一种语音情感分析系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种语音情感分析系统，其特征在于，包括：语音转录设备，语音转录设备连接PC，在PC上运行有：语音信号处理单元，用于去除PC采集到语音信号中的背景噪声；语音情感分析单元，分析语音信号处理单元处理后得到的语音信号所表征的情感，并将该情感信息通过显示单元显示出来。本发明提供的一种语音情感分析系统能够随时随地并且隐蔽地录制嫌疑人的语音数据，并通过后期对该语音数据的分析，得出嫌疑人是否说谎的结论。
【专利说明】
一种语音情感分析系统
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种对语音信号所对应的情感类型进行分析的系统。【背景技术】
[0002]目前所使用的测谎仪是一种记录多项生理反应的仪器，可以在犯罪调查中用来协助侦讯，以了解受询问的嫌疑人的心理状况，从而判断其是否涉及刑案。现代科学证实，人在说谎时生理上的确发生着一些变化，有一些肉眼可以观察到，如出现抓耳挠腮、腿脚抖动等一系列不自然的人体动作。还有一些生理变化是不易察觉的，如:呼吸速率和血容量异常，出现呼吸抑制和屏息;脉搏加快，血压升高，血输出量增加及成分变化，导致面部、颈部皮肤明显苍白或发红;皮下汗腺分泌增加，导致皮肤出汗，双眼之间或上嘴唇首先出汗，手指和手掌出汗尤其明显；眼睛瞳孔放大；胃收缩，消化液分泌异常，导致嘴、舌、唇干燥;肌肉紧张、颤抖，导致说话结巴。这些生理参量由于受植物神经系统支配，所以一般不受人的意识控制，而是自主的运动，在外界刺激下会出现一系列条件反射现象。
[0003]为了捕捉上述现象，测谎仪便孕育而生了。现代测谎仪由传感器、主机和微机组成。传感器与人的体表连接，采集人体生理参量的变化信息；主机是电子部件，将传感器所采集的模拟信号经过处理转换成数字信号;微机将输入的数字信号进行存储、分析，得出测谎结果。由此可见，现有测谎仪的缺陷是体积较大，只能将嫌疑人带至特定场所才能实施测谎。而实施测谎时，又需要在嫌疑人身上安装传感器，无法做到隐秘测谎。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种能随时随地对嫌疑人进行隐秘测谎的系统。
[0005]为了达到上述目的，本发明的技术方案是提供了一种语音情感分析系统，其特征在于，包括:
[0006]语音转录设备，该语音转录设备具有一个语音数据录入端及两个语音导出端，语音数据录入端与电话机上的听筒的语音输出端相连，两个语音导出端中的一个与电话机的主机的语音输入端相连，另一个语音导出端连接PC，通过听筒采集到的语音信号一方面通过一个语音导出端导出至PC，另一方面通过另一个语音导出端导出至电话机的主机；
[0007]在PC上运行有:
[0008]语音信号处理单元，用于去除PC采集到语音信号中的背景噪声；
[0009]语音情感分析单元，分析语音信号处理单元处理后得到的语音信号所表征的情感，并将该情感信息通过显示单元显示出来。
[0010]优选地，还包括麦克风，麦克风与PC相连，PC或采集由所述语音转录设备得到的语音数据，或采集由麦克风得到的语音数据。
[0011]优选地，还包括录音设备，由录音设备获取并存储一段时间内的语音信号，并将该语音信号传输给PC上运行的语音信号处理单元。
[0012]优选地，所述语音情感分析单元包括:
[0013]语音数据库，首先定义出不同的情感，再获得不同年龄段、不同性别的人在各个不同的情感下所给出的参考语音信号，将各参考语音信号的波形及频率记录在语音数据库内；
[0014]语音信号比对单元，获得经过语音信号处理单元处理后的语音信号的波形及频率，将得到的波形与频率与语音数据库存储的与语音信号的发出者的年龄段及性别相对应的各个参考语音信号的波形及频率进行比对，得到与当前语音信号最匹配的参考语音信号，依据获得的参考语音信号所属的情感，给出当前语音信号所包含的情感。
[0015]优选地，所述语音情感分析单元包括:
[0016]有效性分析单元，用于对语音信号处理单元给出的语音信号进行情感参数有效性分析，从而提取出语音情感特征参数；
[0017]特征参数分类器，用于将有效性分析单元得到的语音情感特征参数分为短时特征及长时特征，其中，将基音频率、短时能量、两个Mel频率倒谱系数和五个Mel频率子带能量作为短时特征，将Mel能谱动态系数作为长时特征；
[0018]短时特征处理单元，运用隐马尔科夫模型的方法对短时特征进行训练和识别，从而得到当前语音信息对应的情感；
[0019]长时特征处理单元，运用支持向量机的方法对长时特征进行训练和识别，从而得到当前语音信息对应的情感。
[0020]优选地，在所述PC上还运行有调查分析单元，用于通过确切的是与否的问卷分析来判断使用者的情感。
[0021]本发明提供的一种语音情感分析系统能够随时随地并且隐蔽地录制嫌疑人的语音数据，并通过后期对该语音数据的分析，得出嫌疑人是否说谎的结论。
【附图说明】
[0022]图1为本发明提供的一种语音情感分析系统的一种实施例的系统框图。
【具体实施方式】
[0023]为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0024]实施例1
[0025]本发明提供的一种语音情感分析系统可以工作在三种不同的模式下，分别为:
[0026]模式一、调查模式。
[0027]在此模式下，使用者需要利用PC上运行的调查分析单元，采用确切的是与否来完成PC上显示的问卷，再由调查分析单元依据使用者给出的答案来分析判断使用者当下所处的情感。
