Определение временных интервалов по видеограммам – экранным копиям

Власов О.О., Васин П.В. Определение временных интервалов по видеограммам – экранным копиям // Теория и практика судебной экспертизы. 2024. Т. 19. № 1. С. 91–101. https://doi.org/10.30764/1819-2785-2024-1-91-101

Введение

В последние годы количество видеозаписывающих устройств значительно выросло, что позволяет фиксировать все больше и больше происшествий и упрощает процесс расследования для правоохранительных органов. Однако такая информация зачастую выбирается и фиксируется в форме и объеме, достаточном только для восприятия и понимания вещной обстановки происшествия с точки зрения оперативных целей. Так, из-за нехватки времени, отсутствия технической возможности или по каким-либо другим причинам сотрудники, отвечающие за поиск и изъятие видеозаписей с места происшествия, приобщают к материалам дел не их оригиналы или файловые копии, а видеозаписи, полученные в результате съемки дисплеев видеорегистраторов или систем видеонаблюдения, на которых воспроизводились оригинальные записи.

Некачественно собранные материалы могут сильно затянуть сроки расследования, поскольку при производстве судебной экспертизы видеозаписей исследование экранных копий более трудозатратно по сравнению с исследованием первичных видеограмм. В результате эксперты вынуждены ходатайствовать о предоставлении дополнительных материалов, повышаются погрешность вычислений и вероятность дачи вывода в форме «не представляется возможным».

В настоящее время экранные копии составляют около 30 % от всех видеозаписей, предоставляемых на исследование в ФБУ РФЦСЭ при Минюсте России; этот показатель постоянно растет.

Данная работа является продолжением темы, изложенной в статье Боярова А.Г., Власова О.О., Сипарова И.С. [1], где были рассмотрены способы определения длительности временных интервалов по видеозаписям, полученным с помощью стационарных видеокамер и портативных видеозаписывающих устройств. В нестандартных случаях одним из подходов к решению поставленных задач авторы предлагают разработку частных экспертных методов [1].

В статье рассмотрен частный случай: исследование видеограмм, являющихся экранными копиями.

Если для производства судебной экспертизы в качестве объекта исследования предоставляется файл с видеозаписью, представляющий собой экранную копию, на первом этапе определяется пригодность материалов для решения каждой из экспертных задач, обусловленных поставленными вопросами. В их числе могут быть следующие вопросы: «На какой сигнал светофора транспортное средство (ТС) пересекло линию горизонтальной дорожной разметки 1.12 "Стоп-линия" (приложение № 2 к Правилам дорожного движения РФ)?» или «На какой сигнал светофора ТС выехало на перекресток?» Если эти моменты отчетливо просматриваются на представленной экранной копии, то такая видеозапись пригодна для исследования, но при этом она может быть непригодна для решения вопросов, касающихся определения пространственных и временных параметров движения участников дорожно-транспортного происшествия.

Термины

Видеограмма (видеозапись) – последовательность изображений, записанная на носитель (изменение яркости/цветности отдельного пикселя последовательности изображений является цифровым сигналом, поэтому можно сказать, что видеограмма – видеосигналы, записанные на носитель).

Гребенка – набор маркеров, отображающий изменение положения объекта в плоскости кадра в последовательности кадров видеограммы.

Захват изображения с экрана – это процесс формирования результирующей видеограммы путем записи изображений воспроизводимой на экране исходной видеограммы. Захват осуществляется специальным программным обеспечением, функционирующим на устройстве воспроизведения исходной видеограммы.

Исследуемая видеограмма (ИВ) – это видеограмма, предоставленная на исследование.

Исходная видеограмма – видеограмма, сигналы которой использовались для создания другой видеограммы.

Кадр видеограммы – единичное изображение из последовательности изображений, содержащихся в видеограмме.

Копирование видеограммы – процесс получения еще одного экземпляра исходной видеограммы.

