Понадобилось мне посетить аэропорт Шереметьево недавно, в воскресение 19 июля. Добирался туда-обратно на аэроэкспрессе, - так называют специального вида поезда, соединяющие в Москве город и аэропорты, - и в данном случае часть пути эти поезда идут по линии московского центрального диаметра (МЦД-1), соответственно, попутно побывал на разных станциях. И получил в результате любопытные наблюдения, которые позже нашли некоторое продолжение.

Предыстория. Напомню ссылку на последнюю статью Олега Игоревича «Как бороться с коронавирусом»:

• http://renessans.blogspot.com/2020/07/blog-post.html (Блогспот)
• https://www.liveinternet.ru/users/olfedorov/post472478962/ (ЛиРу)

После прочтения статьи стало интересно, нельзя ли эти высокочастотные наводки каким-то образом детектировать подручными средствами. Наводки, способные вызывать проявления пневмонии. Оказалось, что для телефонов вполне имеется ряд программ для построения спектра по сигналу от микрофона. Почему бы и не попробовать? Если для воспроизведения такой вот акустики используют громкоговорители, расположенные на улице, которые вряд ли делают с HiFi звучанием, плюс в перспективе такие же воздействия могли бы быть использованы непосредственно на цифровой технике пользователей (опасения относительного этого момента Олег Игоревич также указывал в статье «Психотронная война»), то телефонного микрофона может быть достаточно. С другой стороны, правительства неплохо вкладываются в оборудование для системы распознавания лиц... Но попробовал. Остановил свой выбор на двух программах - UltraSound Detector и Spectroid (вторую подсказал в личной переписке Дима [мой друг - прим. автора]). Подробности по обеим программам позже, а здесь предлагаю посмотреть вывод этих программ на экране телефона:

Рис. 1: Spectroid. Аудиоспектр в квартире. Записано недалеко от вентиляции при работающей вытяжке; похожая картина в высокочастотной области наблюдалась и у окон, на балконе. - 20 июля 2020 года.

Рис. 3: Типовой пример спектра при записи изнутри вагона. - 19 июля 2020 года.

Из интересного, что можно было видеть на записи, - пунктирные вертикальные полосы, - это спектр отрывистого звукового сигнала при закрытии дверей. Кроме того, иногда на спектрограмме заметны горизонтальные сплошные линии — часто это результат неаккуратного шевеления телефона.

Рис. 4: Пример записи при закрытии дверей. Пунктирные вертикальные линии - отображение прерывистого предупреждающего звука перед закрытием дверей. - 19 июля 2020 года.

По-настоящему интересные наблюдения начались на станции «Окружная», предпоследней на маршруте следования. При открытии дверей аудиосигнал дополнился чётким пиком на частоте примерно 19.9 кГц. Да, не так сильно выраженным, как пики в низкочастотной области, но вполне отчётливым.

Рис. 9: Между выходами к аэроэкспрессам и пунктом первичного досмотра. - 19 июля 2020 года.

Рис. 10: Недалеко от пункта первичного досмотра, после которого развилка проходов к терминалам D, E, F. - 19 июля 2020 года.

Рис. 11: В начале очереди перед открытием прохода к поездам, на небольшом удалении от дверей. - 19 июля 2020 года

С первого взгляда может показаться, что мало ли, что там за частоты вдруг присутствуют. Но интересно то, что по прошествии какого-то времени нахождения в аэропорту (в 20:25 сошёл на платформу, около 21:05 садился в поезд) отметил у себя некоторые ощущения сдавливания и тяжести в груди, которые постепенно нарастали. Про объективность этого ощущения лично мне говорить сложно, должная специфичность в этом плане ещё не выработана. Но как-то подозрительно это сдавливание усиливалось. Поэтому не исключаю (а если говорить субъективно — то склоняюсь к тому), что отмеченная частотная аномалия может быть связана с таким вот техногенным расшатыванием здоровья. И было бы интересно всё же увидеть, что при этом творится в ультразвуковой области.

