語音分析系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種語音分析系統(tǒng)，它包括采集詢問對象語音的語音捕獲裝置，語音捕獲裝置依次經(jīng)由對詢問對象語音進行兩次濾波和一次放大處理的語音提取裝置、對詢問對象語音涉及的表達內(nèi)容進行識別及聲音頻率進行分頻處理的語音識別分頻處理裝置、對表達內(nèi)容識別結果和分頻處理結果進行模數(shù)信號轉換的模數(shù)轉換裝置、對詢問對象的情感做出判斷的主處理裝置與上位機連接，上位機連接有顯示設備、存儲設備和打印設備。本實用新型可實現(xiàn)對詢問對象的情感探測與跟蹤，完整描述詢問對象在談話期間的整個情感變化，構建出完整的情感圖譜，對辦案人員可起到真正的輔助辦案作用，工作效率被大大提高。
【專利說明】
語音分析系統(tǒng)
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種語音分析系統(tǒng)，屬于語音分析技術領域。
【背景技術】
[0002]從詢問對象口中得到真實的信息一直是偵查的重要環(huán)節(jié)。為此目前出現(xiàn)了多種手段，從傳統(tǒng)的詢問、刑訊到心理分析、測謊技術，乃至藥物。
[0003]目前在我國刑事辦案部門，有經(jīng)驗的審訊人員可以通過詢問對象(嫌疑人)的一些下意識的動作(如手指的攪動、眼珠的轉動)等來判斷其說的話是否真實。但這種手段極大地依賴于審訊人員自身的經(jīng)驗與素質(zhì)。要想成為一個高明的審訊人員，需要大量的實踐經(jīng)驗和長時間的學習，即使經(jīng)過這些過程，也不是每個人都能成為高明的審訊人員。況且審訊過程會受很多主觀因素的制約，如審訊人員當時的感覺、詢問對象的心理素質(zhì)等。
[0004]測謊儀是一種通過測量詢問對象的人體生理體征變化(如心率、血壓、呼吸速率、皮電等)來判斷是否有欺騙行為的設備，其具有一定的客觀性，但局限性也是顯而易見的。測謊儀由于需要相關的輔助設備，其對場地、人員的要求都比較嚴格，從而導致其不能大規(guī)模普遍的使用。同時，測謊儀測試的是生理體征變化，而生理體征變化的產(chǎn)生可以由很多因素引起，例如，無辜的人有可能因為焦慮、恐懼、擔憂等而產(chǎn)生生理體征的變化。另外，有經(jīng)驗的罪犯也會通過各種手段來混淆測試的結果，例如，有些罪犯會在腦子里設想一個虛幻的事實，并且強迫自己反復記憶，最終連他自己都相信了這個虛構的事實。又例如，有些嫌疑人會采用物理刺激的方法，如在鞋底放圖釘，每回答一個問題的時候就踩一下圖釘，通過疼痛產(chǎn)生的生理反應來掩蓋真實的生理反應。甚至一些嫌疑人本來就對其犯罪行為不以為然，相關的問題無法引起他生理的顯著變化。由此看來，通過生理體征的變化來判斷詢問人員是否有欺騙的行為并不是完全準確的。
[0005]目前大量研究表明，通過測試詢問人員的情感變化來判斷真?zhèn)慰赡苁且环N更好的解決方案。這里所指的情感不僅僅是通常流露出來的喜怒哀樂，而是指詢問人員內(nèi)心真實的感受。例如，一個人殺了人，在回答問題的時候可以否認并控制其生理體征，但他的大腦會意識到自己說的話是謊言，這種情感會通過各種生理反應表現(xiàn)出來，如無意識的動作。因此察覺這些情感的變化，便能洞察詢問人員的心理。近些年出現(xiàn)了一些監(jiān)測情感變化的設備，例如在嫌疑人的胳膊和腿上安裝動作感應器。但是，如今已有的眾多監(jiān)測情感變化的設備只能反映出一些孤立、片面的情感變化，尚不能刻畫出嫌疑人完整的情感圖譜。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]本實用新型的目的在于提供一種語音分析系統(tǒng)，其可實現(xiàn)對詢問對象的情感探測與跟蹤，完整描述詢問對象在談話期間的整個情感變化，構建出完整的情感圖譜，對辦案人員可起到真正的輔助辦案作用，工作效率被大大提高。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術方案:
[0008]—種語音分析系統(tǒng)，其特征在于:它包括采集詢問對象語音的語音捕獲裝置，語音捕獲裝置依次經(jīng)由對詢問對象語音進行兩次濾波和一次放大處理的語音提取裝置、對詢問對象語音涉及的表達內(nèi)容進行識別及聲音頻率進行分頻處理的語音識別分頻處理裝置、對表達內(nèi)容識別結果和分頻處理結果進行模數(shù)信號轉換的模數(shù)轉換裝置、對詢問對象的情感做出判斷的主處理裝置與上位機連接，上位機連接有顯示設備、存儲設備和打印設備。