Межкадровый временной интервал (межкадровый интервал – время, прошедшее с момента фиксации одного кадра до момента фиксации следующего.

Первичная видеограмма (ПВ) – видеограмма, транслируемая на экране какого-либо устройства, например монитора, видеорегистратора или мобильного телефона, являющаяся объектом экранного копирования.

Перекодирование видеограммы – способ изготовления результирующей видеограммы путем декодирования цифрового видеосигнала исходной видеограммы и его последующего кодирования.

Погрешность позиционирования – погрешность, связанная с неточностью определения установки репера на изображении.

Процесс записи цифровой видеограммы включает в себя: фокусировку света оптической системой устройства записи (объективом камеры), преобразование световых сигналов, проецируемых на светочувствительную матрицу, в последовательность цифровых изображений (захват изображений с матрицы), цифровую коррекцию изображений, кодирование цифровых изображений в видеоданные и их фиксацию на носитель, в результате чего создается видеограмма-оригинал.

Результирующая видеограмма – видеограмма, полученная из одной или нескольких других видеограмм.

Реперы (реперные точки) на видеограммах – индивидуализирующие фрагменты изображений, с помощью которых осуществляется контроль смещения устройства записи относительно экрана.

Устройство записи (УЗ) – это техническое средство, предназначенное для записи и хранения видеофайлов, полученных с помощью видеокамеры.

Частота кадров – частота (англ. frame rate), с которой захватываются изображения или воспроизводится последовательность кадров видеограммы.

Часы устройства записи (ЧУЗ) – счетчик времени устройства записи, значения которого могут отображаться на кадрах видеограммы (обычно используется для датировки создания видеозаписей).

Экранная копия – видеограмма, полученная в результате экранного копирования (пересъемки).

Экранное копирование (пересъемка) – процесс съемки экрана, на котором вос- производится исходная видеограмма. В результате съемки формируется результирующая видеограмма.

Экспорт видеоданных – извлечение видеоданных из памяти устройства записи с их кодированием в файл видеограммы.

PTS (англ. presentation timestamp) – момент начала отображения конкретного кадра видеозаписи на экране. Обычно отсчитывается от момента начала воспроизведения первого кадра видеозаписи.

Виды видеограмм

В экспертной практике на исследование поступают следующие виды видеограмм:

1) видеограммы-оригиналы, записанные на предоставляемый носитель непосредственно в процессе видеосъемки;

2) видеограммы, изготовленные копированием файлов видеограмм-оригиналов;

3) видеограммы, изготовленные экспортом видеоданных видеограмм-оригиналов;

4) видеограммы, изготовленные перекодированием (перезаписью) видеограмморигиналов;

5) видеограммы, изготовленные при захвате экрана (табл. 1);

6) видеограммы, изготовленные пересъемкой (экранные копии).

Решение экспертных задач, касающихся определения временных параметров по видам видеограмм, указанным в пп. 1–4, подробно изложено в методических рекомендациях [1, 2].

Видеограммы, упомянутые в п. 5, можно исследовать тем же образом, что и видеограммы из пп. 1–4, поскольку в данном случае изображение с экрана (выделенной его части) захватывается программным обеспечением. При этом нет искажений, которые вносятся оптической системой при пересъемке, что позволяет применять рекомендованные в системе СЭУ Минюста России методы исследования, в том числе метод перспективных построений. К особенностям записей, полученных при захвате изображения, можно отнести появление пропусков и повторов кадров, методы учета которых подробно рассматриваются ниже.

В таблице 1 приведены примеры видеозаписей, полученных в результате захвата экрана.

Экранная копия

Экспертные задачи по установлению временных периодов по видеограммам, изготовленным способом пересъемки, вызывают наибольшие сложности, что порой приводит к невозможности дать итоговое заключение.

