语音分析系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种语音分析系统，它包括采集询问对象语音的语音捕获装置，语音捕获装置依次经由对询问对象语音进行两次滤波和一次放大处理的语音提取装置、对询问对象语音涉及的表达内容进行识别及声音频率进行分频处理的语音识别分频处理装置、对表达内容识别结果和分频处理结果进行模数信号转换的模数转换装置、对询问对象的情感做出判断的主处理装置与上位机连接，上位机连接有显示设备、存储设备和打印设备。本实用新型可实现对询问对象的情感探测与跟踪，完整描述询问对象在谈话期间的整个情感变化，构建出完整的情感图谱，对办案人员可起到真正的辅助办案作用，工作效率被大大提高。
【专利说明】
语音分析系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种语音分析系统，属于语音分析技术领域。
【背景技术】
[0002]从询问对象口中得到真实的信息一直是侦查的重要环节。为此目前出现了多种手段，从传统的询问、刑讯到心理分析、测谎技术，乃至药物。
[0003]目前在我国刑事办案部门，有经验的审讯人员可以通过询问对象(嫌疑人)的一些下意识的动作(如手指的搅动、眼珠的转动)等来判断其说的话是否真实。但这种手段极大地依赖于审讯人员自身的经验与素质。要想成为一个高明的审讯人员，需要大量的实践经验和长时间的学习，即使经过这些过程，也不是每个人都能成为高明的审讯人员。况且审讯过程会受很多主观因素的制约，如审讯人员当时的感觉、询问对象的心理素质等。
[0004]测谎仪是一种通过测量询问对象的人体生理体征变化(如心率、血压、呼吸速率、皮电等)来判断是否有欺骗行为的设备，其具有一定的客观性，但局限性也是显而易见的。测谎仪由于需要相关的辅助设备，其对场地、人员的要求都比较严格，从而导致其不能大规模普遍的使用。同时，测谎仪测试的是生理体征变化，而生理体征变化的产生可以由很多因素引起，例如，无辜的人有可能因为焦虑、恐惧、担忧等而产生生理体征的变化。另外，有经验的罪犯也会通过各种手段来混淆测试的结果，例如，有些罪犯会在脑子里设想一个虚幻的事实，并且强迫自己反复记忆，最终连他自己都相信了这个虚构的事实。又例如，有些嫌疑人会采用物理刺激的方法，如在鞋底放图钉，每回答一个问题的时候就踩一下图钉，通过疼痛产生的生理反应来掩盖真实的生理反应。甚至一些嫌疑人本来就对其犯罪行为不以为然，相关的问题无法引起他生理的显著变化。由此看来，通过生理体征的变化来判断询问人员是否有欺骗的行为并不是完全准确的。
[0005]目前大量研究表明，通过测试询问人员的情感变化来判断真伪可能是一种更好的解决方案。这里所指的情感不仅仅是通常流露出来的喜怒哀乐，而是指询问人员内心真实的感受。例如，一个人杀了人，在回答问题的时候可以否认并控制其生理体征，但他的大脑会意识到自己说的话是谎言，这种情感会通过各种生理反应表现出来，如无意识的动作。因此察觉这些情感的变化，便能洞察询问人员的心理。近些年出现了一些监测情感变化的设备，例如在嫌疑人的胳膊和腿上安装动作感应器。但是，如今已有的众多监测情感变化的设备只能反映出一些孤立、片面的情感变化，尚不能刻画出嫌疑人完整的情感图谱。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于提供一种语音分析系统，其可实现对询问对象的情感探测与跟踪，完整描述询问对象在谈话期间的整个情感变化，构建出完整的情感图谱，对办案人员可起到真正的辅助办案作用，工作效率被大大提高。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案:
[0008]—种语音分析系统，其特征在于:它包括采集询问对象语音的语音捕获装置，语音捕获装置依次经由对询问对象语音进行两次滤波和一次放大处理的语音提取装置、对询问对象语音涉及的表达内容进行识别及声音频率进行分频处理的语音识别分频处理装置、对表达内容识别结果和分频处理结果进行模数信号转换的模数转换装置、对询问对象的情感做出判断的主处理装置与上位机连接，上位机连接有显示设备、存储设备和打印设备。
