常見(jiàn)偽裝語(yǔ)音樣本真?zhèn)涡缘南嚓P(guān)研究

陳越+王梓鑫+周盛愷+梁培成+徐向威

摘 要 目的：研究常見(jiàn)偽裝語(yǔ)音樣本的鑒定價(jià)值，對(duì)常見(jiàn)偽裝語(yǔ)音樣本進(jìn)行同一性認(rèn)定研究。結(jié)果：實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)常見(jiàn)偽裝語(yǔ)音方式對(duì)音節(jié)音質(zhì)產(chǎn)生較大影響，不具有同一性認(rèn)定價(jià)值。結(jié)論：常見(jiàn)偽裝語(yǔ)音手段對(duì)偵查破案、同一性認(rèn)定帶來(lái)否定指向，但達(dá)到特征數(shù)量標(biāo)準(zhǔn)的偽裝語(yǔ)音檢材具有說(shuō)話人的同一性認(rèn)定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞 常見(jiàn)偽裝語(yǔ)音方式；基頻；共振峰；同一認(rèn)定

中圖分類號(hào) TP3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 2095-6363（2017）05-0063-02

近年來(lái)，利用匿名電話等方法進(jìn)行敲詐、勒索、詐騙等的案件越來(lái)越多，音頻材料也就成為偵破案件的必要證據(jù)來(lái)源。犯罪分子通過(guò)常見(jiàn)偽裝方式如捏鼻子、改變語(yǔ)速、壓低聲音等逃避偵查，而我們對(duì)于這方面研究多為語(yǔ)音的共性識(shí)別，給公安工作無(wú)疑帶來(lái)了阻礙，此項(xiàng)研究具有很高的實(shí)戰(zhàn)價(jià)值，為案件偵查提供有用的線索。

1 常見(jiàn)偽裝語(yǔ)音樣本研究概述

語(yǔ)音具有一定的基頻、共振峰、音色、音調(diào)等特征。我們每個(gè)人發(fā)出的聲音聽(tīng)起來(lái)會(huì)有差別，就是因?yàn)檫@些語(yǔ)音特征參數(shù)的不同，每個(gè)人都擁有自己獨(dú)特的音色。

從研究來(lái)看，偽裝對(duì)于語(yǔ)音特征參數(shù)的變化影響非常大，包括音色、音調(diào)、共振峰、基頻等，因此，對(duì)于這些變化規(guī)律的分析有著十分重要的意義，我們需要將相同的音節(jié)進(jìn)行偽裝后，比對(duì)其基頻和共振峰圖譜和數(shù)據(jù)特征，在變化中找到同一性，以便更快地破獲案件。

2 實(shí)驗(yàn)條件

2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

1）硬件：專業(yè)錄音設(shè)備、研華科技610H工控機(jī)（CPU i7-6700K，內(nèi)存32GB）。

2）軟件：Adobe Audition語(yǔ)音編輯軟件、praat語(yǔ)音分析軟件、俄羅斯法庭語(yǔ)音分析系統(tǒng)OT-Expert 5.1。

2.2 實(shí)驗(yàn)方法

使用專業(yè)錄音設(shè)備進(jìn)行日常環(huán)境常見(jiàn)語(yǔ)音偽裝方式（捏鼻子、改變語(yǔ)速、壓低聲音）進(jìn)行語(yǔ)音采錄。分別對(duì)40名女性實(shí)驗(yàn)對(duì)象和40名男性實(shí)驗(yàn)對(duì)象對(duì)于同一語(yǔ)音材料的4種發(fā)聲方式依次錄制語(yǔ)音樣本共160組，之后利用Audition軟件進(jìn)行音頻剪輯，然后使用praat軟件對(duì)音節(jié)分析，最后利用俄羅斯法庭語(yǔ)音分析系統(tǒng)OT-Expert對(duì)偽裝前后的語(yǔ)音檢材的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算分析比較，并判斷是否具有鑒定價(jià)值。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 捏鼻子對(duì)語(yǔ)音的影響

本次所做的實(shí)驗(yàn)是針對(duì)80個(gè)實(shí)驗(yàn)者對(duì)“你、的、孩、子、在、我、們、手、里”這句話在捏鼻子時(shí)所發(fā)出的聲音與正常情況下的發(fā)音有何區(qū)別，并將這兩種不同情況下的發(fā)音在聲波傳感器下記錄傳遞到電腦進(jìn)行分析。從頻率、帶寬、幅度、共振峰等方面做了詳細(xì)的研究。

