Intercettazioni e analisi vocale metodi e tecniche per il riconoscimento del parlatore

Università di Cagliari Dipartimento di Ingegneria

Elettrica ed Elettronica

Coordinatore: Massimo Farina

Seminario di

INFORMATICA FORENSE A.A. 2014/2015

Interce2azioni e analisi vocale: metodi e tecniche per il riconoscimento del parlatore

di Felice Colucci

SEMINARIO DI INFORMATICA FORENSE Intercettazioni e analisi vocale: metodi e tecniche per il

riconoscimento del parlatore - di Felice Colucci



Compi9 analisi

Trascrizione

Verifica

Iden9ficazione



Compi9

Cara@erizzazione del parlante Cara@eris9che di una registrazione Iden9ficazione di un suono Analisi di segnali audio



Verifica & Iden9ficazione

Ber9llon



Cara@eris9che

Piccole variazioni nel tempo Piccole variazioni intraparlatore Grandi variazioni interparlatore



Verifica

Verifica (Auten9cazione): si dichiara l’iden9tà Confronto uno a uno al fine di determinare se

l’iden9tà dichiarata dall’utente è vera o no



Iden9ficazione

Iden9ficazione: l’utente non dichiara l’iden9tà Confronto uno a mol9 al fine di stabilire l’iden9tà

dell’individuo



Spe@rogramma

•  Che cosa é: evoluzione dello spe@ro nel tempo •  Esempio monotono •  Esempio vocale •  Esempio parola



Pitch

La frequenza dell’onda componente che ha la frequenza piu’ bassa e corrisponde al numero di oscillazioni della corde vocaliche nell’unita’ di tempo



Forman9

•  Che cosa sono •  I valori •  Le vocali •  Ar9colazione, passaggio da una vocale ad un altra



Un caso reale

•  Carr-‐o-‐zzeri •  Zav-‐e-‐@eri



L’apparato fonatorio



Vocali e consonan9

Vocali: senza frapposizioni al passaggio dell’aria

Consonan9: mediante frapposizioni (totali o parziali) al passaggio dell’aria



Le vocali

Tre parametri di classificazione: -  altezza della lingua (chiusura/apertura della cavità orale)

-  Avanzamento/arretramento della lingua -  Arrotondamento/non arrotondamento delle labbra



Il trapezio vocalico



Le consonan9



Le consonan9 modi di ar9colazione

Occlusive: il suono è prodo@o tramite una occlusione momentanea dell’aria cui fa seguito una specie di ‘esplosione’

Frica5ve: l’aria deve passare a@raverso una fessura piu@osto stre@a producendo così una ‘frizione’

Affricate: suoni che iniziano con un’ar9colazione di 9po occlusivo e terminano con un’ar9colazione di 9po frica9vo



Pun9 di ar9colazione

Bilabiali: il suono è prodo@o mediante l’occlusione di entrambe le labbra

Labiodentali: il suono deve a@raversare una fessura che si forma appoggiando gli incisivi superiori al labbro inferiore

Dentali: la parte anteriore della lingua tocca la parte interna degli incisivi



Le consonan9 modi di ar9colazione

Nasali: il velo pala9no si posiziona in modo tale da lasciar passare l’aria a@raverso la cavità nasale

Laterali: la lingua si posiziona contro i den9 e l’aria fuoriesce dai due la9 della lingua stessa

Vibran5: vibrazione o dell’apice della lingua o dell’ugola

Approssiman5: gli organi ar9colatori vengono avvicina9, ma senza conta@o. Es. it. [j] e [w]



Frica9ve

I suoni frica9vi sono prodo^ mediante un rilevante restringimento del canale orale: gli organi ar9colatori si avvicinano senza pervenire ad una chiusura totale. L’aria fuoriesce da questa stre@a diaframma9ca, in uno stato di costrizione, determinando un 9pico rumore turbolento.



Frica9ve

Le frica9ve sono consonan9 ostruen9 poiché il passaggio dell’aria è in parte bloccato; sono suoni con9nui perché prolungabili nel tempo. La produzione dei suoni frica9vi può essere o no associata alle vibrazioni delle pliche vocali, dando luogo così a frica9ve sonore, come /v/ e /z/, oppure sorde, come /f/ e /s/.



