impronta vocale tridimensionale si propone come un elemento probatorio più solido, difficile da mascherare completamente anche con tecniche di distorsione, perché cattura l'essenza fisica della produzione del suono nel tratto vocale. 🔍