Иногда они возвращаются

Аудио-техно-детектив в трех частях, с двумя прологами, но пока без эпилога

Пролог 1

Более тридцати лет назад в августовском номере журнала «Proceedings of the IEEE» была опубликована любопытная статья ¹, с которой принято отсчитывать историю довольно необычной области научных исследований, именуемой «акустическая археология». Этот термин был введен в обиход автором статьи, инженером Ричардом Вудбриджем, предположившим, что в древние времена, задолго до изобретения технологии звукозаписи, разнообразные звуки могли быть непреднамеренно зафиксированы на бытовых предметах, окружающих человека. Например, на керамических изделиях гончаров или на холстах картин художников. Идея же Вудбриджа состояла в том, что современные исследователи, вооруженные техникой и правильной методикой поиска, могли бы отыскивать такие фрагменты акустической истории и вновь их воспроизводить. Для проверки своей гипотезы инженер провел несколько экспериментов, подтвердивших принципиальную возможность успешных «аудиораскопок». Так, в ходе анализа борозд, остающихся на поверхности глиняного горшка при его изготовлении, удалось снять звуки гончарного круга и 60-герцовый тон электромотора, вращавшего круг. А при более тонком исследовании мазков масляной краски на холсте Вудбриджу даже удалось извлечь из картины слово «blue», произнесенное при нанесении мазка, вызвавшее колебания холста и волосков кисти и «застывшее» в краске…

В начале 1990-х годов аналогичные опыты проводили шведы - акустик Мендель Клейнер и археолог Пауль Астрём, также продемонстрировавшие возможность извлечения звуков из старинных ваз ². Но увы, несмотря на определенные успехи, в целом предмет исследования был сочтен специалистами чересчур экзотическим и сколь-нибудь существенного развития так и не получил.

Пролог 2

Ровно тридцать лет назад, в летние месяцы 1972 года, в политической жизни США разразился грандиозный скандал, впоследствии получивший название «Уотергейт». В конце концов (спустя еще два года) он вылился в процедуру импичмента и заставил Ричарда Никсона досрочно сложить с себя полномочия президента страны. В качестве важнейших улик, продемонстрировавших потрясающую лживость и цинизм высшего руководства государства, выступили магнитофонные ленты, на которых в помощь стенографистам фиксировалось все обсуждавшееся в Белом доме - от повседневной рутины политической кухни до взлома штаб-квартиры демократической партии, главного конкурента на президентских выборах. Причем лента, хронологически самая первая из фигурировавших в уотергейтском деле (в архивных реестрах проходящая как «№ 342»), осталась, вероятно, и самой большой загадкой во всей этой истории. На записи, сделанной 20 июня

1972 года, три дня спустя после ареста группы взломщиков в отеле Watergate, президент Никсон обсуждает произошедшее с начальником своего аппарата Г. Хэлдменом (H. R. Haldeman). Когда же эта лента после длительных тяжб дознавателей с госадминистрацией была наконец представлена следствию, то выяснилось, что значительный ее фрагмент (18 с половиной минут) оказался «случайно» стерт стенографисткой-секретаршей. Аудиоэксперты по характерным звуковым щелчкам быстро установили, что кнопка стирания записи нажималась по меньшей мере пять раз, так что гипотеза о случайности произошедшего мало кого убедила. Однако восстановить для истории этот, несомненно, важный кусок по тем временам оказалось невозможно, несмотря на неоднократные попытки.

Часть 1. «Разумные девайсы» Сен-Круа

По каким-то неведомым причинам люди весьма неравнодушны к круглым датам. Вот и тридцатилетие Уотергейта не только послужило поводом для написания новых мемуаров, но и породило интереснейший конкурс по «акустическим раскопкам тишины» на знаменитой ленте № 342. Не секрет, что за прошедшие годы в методах обработки звука произошел гигантский прогресс, в первую очередь благодаря цифровым технологиям. Однако большинство людей имеет весьма смутное представление о возможностях нынешней криминалистической аудиоэкспертизы, поскольку профессионалы по понятным причинам предпочитают не слишком афишировать себя и свою деликатную работу, которая заключается по преимуществу в восстановлении записей оперативного прослушивания наркодилеров, бандитов и прочей криминальной публики. Лишь в редких случаях, вроде нынешнего конкурса, устроенного Национальным агентством архивов и записей США (NARA), удается поближе познакомиться с работающими в этой сфере компаниями и методами их работы.