Frica9ve

Esempi: Casa Farfalla Divano Naso



h

Il sonogramma é a metá tra la vocale che la segue e un frica9va

Es: chi, che, ha



Occlusive

suoni momentanei non prolungabili nel tempo. Tre fasi: una di impostazione in cui gli organi ar9colatori si avvicinano fino a stabilire un conta@o totale; una di tenuta, in cui l’aria, bloccata nel suo passaggio, aumenta di pressione; e una di rilascio in cui gli ar9colatori si allontanano bruscamente perme@endo la fuoriuscita dell’aria.



Occlusive sonore

Es: aba, ada, aga



Occlusive sorde

Es: apa, ata, aka



VOT: voice onset 9me

Il tempo di a@acco della sonorità È una cara@eris9ca della produzione delle consonan9 occlusive.

È definito come l'intervallo di tempo che passa tra quando una consonante occlusiva viene rilasciata e quando comincia la sonorizzazione (cioè la vibrazione delle pliche vocali)



Trascrizione e rumore

•  Esempio di trascrizione di parola rumorosa



La situazione

l  Registrazione l  Anonimo l  Poche certezze (es saggio fonico) l  Popolazione di riferimento o comunitá

linguis9ca



Obie^vo

Calcolare la probabilitá di un evento



Similaritá

cioè stabilire quanto siano simili o differen9 i campioni di parlato dell’anonimo e del sospe@ato rispe@o ai parametri d’interesse;



Tipicitá

stabilire quanto siano 9piche o rare le cara@eris9che fone9che tra i due campioni di parlato rispe@o alla popolazione di riferimento.



Likelihood Ra9o -‐ LR

il numeratore corrisponde alla probabilità di o@enere una data evidenza E, nel caso in cui i due campioni abbiano la stessa origine, mentre il denominatore esprime la probabilità di o@enere una data evidenza nel caso in cui i due campioni abbiano una origine diversa.

LR =P(E|Hp)/P(E|HD)



LR

Se il LR ha un valore maggiore di 1, è maggiore l’evidenza che i due campioni provengano dallo stesso parlante, mentre se il suo valore è minore di 1 è maggiore l’evidenza che i due campioni provengano da voci differen9.



Similaritá

Il numeratore ca@ura la similarità: se la similarità è alta, la probabilità che la sorgente dei due campioni sia la stessa è anch’essa rela9vamente alta; se la similarità è bassa, la probabilità che la sorgente dei due campioni sia differente è anch’essa rela9vamente molto bassa.



Tipicitá

Il denominatore ca@ura, invece, l’aspe@o della 9picità: se la 9picità è alta, la probabilità che qualcun altro possa essere la sorgente della voce anonima è rela9vamente alta, mentre se la 9picità è bassa la probabilità che sia stato qualcun altro piu@osto che il sospe@ato è rela9vamente bassa.



Popolazione di riferimento

Al fine di quan9ficare la 9picità, è necessario creare o avere accesso ad una popolazione di riferimento (una baca da9) basata sulle proprietà del parlato che devono essere u9lizzate ai fini della comparazione.

IDEM: elaborato presso la Fondazione Ugo Bordoni e in uso ai Carabinieri del RIS



Un caso reale ”Il quesito del Giudice al Perito conteneva la richiesta di confrontare la voce

dell’Imputata, al cui carico vi erano alcuni indizi di colpevolezza, con la voce tra@a da alcune conversazioni telefoniche interce@ate, durante le quali l’autrice si accordava con i complici. Il problema del confronto tra le voci era reso più complesso per il fa@o che sia l’Imputata sia la telefonista anonima non parlavano la lingua italiana, bensì un diale@odell’est Europa. Le telefonate interce@ate, risultavano pertanto totalmente incomprensibili, in mancanza di un interprete.Per il confronto, veniva fa@o rilasciare all’Imputata un saggio fonico, di argomento noto, nella propria lingua.”

ANALISI ED INTERPRETAZIONE DI UN SEGNALE VOCALE IN AMBITO

GIUDIZIARIO: UN CASO REALE

Andrea Cerniglia, Mariagiovanna Len9, Marco Alderighi



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