[0009]所述语音提取装置包括滤除噪声信号的一级滤波单元、放大语音信号的信号放大单元和滤除设定频率范围外无用信号的二级滤波单元，一级滤波单元的信号输入端口与所述语音捕获装置的捕获信号传送端口连接，一级滤波单元的滤波信号输出端口经由信号放大单元与二级滤波单元的信号输入端口连接，二级滤波单元的二次滤波信号输出端口与所述语音识别分频处理装置的信号输入端口连接。
[0010]所述语音捕获装置包括麦克风。
[0011 ]所述主处理装置包括单片机。
[0012]所述上位机可与远程监控中心无线通讯。
[0013]所述上位机可与移动智能终端无线通讯。
[0014]本实用新型的优点是:
[0015]在提出各种与调查相关问题时，本实用新型基于询问对象语音涉及的表达内容识别及声音频率分频处理，来实现对询问对象的情感探测与跟踪，完整描述询问对象在谈话期间的整个情感变化，构建出完整的情感图谱，帮助办案人员判断哪些问题是敏感问题，分析询问对象的说谎程度及与调查相关程度等，对办案人员可起到真正的辅助办案作用，极大提高了工作效率，节省了人力与物力。
[0016]本实用新型操作便捷，为一种隐蔽性强的非接触式设备，实用性强，其实现的情感探测与跟踪客观性强，准确度高，可靠性高，特别适用于检察、公安系统等刑事侦查部门。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型语音分析系统的组成示意图。
【具体实施方式】
[0018]大量研究反映出，人的大脑会不间断地严密监测其将要通过语音(语言流)反映出去的每一个大脑活动，以保证所输出的语音可唯一表达意图，能够被倾听者听到及理解。对于相同的话，因为出于不同的目的，大脑对这段话的监测是不同的。例如，对于一个事件相关人员，当他说出“我没有杀人”这句话时，他的大脑会非常关注这句话是否恰当，是否会被别人识破。而一个与事件无关的人员，当他说出“我没有杀人”这句话时，他的大脑反应会非常平稳，或者是正常的焦虑、担心。因而，在大脑的不间断监测下，这两种人通过语音所表达出来的“我没有杀人”这句话是不同的。
[0019]基于上述研究，本实用新型设计出了一种语音分析系统，来对询问对象的内心真实感受做出分析与判断。如图1所示，本实用新型包括采集询问对象语音的语音捕获装置10，语音捕获装置10的捕获信号传送端口依次经由对询问对象语音进行两次滤波和一次放大处理的语音提取装置20、对询问对象语音涉及的表达内容进行识别及声音频率进行分频处理的语音识别分频处理装置30、对语音识别分频处理装置30输出的表达内容识别结果和分频处理结果进行模数信号转换的模数转换装置90、依据对询问对象语音识别出的表达内容识别结果及声音频率进行分频处理所得的分频处理结果来对询问对象的情感做出判断的主处理装置40与上位机50的相应信号端口连接，上位机50连接有显示设备60、存储设备70和打印设备80，即显示设备60、存储设备70和打印设备80的信号端口分别与上位机50的相应信号端口连接。
[0020]如图1，语音提取装置20可包括滤除噪声信号(如高斯白噪声信号、高频干扰信号、工频干扰信号等)的一级滤波单元21、放大语音信号的信号放大单元22和滤除设定频率范围外无用信号的二级滤波单元23，一级滤波单元21的信号输入端口与语音捕获装置10的捕获信号传送端口连接，一级滤波单元21的滤波信号输出端口经由信号放大单元22与二级滤波单元23的信号输入端口连接，二级滤波单元23的二次滤波信号输出端口与语音识别分频处理装置30的信号输入端口连接。
[0021 ]在实际设计中，语音捕获装置10可包括麦克风。
[0022]在实际设计中，主处理装置40可包括单片机。
[0023]如图1，上位机50还可与远程监控中心101进行无线通讯，实现高层管理人员的远程监控。
[0024]如图1，上位机50还可与移动智能终端102(如手机、Pad等)进行无线通讯，以将相关信息实时下发给有关办案人员。
[0025]在本实用新型中，主处理装置40、模数转换装置90、语音识别分频处理装置30、一级滤波单元21、信号放大单元22、二级滤波单元23等为本领域技术人员应掌握的熟知技术，故其具体构成不再详述。