А вот записи изнутри поезда на обратном пути, снова при открытии дверей на платформе аэропорта и на станции «Окружная»:

Рис. 12: Аэропорт Шереметьево, внутри аэроэкспресса, запись при открытии и закрытии дверей. - 19 июля 2020 года.

Рис. 13: Вид изнутри поезда на обратном пути. Аэропорт Шереметьево. - 19 июля 2020 года.

Рис. 15: Станция «Окружная». Момент закрытия дверей и исчезновения сигнала. - 19 июля 2020 года.

На следующих станциях высокочастотных пиков замечено не было.

 

Неожиданное продолжение этой истории произошло у меня позавчера. В данный момент институт переезжает в новое помещение, и необходимо было делать соответствующие приготовления. Специально для этих целей нужно было даже пропуск оформить (институт закрыт для посещения теми, кого можно было перевести на удалённую работу). И вот, 24 июля после всех необходимых приготовлений с моей стороны зашёл в местный магазин по пути к станции. И буквально перед первой же полкой возник дискомфорт в сердце, словно оно с ритма сбилось и хочет перевернуться. Наблюдал такое в своей жизни не в первый раз, как-то постучал по груди, чуть отошёл и как только подотпустило, полез к телефону смотреть аудиоспектр. Впрочем, там и так были слышны некоторые высокочастотные компоненты (свист) - и их тоже видно на скриншоте ниже. Здесь, кстати, в памяти всплыл описанный Олегом Игоревичем в статье “За что убили Оксану Гайвась” случай с хоккеистом Алексеем Черепановым, умершим от остановки сердца, когда он сидел на скамейке запасных, - возможно, что в этом случае тоже был использован высокочастотный и/или ультразвук:

• http://renessans.blogspot.com/2013/03/blog-post.html

 

Рис. 17: Супермаркет Мираторг в бизнес-центре Амальтея, 16:20:07. - 24 июля 2020 года.

Рис. 18: Супермаркет Мираторг в бизнес-центре Амальтея, 16:20:26. - 24 июля 2020 года.

Рис. 19: Супермаркет Мираторг в бизнес-центре Амальтея, 16:20:53. - 24 июля 2020 года.

Хорошей новостью здесь является то, что эти частотные наблюдения вполне воспроизводимы, если имеется смартфон на Андроиде (в моём случае это был Андроид 9). Для iOS тоже должно быть что-то похожее, исходя из общих соображений, но я не изучал этот вопрос. Препятствием может стать микрофон, на котором производитель мог сэкономить, но можно подключить внешний микрофон, и снимать сигнал с него. Кстати, если такой микрофон поддерживает частоту дискретизации 96-192-384 кГц и имеет достаточные значения отношения сигнал-шум (иначе верхние частоты перестанут быть различимы), то можно снимать и ультразвук (соответственно, до 48-96-192 кГц), но это становится уже дорогим удовольствием. Вот, например, решение для Андроида, основное назначение – поиск летучих мышей (там же и для iOS, и там же более простые модели):

• https://www.wildlifeacoustics.com/products/echo-meter-touch-2-pro-ios

Ещё несколько вариантов для записи ультразвука можно посмотреть, например, здесь:

• https://www.wildmountainechoes.com/equipment/options-for-recording-ultrasounds

Как оказалось, тревожность в связи с этими неслышимыми (или малослышимыми) высокими частотами присутствует и в научных публикациях. Достаточно было загуглить «ultrasound in public places», чтобы получить материалы по этой теме:

• T.G. Leighton. Are some people suffering as a result of increasing mass exposure of the public to ultrasound in air? // Proceedings of the Royal Society A, 472: 20150624, https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rspa.2015.0624
• T.G. Leighton. Ultrasound in air — Guidelines, applications, public exposures, and claims of attacks in Cuba and China. // The Journal of the Acoustical Society of America, 144, 2473 (2018), https://asa.scitation.org/doi/10.1121/1.5063351
• M.D. Fletcher, S. Lloyd Jones, P.R. White, C.N. Dolder, B. Lineton, T.G. Leighton. Public exposure to ultrasound and very high-frequency sound in air. // The Journal of the Acoustical Society of America, 144(4): 2554 (2018), https://asa.scitation.org/doi/10.1121/1.5063817
• F. Scholkmann. Exposure to High-Frequency Sound and Ultrasound in Public Places: Examples from Zurich, Switzerland. // Acoustics, 1(4): 816--824 (2019), https://www.mdpi.com/2624-599X/1/4/48/htm
• B. Paxton, J. Harvie-Clark, M. Albert. Measurements of ultrasound from public address and voice alarm systems in public places. // The Journal of the Acoustical Society of America, 144, 2548 (2018), https://asa.scitation.org/doi/pdf/10.1121/1.5063811
• https://www.apexacoustics.co.uk/vhf-and-ultrasound-exposure-do-we-know-the-risks/  (VHF and Ultrasound exposure: do we know the risks?)
• https://www.nhs.uk/news/medical-practice/calls-for-research-into-health-effects-of-ultrasound-exposure/ (Calls for research into health effects of ultrasound exposure, 2016)

В заключение пара интересных ссылок. Оказывается, неслышимый диапазон частот достаточно активно используется для налаживания коммуникации между телефонами и рекламными щитками (или просто устройством-закладкой) с тем, чтобы синхронизировать рекламу с окружающей обстановкой. Этот же способ коммуникации раньше рассматривался как альтернатива нестандартизированному на тот момент стандарту NFC:

 

• https://www.securitylab.ru/news/486064.php (Android-приложения используют ультразвук для слежки за пользователями, 5 мая 2017 года)
• https://www.azoft.ru/blog/peredacha-dannyh-s-pomoshhju-ultrazvuka/ (Передача данных с мобильных телефонов при помощи ультразвука, 10 октября 2013 года)
• https://www.linux.org.ru/forum/talks/13402205 (Cмартфон + ультразвук = деанон, 7 мая 2015 года)
• https://www.itweek.ru/security/article/detail.php?ID=195262 (Несколько сотен Android-приложений используют ультразвук для слежки за пользователями, 5 мая 2017 года)

 

Некоторые дополнительные вопросы

 

Программы для анализа спектра аудиосигнала в режиме реального времени. Здесь и далее речь будет идти о системе Андроид 9. Вообще, таких программ достаточно много, но выше было отмечено два варианта.

 

Первый вариант имеет незамысловатое название «UltraSound detector» (детектор ультразвука):

• https://play.google.com/store/apps/details?id=com.microcadsystems.serge.ultrasounddetector&hl=ru

Описание программы впечатляет, особенно раздел «зачем нужна программа». Это, помимо прочего, и определение запущенного ультразвукового отслеживания между устройствами (Ultrasonic Cross-Device Tracking), и обнаружение передающего устройства для передачи аудиосообщений непосредственно в голову цели (voice-to-skull, V2K technology). Кроме того, программа способна к передискретизации (англ. oversampling feature), что позволяет частично обойти требование на минимально необходимое число отсчётов для восстановления непрерывного сигнала, частично про это можно посмотреть здесь:

• https://ru.wikipedia.org/wiki/Теорема_Котельникова#Вариации_и_обобщения

Ещё примечательной функцией программы является возможность работы в фоновом режиме и сигнализирования подобно будильнику о наличии высокочастотного шума. Вторая программа — Spectroid (Спектроид):

• https://play.google.com/store/apps/details?id=org.intoorbit.spectrum&hl=ru

Как читать её вывод, уже было сказано, здесь отмечу параметры. Частота дискретизации (Sampling rate) у меня выставлена как “Auto (48000 Hz)”, но по факту используется 44.1 kHz, и далее 22.05 кГц программа частоты не отображает. Размер быстрого преобразования Фурье (FFT size) выставил максимально возможный, “8192 bins (5.9 Hz/bin)”; также поменял желаемый интервал для преобразования (desired transform interval), “100 ms (10 Hz)”. Ещё для удобства лучше заменить масштабирование частотной оси с логарифмического на линейное (во вкладке Display).