Факторы, усложняющие анализ таких видеограмм:

• дополнительные геометрические аберрации (дисторсионные и перспективные искажения), вносимые в процессе пересъемки; зачастую они неустранимы, что препятствует использованию метода перспективных построений (в том числе автоматическими методами);

• размытие/расщепление кадров, вызванное рассинхронизацией частоты воспроизведения и пересъемки;

• нестабильность изображения – хаотичное движение изображений объектов в поле кадра, вызванное перемещениями устройства (которым ведется пересъемка) относительно экрана, на котором воспроизводится первичная видеограмма;

• значительное ухудшение качества изображения, в том числе из-за появления дополнительных аберраций, муара и шумов, что усложняет позиционирование объектов и определение их границ на изображении.

Указанные факторы увеличивают погрешность позиционирования, тем самым расширяя диапазоны определяемых значений времени.

В таблице 2 приведены различные примеры видеозаписей, полученных в результате экранного копирования.

При пересъемке камерой, не закрепленной на штативе (с рук), невозможно избежать соответствующих смещений, которые приводят к неестественным изменениям положений объектов в кадре ИВ. Это усложняет применения метода определения равномерности межкадровых интервалов путем анализа смещения движущихся объектов в соседних кадрах (построение гребенки), расстановку реперов на изображении для автомасштаба или использование метода сопоставления с реперами. Так как репер, установленный в кадре ИВ [4], может менять свое положение относительно ПВ (рис. 1, 2) вследствие изменения положения УЗ во время создания экранной копии, применение такого метода порой невозможно.

При построении гребенки необходимо оценивать перемещения реперов (неподвижных объектов на изображении), чтобы понять, является ли следующий кадр «реальным», повторяющимся кадром ПВ, или между кадрами имеются пропуски.

На рисунке 3 приведен пример гребенки, построенной по изменениям положенияизображения ТС, отмеченного белой стрелкой. На кадре видно различие в расстоянии между седьмой и восьмой зелеными линиями гребенки относительно остальных. В процессе ее построения на экранной копии помимо смещения движущегося объекта необходимо оценивать и перемещение в плоскости кадра неподвижных (статичных) объектов. Это позволит учесть фактор смещения УЗ и исключить ошибочный вывод о наличии в интервале пропущенного кадра. Однако, исходя из резкого изменения положения репера в виде оранжевой линии, выставленного по левому краю изображения ПВ, увеличение расстояния между маркерами в данном случае объясняется смещением УЗ [4]. На рисунках 4 и 5 показано, что смещение зеленой вертикальной линии влево происходит по причине изменения ракурса съемки УЗ, а не из-за выпадения кадров на ПВ.

На экранных копиях происходит рассинхронизация из-за различия частоты кадров первичной и исследуемой видеозаписи, скорости воспроизведения на видеоплеере воспроизводящего устройства, времени отклика экрана монитора. Это может приводить к появлению дублирующих и выпадающих кадров, которые также выявляются построением гребенки. Так, на рисунках 3–5 линии гребенки отмечают положение ТС1 (белая стрелка) в кадрах №№ 1679–1688.

Для коррекции длительности временных интервалов, запечатленных на экранной копии, и с целью выявления информативных, дублирующих и выпадающих кадров можно составить таблицу распределения кадров (табл. 3).

В графе «смещение» таблицы указывается, изменялась ли вещная обстановка на первичной видеограмме («-» – нет смещения, «+» – смещение, «++» – двойное смещение). В зависимости от полученных значений в столбце «номер информативного кадра» изменяется (увеличивается) порядковый номер следующего информативного кадра. При наличии на видеограмме дублирующих кадров при определении номера информативного кадра их длительность не учитывается. Наличие выпадающих кадров определяется построением гребенки [1]. Если она неравномерна и ее невозможно дополнить до равномерной, добавив в имеющиеся интервалы не более трех маркеров, для обоснования допустимости полученных результатов используют частную методику оценки ошибки определения длительности событий, учитывающую особенности конкретной видеограммы [1, 2].