[0009]所述語音提取裝置包括濾除噪聲信號的一級濾波單元、放大語音信號的信號放大單元和濾除設定頻率范圍外無用信號的二級濾波單元，一級濾波單元的信號輸入端口與所述語音捕獲裝置的捕獲信號傳送端口連接，一級濾波單元的濾波信號輸出端口經(jīng)由信號放大單元與二級濾波單元的信號輸入端口連接，二級濾波單元的二次濾波信號輸出端口與所述語音識別分頻處理裝置的信號輸入端口連接。
[0010]所述語音捕獲裝置包括麥克風。
[0011 ]所述主處理裝置包括單片機。
[0012]所述上位機可與遠程監(jiān)控中心無線通訊。
[0013]所述上位機可與移動智能終端無線通訊。
[0014]本實用新型的優(yōu)點是:
[0015]在提出各種與調(diào)查相關問題時，本實用新型基于詢問對象語音涉及的表達內(nèi)容識別及聲音頻率分頻處理，來實現(xiàn)對詢問對象的情感探測與跟蹤，完整描述詢問對象在談話期間的整個情感變化，構建出完整的情感圖譜，幫助辦案人員判斷哪些問題是敏感問題，分析詢問對象的說謊程度及與調(diào)查相關程度等，對辦案人員可起到真正的輔助辦案作用，極大提高了工作效率，節(jié)省了人力與物力。
[0016]本實用新型操作便捷，為一種隱蔽性強的非接觸式設備，實用性強，其實現(xiàn)的情感探測與跟蹤客觀性強，準確度高，可靠性高，特別適用于檢察、公安系統(tǒng)等刑事偵查部門。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型語音分析系統(tǒng)的組成示意圖。
【具體實施方式】
[0018]大量研究反映出，人的大腦會不間斷地嚴密監(jiān)測其將要通過語音(語言流)反映出去的每一個大腦活動，以保證所輸出的語音可唯一表達意圖，能夠被傾聽者聽到及理解。對于相同的話，因為出于不同的目的，大腦對這段話的監(jiān)測是不同的。例如，對于一個事件相關人員，當他說出“我沒有殺人”這句話時，他的大腦會非常關注這句話是否恰當，是否會被別人識破。而一個與事件無關的人員，當他說出“我沒有殺人”這句話時，他的大腦反應會非常平穩(wěn)，或者是正常的焦慮、擔心。因而，在大腦的不間斷監(jiān)測下，這兩種人通過語音所表達出來的“我沒有殺人”這句話是不同的。
[0019]基于上述研究，本實用新型設計出了一種語音分析系統(tǒng)，來對詢問對象的內(nèi)心真實感受做出分析與判斷。如圖1所示，本實用新型包括采集詢問對象語音的語音捕獲裝置10，語音捕獲裝置10的捕獲信號傳送端口依次經(jīng)由對詢問對象語音進行兩次濾波和一次放大處理的語音提取裝置20、對詢問對象語音涉及的表達內(nèi)容進行識別及聲音頻率進行分頻處理的語音識別分頻處理裝置30、對語音識別分頻處理裝置30輸出的表達內(nèi)容識別結果和分頻處理結果進行模數(shù)信號轉換的模數(shù)轉換裝置90、依據(jù)對詢問對象語音識別出的表達內(nèi)容識別結果及聲音頻率進行分頻處理所得的分頻處理結果來對詢問對象的情感做出判斷的主處理裝置40與上位機50的相應信號端口連接，上位機50連接有顯示設備60、存儲設備70和打印設備80，即顯示設備60、存儲設備70和打印設備80的信號端口分別與上位機50的相應信號端口連接。
[0020]如圖1，語音提取裝置20可包括濾除噪聲信號(如高斯白噪聲信號、高頻干擾信號、工頻干擾信號等)的一級濾波單元21、放大語音信號的信號放大單元22和濾除設定頻率范圍外無用信號的二級濾波單元23，一級濾波單元21的信號輸入端口與語音捕獲裝置10的捕獲信號傳送端口連接，一級濾波單元21的濾波信號輸出端口經(jīng)由信號放大單元22與二級濾波單元23的信號輸入端口連接，二級濾波單元23的二次濾波信號輸出端口與語音識別分頻處理裝置30的信號輸入端口連接。
[0021 ]在實際設計中，語音捕獲裝置10可包括麥克風。
[0022]在實際設計中，主處理裝置40可包括單片機。
[0023]如圖1，上位機50還可與遠程監(jiān)控中心101進行無線通訊，實現(xiàn)高層管理人員的遠程監(jiān)控。
[0024]如圖1，上位機50還可與移動智能終端102(如手機、Pad等)進行無線通訊，以將相關信息實時下發(fā)給有關辦案人員。
[0025]在本實用新型中，主處理裝置40、模數(shù)轉換裝置90、語音識別分頻處理裝置30、一級濾波單元21、信號放大單元22、二級濾波單元23等為本領域技術人員應掌握的熟知技術，故其具體構成不再詳述。