漢語(yǔ)輔音的鼻音有3個(gè)（m、n、ng）元音以及鼻韻母有16個(gè)。捏著鼻子發(fā)出來(lái)的聲音每個(gè)都帶上了不同程度的鼻翁聲，研究中將音節(jié)分為含鼻音音節(jié)和不含鼻音音節(jié)進(jìn)行聲學(xué)特征分析。

1）基頻分析。當(dāng)捏住鼻子發(fā)音時(shí)，從基頻分析來(lái)看，帶有鼻音的字——“你、們”在發(fā)音時(shí)捏鼻的基頻與正常下的相似度可以達(dá)到90%甚至更高，而非鼻音在基頻段基音增加了不少。兩者的基音的振幅還是受到了發(fā)聲頻率和音量的作用，當(dāng)音量加大時(shí)，聲音會(huì)越來(lái)越細(xì)，即頻率會(huì)增加，導(dǎo)致基因與正常情況相比會(huì)變大，所以基頻段的分析只能作為一個(gè)參考條件。

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，捏鼻子等方法對(duì)基頻參數(shù)的影響范圍有限，主要是作為我們同一認(rèn)定重要指標(biāo)的最小基頻沒(méi)有產(chǎn)生太大偏差，偏差值為10%以內(nèi)。同理，我們得到改變語(yǔ)速的測(cè)試結(jié)果相似，限于篇幅原因，下面章節(jié)不再討論。

2）共振峰分析。通過(guò)將捏鼻子時(shí)的聲音和正常情況的聲音的共振峰標(biāo)出，并計(jì)算這些共振峰的頻率，求出其平均值、方差和標(biāo)準(zhǔn)差，并將這些求得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分組和比較，做出如下的數(shù)據(jù)表。數(shù)據(jù)見(jiàn)表，從表1中可以看出，正常語(yǔ)音共振峰一般要低于捏鼻語(yǔ)音的共振峰（表中紅色數(shù)字為鼻音音節(jié)數(shù)據(jù)）。

3.2 壓低聲音對(duì)語(yǔ)音的影響

實(shí)驗(yàn)使用上文相同語(yǔ)句，壓低聲音進(jìn)行錄音分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1顯示，聲帶發(fā)出的聲音響量程度變化不大時(shí)，壓低后的聲音在基頻上展現(xiàn)出基音下降的趨勢(shì)，但是下降程度不會(huì)大于20%，但是，不由聲帶發(fā)音的音節(jié)不呈現(xiàn)明顯的變化。聲帶發(fā)音的音節(jié)隨著響度的變化也會(huì)呈現(xiàn)曲線式變化，并且與正常情況下一直處在相關(guān)的程度。同時(shí)能量、基音和過(guò)零率曲線的組合方式變化也較小。

由于有些音量較低的成分或者其他設(shè)備因素?zé)o法正常讀取的峰值，可以經(jīng)過(guò)人工操作從原始波形圖上讀取數(shù)值，再進(jìn)行計(jì)算和分析。所以，在用錄音筆等設(shè)備錄取壓低之后的聲音時(shí)要與正常條件相近，不要刻意將聲音發(fā)的太小。

4 結(jié)論與分析

從上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，我們?cè)谶M(jìn)行偽裝語(yǔ)音同一性認(rèn)定的鑒定過(guò)程中可能存在以下結(jié)論。

1）帶有鼻音或鼻韻母的漢字受到捏鼻的作用較為明顯，但是其他讀音變化不大。在聲音的響亮程度變化不大時(shí)，捏鼻音在一些元音上表現(xiàn)為頻率值出現(xiàn)小范圍的減小，但是減小的程度不會(huì)大于10%，并且非鼻音基本不變。含有鼻音的成分隨著響度的變化也會(huì)呈現(xiàn)曲線式變化，同時(shí)能量、基頻的變化也較小。

2）壓低聲音改變了聲帶的發(fā)音方式，部分音節(jié)受到該偽裝方式影響較大。不由聲帶發(fā)音的音節(jié)不呈現(xiàn)明顯的變化，聲帶發(fā)音的音節(jié)隨著響度的變化會(huì)呈現(xiàn)曲線式變化，并且與正常情況下一直處在相關(guān)的程度。

3）在進(jìn)行鑒偽分析時(shí)錄取的素材語(yǔ)音應(yīng)當(dāng)與被檢測(cè)的語(yǔ)音在音量上相當(dāng)，以便于檢測(cè)和分析，排除音量的影響。在實(shí)際中操作時(shí)，由于環(huán)境因素和設(shè)備因素的影響，實(shí)際錄取的音頻可能具有較差的音質(zhì)和音色，在進(jìn)行分析時(shí)應(yīng)當(dāng)考慮到這些硬性條件，并通過(guò)判斷能否作為鑒定用的素材。

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