Определение распределения выпадающих кадров возможно только с помощью построения гребенки, например, с использованием инструмента «гребенка» в СПО DTP-Expert. Для этого на каждом из последовательных кадров маркерами отмечают положение перемещающегося объекта. Гребенку желательно строить на интервале, равном трем секундам, либо на трех интервалах по одной секунде каждый. Кадровая частота исходной записи определяется с учетом пропущенных кадров, но без учета повторяющихся, что подробно описано в статье «Методика определения временных интервалов по видеозаписям» [1].

При производстве экспертиз для решения вопроса о длительности межкадровых интервалов или кадровой частоты видеограммы, то есть частоты смены информативных кадров (кадров первичной видеограммы, на которых видеоизображение изменяется), настоятельно рекомендуется заявить ходатайство эксперта о предоставлении устройства записи, которым производилась первичная видеограмма, либо о предоставлении экспериментальной видеограммы, выполненной тем же устройством. На экспериментальной записи должен быть запечатлен электронный секундомер с различимыми показаниями сотых долей секунд и миллисекунд. Рекомендованная длительность экспериментальной видеограммы – не менее трех минут.

Запись проводят в условиях, максимально приближенных к условиям происшествия: темное/светлое время суток (поскольку кадровая частота первичной видеограммы может быть различна при разной освещенности) и с теми же настройками устройства записи (с той же кадровой частотой съемки и экспорта видеограмм).

В таблице 4 приведены примеры электронных устройств, которые могут быть запечатлены на экспериментальных видеограммах.

Если стационарная камера расположена в труднодоступном месте, что не позволяет сделать экспериментальную видеозапись с различимыми показаниями миллисекунд или сотых долей секунд, делают запись событий известной длительности (например, включенного проблескового маячка синего/красного цвета, установленного на ТС и включенной аварийной световой сигнализации). Однако в этом случае необходимо учитывать, что периодичность работы (включение/выключение) проблескового маячка синего/красного цвета может зависеть от режима работы, а периоды мигания аварийной сигнализации могут несколько отличаться для ТС одной и той же марки/ модели. По этой причине для установления времени мигания важно сделать дополнительную экспериментальную видеограмму другим УЗ со стабильной кадровой частотой, на которой должен быть одновременно запечатлен электронный секундомер с показаниями сотых долей секунд и включенный проблесковый маячок синего/красного цвета и/или сигналы аварийной сигнализации, что позволит использовать их в качестве событий известной длительности.

Рекомендации

При наличии на видеограмме признаков экранной копии необходимо ходатайствовать о предоставлении первичной видеограммы, с которой осуществлялось копирование.

При наличии ЧУЗ на изображении исходной (первичной) видеограммы требуется проверить соответствие этих показаний значениям PTS на исследуемой видеограмме [1]. В случае соответствия решение по определению временных интервалов устанавливается согласно рекомендациям, приведенным в статье [1].

Если имеют место события известной длительности, следует изучить материалы дела на предмет наличия сведений о них (например, о режиме работы и/или нормативного документа об исправности светофорного объекта [акт планового/внепланового осмотра и т. п.]). Тогда допускается использование временных характеристик объекта (например, горение зеленого мигающего и желтого сигналов) со ссылкой на ГОСТ Р 52289-20193, в котором указаны соответствующие временные характеристики.

Если документы в материалах дела отсутствуют, заявляется ходатайство эксперта об их предоставлении, за исключением случая, когда на видеограмме запечатлен светофорный объект с обратным отсчетом времени, и его исправность не вызывает сомнений у эксперта.

При отказе в удовлетворении ходатайства рекомендуется сделать вывод в условной форме: «При условии соответствия режима работы светофорного объекта ГОСТ Р 52289-20194 …». Подробно исследование видеозаписей при наличии событий известной длительности описано в статье «Методика определения временных интервалов по видеозаписям» [1].