[0026]使用時，詢問對象可坐在詢問椅上，辦案人員提出各種與調(diào)查相關的問題。當詢問對象回答辦案人員提出的問題時，安裝在詢問椅上或附近的麥克風采集詢問對象回答此問題所發(fā)出的語音信號并將語音信號傳送給語音提取裝置20，由語音提取裝置20對接收的語音信號進行噪聲濾波、放大及無用信號濾波處理，然后將有用信號傳送給語音識別分頻處理裝置30，于是，語音識別分頻處理裝置30基于接收的有用信號，識別出詢問對象的表達內(nèi)容(文字形式)，以及對有用信號中的聲音頻率進行分頻處理(例如，將有用信號按照語義、停頓時間或規(guī)定時間段等方式劃分為若干信號段，對各信號段根據(jù)設定提取方式來提取出若干代表性頻率，并根據(jù)事先定義的各種情感類型(如喜怒哀樂、煩躁、焦慮、擔心、驚恐、懷疑等)所屬頻率段，按照設定規(guī)則對各信號段中的各代表性頻率所屬頻率段做出判定)，然后模數(shù)轉換裝置90將語音識別分頻處理裝置30輸出的表達內(nèi)容識別結果和分頻處理結果進行模數(shù)信號轉換后傳送給主處理裝置40，由主處理裝置40基于接收的結果數(shù)據(jù)，對詢問對象此次發(fā)出的語音信號所代表的情感做出判斷與分析，然后將判斷分析結果傳送給上位機50。
[0027]上位機50根據(jù)接收的針對詢問對象在談話期間發(fā)出的各語音信號所得出的判斷分析結果，處理分析得到詢問對象在整個談話期間的情感變化，并構建出可完整展現(xiàn)詢問對象內(nèi)心真實感受的情感圖譜，實現(xiàn)對詢問對象的情感探測與跟蹤，幫助辦案人員判斷哪些問題是敏感問題，幫助辦案人員分析詢問對象的說謊程度及與調(diào)查相關程度等。
[0028]在實際運行中，情感變化數(shù)據(jù)和情感圖譜等由存儲設備70進行實時存儲，同時由顯示設備60實時顯示出來，供辦案人員觀看。需要打印時，辦案人員可通過打印設備80打印出情感變化數(shù)據(jù)、情感圖譜等相關信息，供相關人員分析、總結使用。
[0029]本實用新型的優(yōu)點是:
[0030]在提出各種與調(diào)查相關問題時，本實用新型基于詢問對象語音涉及的表達內(nèi)容識別及聲音頻率分頻處理，來實現(xiàn)對詢問對象的情感探測與跟蹤，完整描述詢問對象在談話期間的整個情感變化，構建出完整的情感圖譜，幫助辦案人員判斷哪些問題是敏感問題，分析詢問對象的說謊程度及與調(diào)查相關程度等，對辦案人員可起到真正的輔助辦案作用，極大提高了工作效率，節(jié)省了人力與物力。
[0031]以上所述是本實用新型的較佳實施例及其所運用的技術原理，對于本領域的技術人員來說，在不背離本實用新型的精神和范圍的情況下，任何基于本實用新型技術方案基礎上的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均屬于本實用新型保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種語音分析系統(tǒng)，其特征在于:它包括采集詢問對象語音的語音捕獲裝置，語音捕獲裝置依次經(jīng)由對詢問對象語音進行兩次濾波和一次放大處理的語音提取裝置、對詢問對象語音涉及的表達內(nèi)容進行識別及聲音頻率進行分頻處理的語音識別分頻處理裝置、對表達內(nèi)容識別結果和分頻處理結果進行模數(shù)信號轉換的模數(shù)轉換裝置、對詢問對象的情感做出判斷的主處理裝置與上位機連接，上位機連接有顯示設備、存儲設備和打印設備。2.如權利要求1所述的語音分析系統(tǒng)，其特征在于: 所述語音提取裝置包括濾除噪聲信號的一級濾波單元、放大語音信號的信號放大單元和濾除設定頻率范圍外無用信號的二級濾波單元，一級濾波單元的信號輸入端口與所述語音捕獲裝置的捕獲信號傳送端口連接，一級濾波單元的濾波信號輸出端口經(jīng)由信號放大單元與二級濾波單元的信號輸入端口連接，二級濾波單元的二次濾波信號輸出端口與所述語音識別分頻處理裝置的信號輸入端口連接。3.如權利要求1所述的語音分析系統(tǒng)，其特征在于: 所述語音捕獲裝置包括麥克風。4.如權利要求1所述的語音分析系統(tǒng)，其特征在于: 所述主處理裝置包括單片機。5.如權利要求1至4中任一項所述的語音分析系統(tǒng)，其特征在于: 所述上位機與遠程監(jiān)控中心無線通訊。6.如權利要求1至4中任一項所述的語音分析系統(tǒng)，其特征在于: 所述上位機與移動智能終端無線通訊。
【文檔編號】A61B5/16GK205493847SQ201620167592
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年3月4日
【發(fā)明人】羅強
【申請人】北京同方神火聯(lián)合科技發(fā)展有限公司, 江蘇省徐州市人民檢察院