研究：小振動還原音頻 薯片袋可竊聽

當你打算說出心底最深藏的祕密時，要小心身邊有沒有綠色植物或洋芋片包，因為看似安靜的它們很可能會透露你的祕密。

美國麻省理工學院（MIT）、微軟和Adobe的研究人員共同開發一種新的技術，可以通過分析影片中物體的極小振動來重新組成音頻訊號。在一項實驗中，他們成功利用一段在4.6公尺外隔音玻璃後面拍攝的洋芋片包裝振動的影片，還原出可以辨認的人聲。研究人員使用的技術是一種用於分析微小振動的影片處理運算法，可以將很小的振動放大，如同顯微鏡一樣。

在另一個實驗中，研究人員用揚聲器對一株盆栽植物發出「瑪莉有一隻小羊羔」的語音，用高速攝影機拍攝無聲影片，再利用處理運算法分析，從肉眼看不到的微小振動中提取音頻訊號並還原聲音。在其他實驗中，他們還成功地從鋁箔、一杯水的水面振動的影片中還原出音頻訊號。

透過分析洋芋片袋的振動，可以獲得周圍的音頻訊號。（網路影片擷圖）

室内植物的葉子也可以記錄音頻訊號。（網路影片擷圖）

據美國有線新聞網（CNN）報導，參與此項目、來自微軟的邁克爾．魯賓斯坦（Michael Rubinstein）說：「起初，我們不能肯定這是可能的，因為這些震動如此微小，所以我們採用了揚聲器，並用聲音讓一些物體振動，用高速攝影機拍攝這些物體。我們很快地發現，影片中存在音頻訊號，可以用技術把它提取出來。」

他說：「我們和這些物體說話，或對它們大聲喊叫好多次，這是很有趣的實驗。」

從影片提取音頻訊號

研究論文將在今年國際圖形學年會（Siggraph）上發布。據MIT新聞報導，論文第一作者、MIT電氣工程和計算機科學研究生艾比．戴維斯（Abe Davis）介紹：「當聲波接觸到物體時，會引起物體的振動。這種振動是一個十分不明顯的視覺訊號，通常用肉眼看不到。」

這項技術也有局限性，從影片中重構音頻訊息要求影片每秒的張數要高於音頻訊號的頻率，每秒的張數高，還原的音頻品質就比較好。

在一些實驗中，研究者使用了高速攝影機，每秒可以捕捉2,000~6,000張圖像，遠快於智慧型手機每秒60張的速度，但是比起最好的商業高速攝影機每秒10萬張的速度還相距甚遠。

在另一些實驗中，研究者們僅使用普通數位相機。雖然這樣重構出來的音頻保真度不如利用高速攝影機還原的音頻，但是已經足夠辨別出講話者的性別和人數，如果能配合足夠精確的講話者的聲學特性，人們甚至可以辨別出說話者的身分。

魯賓斯坦表示，不是每一種物體對細微聲音敏感，最成功的視覺竊聽物品是那些輕便、硬質的物體，例如：塑膠袋、保麗龍杯、錫紙、水和植物，磚頭等重物就很難達到效果。

如同現實版好萊塢驚悚片

這項技術目前處於概念階段，但是，人們可以想到它的應用前景，偵探們可以利用攝影機替代竊聽器和擴音器。

除了犯罪領域，魯賓斯坦表示，也許我們可以通過音樂廳或錄音室影片檢測它們的聲學系統；我們也可以透過太空望遠鏡，在聲波無法傳遞的空間還原太空中的聲音。

戴維斯更關心該技術是否可能成為一種「新的成像方式」。他說：「從物體上還原聲音，這一過程不僅為我們提供大量關於物體周圍的聲音訊息，也提供很多物體本身的訊息，因為不同物體對聲波會有不同反應。」

在未來的實驗中，研究者已經開始嘗試利用短脈衝聲波來判斷物體的材料和結構特點。

加州大學柏克萊分校電氣工程與計算機科學教授阿萊克西．艾弗羅斯（Alexei Efros）表示，這項研究讓人耳目一新。他說：「身為科學家，有時我們也看電影，例如：《007》這類影片，會認為這些只是好萊塢的戲劇效果，太不現實。但是，真的有人做到這種不可思議的事。這個研究結果就像好萊塢驚悚片，看到監視器影片中有包洋芋片在振動，然後就看到兇手已經承認自己有罪。」

艾弗羅斯也認為，利用這一技術來分析材料特性是卓越有效的應用，他補充說：「肯定還有令人意想不到的應用。很高興能看到這種富有創造性的研究。」

魯賓斯坦表示，目前還無需擔心這項技術對人們隱私的潛在風險。◇