При отсутствии на видеограмме изображения ЧУЗ и событий известной длительности необходимо заявить ходатайство эксперта о предоставлении УЗ, которым производилась видеограмма-оригинал либо экспериментальные видеозаписи, выполненные тем же УЗ. На экспериментальных видеограммах в соответствии с рекомендациями [1] должен быть запечатлен электронный секундомер.

При отсутствии на изображении первичной видеограммы ЧУЗ или событий известной длительности (или же при наличии ЧУЗ, но несоответствии его показаний показаниям PTS на длительном интервале ИВ) и отказе в удовлетворении ходатайства, рекомендуется отказаться от решения вопросов, связанных с установлением временных характеристик по экранной копии.

Заключение

Рассмотренные примеры дают представление о большинстве возможных вариантов экранных копий, предоставляемых на исследование в ФБУ РФЦСЭ при Минюсте России.

Обобщение многолетней экспертной практики показало, что их можно исследовать с целью определения временных параметров участников дорожно-транспортных происшествий. При этом необходимо учитывать, что экранные копии являются менее информативными объектами, чем оригиналы или видеограммы, полученные копированием файлов, использование только стандартных методов исследования в некоторых случаях может привести к значительным ошибкам при вычислении временных интервалов.

Применение указанных рекомендаций, основанных на обобщении экспертной практики РФЦСЭ, позволит избежать ошибок при определении временных интервалов по экранным копиям, тем самым способствуя повышению обоснованности и достоверности выводов экспертов при невозможности предоставления на исследование оригинала видеозаписи.

Список литературы:

1. Бояров А.Г., Власов О.О., Сипаров И.С. Методика определения временных интервалов по видеозаписям // Теория и практика судебной экспертизы. 2022. Т. 17. № 2. С. 58–69. https:// doi.org/10.30764/1819-2785-2022-2-58-69

2. Определение по видеозаписям, фиксирующим событие дорожно-транспортного происшествия, положения и параметров движения его участников: методические рекомендации для экспертов / Подг. С.М. Петров [и др.]. Изд. 2-е, испр. и доп. М.: ФБУ РФЦСЭ при Минюсте России, 2022. 95 с. https://doi.org/10.30764/978-5-91133-246-4-2022-12

3. Javadi S., Dahl M., Pettersson M.I. Vehicle Speed Measurement Model for Video-Based Systems // Computers & Electrical Engineering. 2019. Vol. 76. P. 238–248. https://doi.org/10.1016/j.compeleceng.2019.04.001

4. Власов О.О., Шавыкина С.Б., Бояров А.Г., Карпухина Е.С., Сидорова А.К. Методика исследования файлов, содержащих цифро- вые изображения (16м-01, 21м-02). М.: ФБУ РФЦСЭ при Минюсте России, 2023. 92 с. https://doi.org/10.30764/978-5-91133-266-2-2023

5. Nguyen T.T., Pham X.D., Song J.H., Jin S., Kim D., Jeon J.W. Compensating Background for Noise due to Camera Vibration in Uncalibra- ted-Camera-Based Vehicle Speed Measure- ment System // IEEE Transactions on Vehicu- lar Technology. 2011. Vol. 60. No. 1. P. 30–43. http://doi.org/10.1109/tvt.2010.2096832

6. Dehghani A., Parsayan A. Single Camera Vehi- cles Speed Measurement // 8th Iranian Confe- rence on Machine Vision and Image Processing (MVIP) (Zanjan, September 10–12, 2013). IEEE, 2013. P. 190–193. http://doi.org/10.1109/iranianmvip.2013.6779976

7. Czapla Z. Vehicle Speed Estimation with the Use of Gradient-Based Image Conversion into Binary Form // Signal Processing: Algorithms, Architectures, Arrangements, and Applications (SPA) (Poznan, September 20–22, 2017). IEEE, 2017. P. 213–216. http://doi.org/10.23919/spa.2017.8166866

8. Considerations for the Use of Time-Based Analysis of Digital Video for Court. Version: 1.0 (September 17, 2020) // Scientific Working Group on Digital Evidence (SWGDE). 7 p.