Audio Forencsis

Análisis de doble FFT en procedimientos de Audio Forensics

Los analizadores de doble FFT en software nativo nacieron en los años 90 y gracias al desarrollo vertiginoso del procesamiento informático, se han convertido en una potente herramienta al alcance de cualquier profesional. Desde  la aparición de SIM (Source Independent Measurement) de Meyer Sound  han proliferado en el mercado varias soluciones y alternativas más económicas a este analizador que revolucionó las mediciones en el sector de la sonorización hace ya un cuarto de siglo.

Es importante decir que ninguna herramienta de doble FFT nos dará  las respuestas que estamos buscando, dependerá de la destreza del operador para “buscar”  evidencias indicios a no ser que  buscando si no diseña y optimiza un sistema de sonido, esto es función de un hombre. Ahora bien, ¡Qué bien nos vienen las tomas de datos cuando sabemos tomarlas estratégicamente!

Sin entrar en detalles excesivamente enrevesados, vamos a desgranar uno de los programas informáticos  de análisis de doble FFT más potentes del mercado SATlive y vamos a sugerir alguna de las muchas aplicaciones prácticas.

Los módulos de SATlive

Ya hemos dicho que SATlive es una herramienta de análisis de doble FFT pero SATlive, y esta es una de sus grandes virtudes, también incluye otros módulos de medición tan interesantes como el afamado análisis de doble FFT en el campo de la sonorización. El módulo más conocido por analogía a sus competidores es el conocido como MAT. En él encontraremos las funciones de transferencia tanto en amplitud como en fase derivadas del análisis de doble FFT así como la función de coherencia entre las dos señales. Este mismo módulo también dispone de los clásicos RTA´s, la respuesta de impulso en tiempo real, medición de impedancia y espectrógrafo. En algunas aplicaciones, el análisis de doble FFT tiene ciertas desventajas y es más recomendable hacer uso de otro tipo de análisis (MLS, MIR, Barridos). Estas mediciones las podemos encontrar en el módulo Respuesta de Impulso donde también encontraremos un Osciloscopio y cálculos acústicos de Sala e inteligibilidad

La respuesta de impulso puede ser idónea para caracterizar la sala donde se ha realizado la  grabación y  poder evidenciar  errores y manipulación en la  continuidad  del ruido ambiente añadido.

El módulo de respuesta de Impulso se completa con el módulo FFT que nos muestra la respuesta de frecuencias de las mediciones realizadas. Por último, un sencillo módulo Retroalimentación nos muestra la frecuencia que tiene el valor más alto en la señal de medición. El valor de la frecuencia es dado en función de los ISO de ecualizadores gráficos por lo que es muy interesante, como su propio nombre indica, para detectar acoples en la realización de mezclas en monitores de escenario.

El módulo MAT

Aunque los otros módulos de SATlive son tan interesantes como este, por analogía a otras herramientas del mercado nos vamos a centrar en el módulo MAT de SATlive.

Como ya hemos dicho, en este módulo podemos visualizar la función de transferencia de las dos señales que introduzcamos en el programa. Muy útil para comparar el material grabado original y copia , el software mostrará las diferencias (si las hubiera) sobre un eje de amplitud y frecuencia en el rango audible para el oído humano.

Ahora bien, ya hemos dicho que este módulo se basa principalmente en el análisis de doble FFT pero: ¿Qué es una FFT?. Salvando el desarrollo matemático de la transformada rápida de Fourier (FFT), podemos decir, groso modo, que es el algoritmo capaz de descomponer una señal de audio es su espectro frecuencial tomando valores de nivel y tiempo.  La digitalización de audio y el procesamiento de las señales digitales han permitido que la adquisición de estos datos sea más o menos sencilla. Es decir, que para realizar una FFT de una señal de audio está tiene que ser digitalizada. Si alguien está familiarizado con los parámetros básicos de una FFT entenderá que la distribución de datos se comporta de manera lineal. Esto se traduce en que tendremos mucha densidad de datos las octavas altas del espectro de audición y poca densidad en las bajas. Para compensar esta deficiencia SATlive cuenta con una FFT compensada que adquiere 32 puntos por octava gracias a uso de varias FFT con diferentes tamaños. SATlive necesita dos FFT suavizadas de dos señales para comparar las diferencias entre ellas (Función de Transferencia). Para ello necesitamos un interfaz de audio con, mínimo, dos entradas. Las bondades de realizar funciones de transferencia en contraposición con analizadores de espectro tipo RTA son conocidas por la mayoría de los que nos dedicamos a optimizar sistemas de sonido. Entre las aplicaciones típicas del uso de funciones de transferencia adquiridas mediante doble FFT podemos destacar: comprobación de estructura de ganancias, respuesta en frecuencias, distorsión de fase

La función de coherencia

En probabilidad y estadística, la correlación o coherencia indica la fuerza y la dirección de una relación lineal entre dos variables aleatorias. Se considera que dos variables cuantitativas están correlacionadas cuando los valores de una de ellas varían sistemáticamente con respecto a los valores homónimos de la otra: si tenemos dos variables (A y B) existe correlación si al aumentar los valores de A lo hacen también los de B y viceversa. Esta función está incluida en la mayoría de los analizadores de doble FFT, se suele mostrar en valores de 1 (máxima coherencia) y 0 (mínima). Entre los factores que degradan la coherencia en la función de transferencia están: las diferencias temporales entre la señales de medición y referencia, diferencias de nivel e introducción de ruido en el sistema bajo medición. No es correcto pensar que cuando existe una coherencia baja la medición no tiene credibilidad, son datos a interpretar por el operador que nos dan gran cantidad de información.

  Por ejemplo, es indicativo de una mala relación señal/ruido o de un alto grado de reflexiones acústicas. SATlive permite no desplegar trazo de función de transferencia para valores por debajo de un valor establecido (Umbral de Coherencia).

Respuesta de Impulso en MAT

MAT de SATlive también muestra una respuesta de impulso en tiempo real que nos permite analizar la respuesta impulsiva del sistema bajo prueba y apreciar constantemente los cambios que en él podamos incorporar. Esta función es muy interesante a la hora determinar respuestas acústicas de una sala y diferencias de tiempo al elemento fonocaptor.

Gestión de trazos

SATlive es capaz de memorizar, archivar y gestionar trazos de manera sencilla y con una gran cantidad de funciones. Estos trazos pueden ser trabajados de manera offline siendo sumados o promediados con otros trazos o con el trazo en vivo. Para ello SATlive cuenta con varias opciones (Trazos Rápidos, Gestor de Trazos y  Administrador de Proyectos).

Conclusiones

El artículo únicamente ha mostrado las características más básicas de las que dispone uno de los cuatro módulos de SATlive. Las características íntegras del programa necesitaría la edición de un manual de texto.. SATlive es una de las mejores soluciones en el campo de la verificación y optimización de sistemas de sonido. Conceptos y procedimientos que podemos exportar en procesos de autentificación y verificación en  análisis forensics.

Gracias a su tecnología multicanal nos permite verificar tramos concretos de una misma grabación en procesos de autenticidad . Las posibilidades del análisis de doble FFT no tiene límites y lo únicos límites están en la capacidad del operador. Afortunadamente Graudio Institute (distribuidor de SATlive en España) ha desarrollado programas formativos con esta herramienta acercando el uso de SATlive a gran cantidad de técnicos e ingenieros de audio .

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