Строго говоря, идея конкурса родилась в NARA не просто так, а с подачи одной из подобных фирм - Intelligent Devices, возглавляемой инженером-электронщиком и сессионным гитаристом Стивеном Сен-Круа (Stephen St.Croix). В силу разносторонних интересов президента фирмы, деятельность его предприятия (и, соответственно, сайт www. intdevices.com) имеет две стороны - «открытую» и «закрытую». Открытая сторона - это профессиональное программное обеспечение для музыкантов и студий звукозаписи. Закрытая, то есть доступная лишь правоохранительным и федеральным органам, - это продукт SES, или Speech Extraction System («Система выделения речи»).

Сен-Круа попал в бизнес очистки, восстановления и улучшения звука в середине 1980-х годов, благодаря участию в цифровой реставрации саундтреков знаменитых голливудских кинофильмов, в том числе «Волшебника страны Оз» и «Унесенных ветром». Понемногу были наработаны тончайшие, «хирургические» методы компьютерной препарации звукозаписи, когда биты помех и лишних звуков удаляются итерационно, в результате сотен и тысяч прогонов одной и той же дорожки, постепенно обретающей «чистоту и прозрачность». В итоге же компания Intelligent Devices стала регулярно получать заказы от полиции и судебной экспертизы на восстановление речи с магнитофонных лент прослушивания, имеющих чудовищное качество записи.

Сен-Круа давно заинтересовался уотергейтской лентой 342 и прекрасно знал о тонкостях всех неудавшихся попыток восстановления стертого фрагмента. Экспертиза показала, что эта запись была сделана на одном магнитофоне - Sony TC-800B, а стерта на другом - Uher 5000. Из-за разницы в расположении и размерах головок на аппаратах непременно должны были остаться небольшие полосы на внешних краях ленты, сохранившие хоть какие-то следы разговора, на восстановлении которых и концентрировали усилия эксперты. Увы, ничего сколь-нибудь существенного услышать им не удалось, поэтому Сен-Круа решил избрать совершенно иную тактику. При записи головка упорядочивает намагниченность микрочастиц оксида железа, расположенных на ленте аккуратными вертикальными полосками, а при стирании магнитная ориентация частиц хаотически перемешивается. Однако, как показывает опыт, даже при неоднократном стирании перемешивание обычно затрагивает не более 95% частиц. В Intelligent Devices решили сделать магнитофон с двумя сотнями отдельных головок, каждая из которых считывала бы лишь строго фиксированную, узкую полоску четвертьдюймовой магнитной ленты. Специальная программа, анализирующая одновременно двести дорожек, будет игнорировать на вертикальной полоске всякую случайно ориентированную частицу и считывать лишь те, что взаимно упорядочены, то есть представляют собой остатки согласованного звука.

Часть 2. Шпионские хитрости Римса

В государственном архиве NARA с интересом встретили предложение Intelligent Devices, однако решили не мелочиться и подойти к делу капитально, объявив о Nixon Gap Challenge - «общенациональном» конкурсе аудиоэкспертов на лучшее предложение по расшифровке самой знаменитой в истории тишины. На призыв архива откликнулось около полудюжины профессионалов. О некоторых из них можно подробнее прочесть в июльской публикации журнала «Wired» ³.

Один из самых колоритных участников конкурса - некто Джеймс Римс (James Reames), эксперт Федерального бюро расследований с 32-летним стажем, в свое время возглавлявший лабораторию аудиозаписей ФБР, а ныне руководящий собственной компанией JBR Technology (jbrtech.com), которая занимается судебно-криминалистической обработкой аудиоматериалов. Римс был в числе разработчиков знаменитого сверхминиатюрного магнитофона Nagra JBR, долгие годы использовавшегося тайными агентами для скрытной записи разговоров.