[0028]模式二、线下模式
[0029]在此模式下，系统构成如图1所示，包括录音设备及PC。由录音设备获取并存储一段时间内的语音信号，并将该语音信号传输给PC。录音设备为便携式录音笔，或为接入电话通信线路的录音设备。
[0030]在PC上运行有语音信号处理单元及语音情感分析单元。其中，语音信号处理单元用于去除PC采集到语音信号中的背景噪声；
[0031]在本实施例中，结合图1，语音情感分析单元包括语音数据库及语音信号比对单
J L ο
[0032]对于语音数据库而言，首先定义出不同的情感，再获得不同年龄段、不同性别的人在各个不同的情感下所给出的参考语音信号，将各参考语音信号的波形及频率记录在语音数据库内。
[0033]对于语音信号比对单元而言，获得经过语音信号处理单元处理后的语音信号的波形及频率，将得到的波形与频率与语音数据库存储的与语音信号的发出者的年龄段及性别相对应的各个参考语音信号的波形及频率进行比对，得到与当前语音信号最匹配的参考语音信号，依据获得的参考语音信号所属的情感，给出当前语音信号所包含的情感。
[0034]模式三、在线模式
[0035]在此模式下，录音设备被语音转录设备或麦克风所取代。其中，语音转录设备具有一个语音数据录入端及两个语音导出端，语音数据录入端与电话机上的听筒的语音输出端相连，两个语音导出端中的一个与电话机的主机的语音输入端相连，另一个语音导出端连接PC，通过听筒采集到的语音信号一方面通过一个语音导出端导出至PC，另一方面通过另一个语音导出端导出至电话机的主机。
[0036]麦克风与PC相连，PC或采集由所述语音转录设备得到的语音数据，或采集由麦克风得到的语音数据。
[0037]语音数据由语音转录设备或麦克风采集后，其后续的处理过程与模式二相同。
[0038]实施例2
[0039]本实施例与实施例1的区别在于，语音情感分析单元的构成不同，在本实施例中，语音情感分析单元包括:
[0040]有效性分析单元，用于对语音信号处理单元给出的语音信号进行情感参数有效性分析，从而提取出语音情感特征参数；
[0041]特征参数分类器，用于将有效性分析单元得到的语音情感特征参数分为短时特征及长时特征，其中，将基音频率、短时能量、两个Mel频率倒谱系数和五个Mel频率子带能量作为短时特征，将Mel能谱动态系数作为长时特征；
[0042]短时特征处理单元，运用隐马尔科夫模型的方法对短时特征进行训练和识别，从而得到当前语音信息对应的情感；
[0043]长时特征处理单元，运用支持向量机的方法对长时特征进行训练和识别，从而得到当前语音信息对应的情感。
[0044]本实施例的其他原理及工作方式同实施例1。
【主权项】
1.一种语音情感分析系统，其特征在于，包括: 语音转录设备，该语音转录设备具有一个语音数据录入端及两个语音导出端，语音数据录入端与电话机上的听筒的语音输出端相连，两个语音导出端中的一个与电话机的主机的语音输入端相连，另一个语音导出端连接PC，通过听筒采集到的语音信号一方面通过一个语音导出端导出至PC，另一方面通过另一个语音导出端导出至电话机的主机； 在PC上运行有: 语音信号处理单元，用于去除PC采集到语音信号中的背景噪声； 语音情感分析单元，分析语音信号处理单元处理后得到的语音信号所表征的情感，并将该情感信息通过显示单元显示出来。2.如权利要求1所述的一种语音情感分析系统，其特征在于，还包括麦克风，麦克风与PC相连，PC或采集由所述语音转录设备得到的语音数据，或采集由麦克风得到的语音数据。3.如权利要求1所述的一种语音情感分析系统，其特征在于，还包括录音设备，由录音设备获取并存储一段时间内的语音信号，并将该语音信号传输给PC上运行的语音信号处理单元。4.如权利要求1所述的一种语音情感分析系统，其特征在于，所述语音情感分析单元包括: 语音数据库，首先定义出不同的情感，再获得不同年龄段、不同性别的人在各个不同的情感下所给出的参考语音信号，将各参考语音信号的波形及频率记录在语音数据库内；语音信号比对单元，获得经过语音信号处理单元处理后的语音信号的波形及频率，将得到的波形与频率与语音数据库存储的与语音信号的发出者的年龄段及性别相对应的各个参考语音信号的波形及频率进行比对，得到与当前语音信号最匹配的参考语音信号，依据获得的参考语音信号所属的情感，给出当前语音信号所包含的情感。5.如权利要求1所述的一种语音情感分析系统，其特征在于，所述语音情感分析单元包括: 有效性分析单元，用于对语音信号处理单元给出的语音信号进行情感参数有效性分析，从而提取出语音情感特征参数； 特征参数分类器，用于将有效性分析单元得到的语音情感特征参数分为短时特征及长时特征，其中，将基音频率、短时能量、两个Mel频率倒谱系数和五个Mel频率子带能量作为短时特征，将Mel能谱动态系数作为长时特征； 短时特征处理单元，运用隐马尔科夫模型的方法对短时特征进行训练和识别，从而得到当前语音信息对应的情感； 长时特征处理单元，运用支持向量机的方法对长时特征进行训练和识别，从而得到当前语音信息对应的情感。6.如权利要求1所述的一种语音情感分析系统，其特征在于，在所述PC上还运行有调查分析单元，用于通过确切的是与否的问卷分析来判断使用者的情感。
【文档编号】G10L17/26GK105976820SQ201610415352
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年6月14日
【发明人】陈晓群, 陈志坤, 陈卫东
【申请人】上海质良智能化设备有限公司, 上海良相智能化工程有限公司, 上海良相电子科技有限公司