[0026]使用时，询问对象可坐在询问椅上，办案人员提出各种与调查相关的问题。当询问对象回答办案人员提出的问题时，安装在询问椅上或附近的麦克风采集询问对象回答此问题所发出的语音信号并将语音信号传送给语音提取装置20，由语音提取装置20对接收的语音信号进行噪声滤波、放大及无用信号滤波处理，然后将有用信号传送给语音识别分频处理装置30，于是，语音识别分频处理装置30基于接收的有用信号，识别出询问对象的表达内容(文字形式)，以及对有用信号中的声音频率进行分频处理(例如，将有用信号按照语义、停顿时间或规定时间段等方式划分为若干信号段，对各信号段根据设定提取方式来提取出若干代表性频率，并根据事先定义的各种情感类型(如喜怒哀乐、烦躁、焦虑、担心、惊恐、怀疑等)所属频率段，按照设定规则对各信号段中的各代表性频率所属频率段做出判定)，然后模数转换装置90将语音识别分频处理装置30输出的表达内容识别结果和分频处理结果进行模数信号转换后传送给主处理装置40，由主处理装置40基于接收的结果数据，对询问对象此次发出的语音信号所代表的情感做出判断与分析，然后将判断分析结果传送给上位机50。
[0027]上位机50根据接收的针对询问对象在谈话期间发出的各语音信号所得出的判断分析结果，处理分析得到询问对象在整个谈话期间的情感变化，并构建出可完整展现询问对象内心真实感受的情感图谱，实现对询问对象的情感探测与跟踪，帮助办案人员判断哪些问题是敏感问题，帮助办案人员分析询问对象的说谎程度及与调查相关程度等。
[0028]在实际运行中，情感变化数据和情感图谱等由存储设备70进行实时存储，同时由显示设备60实时显示出来，供办案人员观看。需要打印时，办案人员可通过打印设备80打印出情感变化数据、情感图谱等相关信息，供相关人员分析、总结使用。
[0029]本实用新型的优点是:
[0030]在提出各种与调查相关问题时，本实用新型基于询问对象语音涉及的表达内容识别及声音频率分频处理，来实现对询问对象的情感探测与跟踪，完整描述询问对象在谈话期间的整个情感变化，构建出完整的情感图谱，帮助办案人员判断哪些问题是敏感问题，分析询问对象的说谎程度及与调查相关程度等，对办案人员可起到真正的辅助办案作用，极大提高了工作效率，节省了人力与物力。
[0031]以上所述是本实用新型的较佳实施例及其所运用的技术原理，对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的精神和范围的情况下，任何基于本实用新型技术方案基础上的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均属于本实用新型保护范围之内。
【主权项】
1.一种语音分析系统，其特征在于:它包括采集询问对象语音的语音捕获装置，语音捕获装置依次经由对询问对象语音进行两次滤波和一次放大处理的语音提取装置、对询问对象语音涉及的表达内容进行识别及声音频率进行分频处理的语音识别分频处理装置、对表达内容识别结果和分频处理结果进行模数信号转换的模数转换装置、对询问对象的情感做出判断的主处理装置与上位机连接，上位机连接有显示设备、存储设备和打印设备。2.如权利要求1所述的语音分析系统，其特征在于: 所述语音提取装置包括滤除噪声信号的一级滤波单元、放大语音信号的信号放大单元和滤除设定频率范围外无用信号的二级滤波单元，一级滤波单元的信号输入端口与所述语音捕获装置的捕获信号传送端口连接，一级滤波单元的滤波信号输出端口经由信号放大单元与二级滤波单元的信号输入端口连接，二级滤波单元的二次滤波信号输出端口与所述语音识别分频处理装置的信号输入端口连接。3.如权利要求1所述的语音分析系统，其特征在于: 所述语音捕获装置包括麦克风。4.如权利要求1所述的语音分析系统，其特征在于: 所述主处理装置包括单片机。5.如权利要求1至4中任一项所述的语音分析系统，其特征在于: 所述上位机与远程监控中心无线通讯。6.如权利要求1至4中任一项所述的语音分析系统，其特征在于: 所述上位机与移动智能终端无线通讯。
【文档编号】A61B5/16GK205493847SQ201620167592
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月4日
【发明人】罗强
【申请人】北京同方神火联合科技发展有限公司, 江苏省徐州市人民检察院