При анализе записей Римс, как и многие другие, опирается на PCAP II ⁴ - специализированную рабочую станцию аудиофильтрации, применяемую ФБР для очистки лент прослушивания и снабженную богатейшим инструментарием процессоров цифровой обработки сигнала. Но помимо стандартных средств, в арсенале Римса припасено и несколько фирменных хитростей. Ленту 342 он собирается считывать на модифицированном катушечном магнитофоне, оборудованном небольшой видеокамерой и двумя зеркалами высокого разрешения, позволяющими обнаружить на пленке мельчайшие масляные пятна или отпечатки пальцев (например, окажись на пленке «пальчики» Никсона - это будет неопровержимым доказательством манипуляций президента с записью). Кроме того, лента будет считываться с помощью 36 сверхчувствительных магниторезистивных головок, применяющихся в компьютерных жестких дисках. Эти головки реагируют на малейшие изменения в магнитной ориентации частиц, генерируя подробную карту сканирования поверхности или «цифровой образ» аналогового по своей природе звука.

Для поиска малейших следов человеческого разговора в фоновом шуме усиленных звуков тишины используются массивы фильтров, ищущих характерные тоны речи. Если вдруг обнаруживается апериодический сигнал - это обычно хороший признак того, что на данной частоте удалось ухватить слово или другой записанный звук. Когда удается выделить хотя бы одно слово, точные замеры соответствующих частотных характеристик позволяют выявить его же на всем остальном протяжении ленты. Постепенно расширяя набор отловленных звуков и слов, эксперты складывают их вместе, восстанавливая отдельные фразы или даже разговор целиком.

Часть 3. Тайны вторичных гармоник

Еще одна, вероятно, самая мощная на сегодняшний день технология реставрации утраченных аудиозаписей, для участия в конкурсе Nixon Gap не заявлена, но для полноты картины упомянем и ее. Новый способ разработан совсем недавно в американском исследовательском центре Национального института стандартов и технологий (NIST) в г. Боулдер, шт. Колорадо, Дэвидом Паппасом и Стивом Ворэном ⁵, которые назвали свое детище «магниторезистивная микроскопия вторичных гармоник», или SH-MRM (second harmonic magneto-resistive microscopy).

По сути дела, Паппас и Ворэн создали сканирующий магниторезистивный микроскоп, позволяющий получать изображения поверхности магнитных лент и других носителей аналоговой и цифровой записи. Особо чувствительный магнитный сенсор полумикронного размера ощупывает и картографирует микроскопические магнитные поля на анализируемом образце. Опора на выявление вторичных гармоник позволяет удалять из картины термические аномалии и строить высококонтрастные изображения, что в случае аудиозаписи позволяет напрямую преобразовывать отсканированную информацию в исходную волновую форму аналогового звука.

С помощью SH-MRM успешно восстанавливают не только стертые магнитофонные ленты для ФБР, но и сильно поврежденные магнитные записи «черных ящиков» с потерпевших катастрофу самолетов. Правда, оборотной стороной высочайшей аккуратности SH-MRM в восстановлении записей является большая трудоемкость технологии. Разработчики пытаются упростить процесс путем увеличения числа сканирующих головок.

Дэвид Паппас тоже подумывал принять участие в конкурсе по восстановлению «никсоновской ленты», однако после 11 сентября лабораторию NIST по горло загрузили текущими задачами обеспечения национальной безопасности, так что от изысканий в области «акустической археологии» пришлось отказаться.

Вместо эпилога

Историческая лента 342 содержится в хранилище NARA с особой бережностью, так что за прошедшие тридцать лет ее прокручивали для копирования всего раз пять или шесть. Для того, чтобы каждый из нынешних конкурсантов получил право доступа к ценному материалу, он должен сдать своеобразный «квалификационный экзамен» - восстановить хотя бы фрагмент записи на аналогичной контрольной пленке, тоже записанной на Sony TC-800B и стертой на Uher 5000.

Работы такого рода идут сейчас полным ходом, а выдача ленты-оригинала планируется, скорее всего, на начало следующего года. Как говорит Джеймс Римс, «если мы получим хотя бы пару слов - мы будем в восторге, если удастся извлечь слов тридцать - это будет счастье, ну а если посчастливится восстановить весь фрагмент - у кого-то, наверное, случится сердечный приступ».