 

О соответствии показаний. Проверить корректность распознавания частот можно тестовыми сигналами. Лабораторного оборудования у меня не было, поэтому обошёлся скачанными записями со следующих сайтов:

• https://zvukipro.com/situacii/742-zvuki-ultrazvuka.html
• http://www.asalab.net/node/56

В одном из сервисов вопросов и ответов задали смежный вопрос - каков диапазон частот, который воспринимает микрофон телефона:

• https://electronics.stackexchange.com/questions/59157/over-what-frequency-range-can-the-microphone-of-smartphone-receive-the-sound

В ответах там отписались, что пробовали разные тестовые частоты воспроизводить через колонки и смотрели на показания программы. В общем, методика вроде как рабочая, и я прямо с экрана телефона запустил и Спектроид, и воспроизведение звуков на разных частотах.

Рис. 20: Тест микрофона и динамика телефона через воспроизведение записей из сети. Андроид 9 поддерживает разделение экрана, с помощью которого можно держать на переднем плане пару запущенных программ.

 

Мой телефон при запущенном Спектроиде вполне распознаёт 16 кГц (но этот звук и сам явно слышу), 20 кГц, 21.1 кГц; 22.357 кГц - уже нет. То есть, если предположить, что динамик способен воспроизводить частоты выше 22.05 кГц, то частота дискретизации сигнала с микрофона в данном случае 44.1 кГц (одно из стандартных значений).

 

Если, например, на динамике смартфона производитель сэкономил, то, может быть, стоит попробовать подключить хорошие наушники. У меня под руками есть гарнитура Xiaomi Mi In-Ear Headphones Pro, там диапазон воспроизводимых частот составляет 20 Гц—40 кГц, впрочем, хватило и встроенного динамика. Спецификации микрофона, встроенного в гарнитуру, не указаны.

 

 

Рис. 21: Xiaomi Mi In-Ear Headphones Pro, спецификации на футляре от гарнитуры.

 

Отдельный вопрос, можно ли использовать наушники в роли микрофона (и наоборот), - вообще, да, но результат будет не самым лучшим (там есть какие-то свои особенности и различия). В случае совмещённого разъёма/порта понадобится переходник (ну, или паяльник и карта расположения пинов на штекере). Вот немного материалов по теме:

• https://www.youtube.com/watch?v=t6zfeNnlml8 (пример прямого подключения в отдельный вход для микрофона)
• https://www.techwalla.com/articles/how-to-use-earphones-as-a-microphone (How to Use Earphones as a Microphone)

Кроме того, Олег Игоревич в личной переписке поставил вопрос о верхнем пороге реагирования микрофона. Возможно, эту величину не даст проверить сама система. Там, возможно, или драйвер какой-нибудь нужен, или же придётся вынимать микрофон из телефона и где-нибудь проверять. Непосредственно аппаратную информацию о микрофоне найти мне оказалось сложно, пока без результата. В процессе поисков попадался обзор технологии изготовления микрофонов для телефона, возможно, имеет смысл оставить ссылку здесь:

• https://www.cuidevices.com/blog/comparing-mems-and-electret-condenser-microphones (Comparing MEMS and Electret Condenser (ECM) Microphones)

---

 

Скачать данную статью одним pdf-файлом можно в чате Телеграм @Rus_sacral_Chat: https://t.me/Rus_sacral_Chat/1392

 

Впервые опубликовано 26 июля 2020 года по ссылке: https://telegra.ph/Vysokie-chastoty-audiosignalov-v-gorode-na-ehkrane-mobilnogo-telefona-07-26