常見偽裝語音樣本真偽性的相關研究

陳越+王梓鑫+周盛愷+梁培成+徐向威

摘 要 目的：研究常見偽裝語音樣本的鑒定價值，對常見偽裝語音樣本進行同一性認定研究。結果：實驗結果發現常見偽裝語音方式對音節音質產生較大影響，不具有同一性認定價值。結論：常見偽裝語音手段對偵查破案、同一性認定帶來否定指向，但達到特征數量標準的偽裝語音檢材具有說話人的同一性認定的參考價值。

關鍵詞 常見偽裝語音方式；基頻；共振峰；同一認定

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）05-0063-02

近年來，利用匿名電話等方法進行敲詐、勒索、詐騙等的案件越來越多，音頻材料也就成為偵破案件的必要證據來源。犯罪分子通過常見偽裝方式如捏鼻子、改變語速、壓低聲音等逃避偵查，而我們對于這方面研究多為語音的共性識別，給公安工作無疑帶來了阻礙，此項研究具有很高的實戰價值，為案件偵查提供有用的線索。

1 常見偽裝語音樣本研究概述

語音具有一定的基頻、共振峰、音色、音調等特征。我們每個人發出的聲音聽起來會有差別，就是因為這些語音特征參數的不同，每個人都擁有自己獨特的音色。

從研究來看，偽裝對于語音特征參數的變化影響非常大，包括音色、音調、共振峰、基頻等，因此，對于這些變化規律的分析有著十分重要的意義，我們需要將相同的音節進行偽裝后，比對其基頻和共振峰圖譜和數據特征，在變化中找到同一性，以便更快地破獲案件。

2 實驗條件

2.1 實驗設備

1）硬件：專業錄音設備、研華科技610H工控機（CPU i7-6700K，內存32GB）。

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

2.2 實驗方法

使用專業錄音設備進行日常環境常見語音偽裝方式（捏鼻子、改變語速、壓低聲音）進行語音采錄。分別對40名女性實驗對象和40名男性實驗對象對于同一語音材料的4種發聲方式依次錄制語音樣本共160組，之后利用Audition軟件進行音頻剪輯，然后使用praat軟件對音節分析，最后利用俄羅斯法庭語音分析系統OT-Expert對偽裝前后的語音檢材的各項數據進行計算分析比較，并判斷是否具有鑒定價值。

3 實驗結果

3.1 捏鼻子對語音的影響

本次所做的實驗是針對80個實驗者對“你、的、孩、子、在、我、們、手、里”這句話在捏鼻子時所發出的聲音與正常情況下的發音有何區別，并將這兩種不同情況下的發音在聲波傳感器下記錄傳遞到電腦進行分析。從頻率、帶寬、幅度、共振峰等方面做了詳細的研究。

漢語輔音的鼻音有3個（m、n、ng）元音以及鼻韻母有16個。捏著鼻子發出來的聲音每個都帶上了不同程度的鼻翁聲，研究中將音節分為含鼻音音節和不含鼻音音節進行聲學特征分析。

1）基頻分析。當捏住鼻子發音時，從基頻分析來看，帶有鼻音的字——“你、們”在發音時捏鼻的基頻與正常下的相似度可以達到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聲頻率和音量的作用，當音量加大時，聲音會越來越細，即頻率會增加，導致基因與正常情況相比會變大，所以基頻段的分析只能作為一個參考條件。

從實驗結果可以看出，捏鼻子等方法對基頻參數的影響范圍有限，主要是作為我們同一認定重要指標的最小基頻沒有產生太大偏差，偏差值為10%以內。同理，我們得到改變語速的測試結果相似，限于篇幅原因，下面章節不再討論。

2）共振峰分析。通過將捏鼻子時的聲音和正常情況的聲音的共振峰標出，并計算這些共振峰的頻率，求出其平均值、方差和標準差，并將這些求得的數據進行分組和比較，做出如下的數據表。數據見表，從表1中可以看出，正常語音共振峰一般要低于捏鼻語音的共振峰（表中紅色數字為鼻音音節數據）。

3.2 壓低聲音對語音的影響

實驗使用上文相同語句，壓低聲音進行錄音分析。實驗結果如圖1顯示，聲帶發出的聲音響量程度變化不大時，壓低后的聲音在基頻上展現出基音下降的趨勢，但是下降程度不會大于20%，但是，不由聲帶發音的音節不呈現明顯的變化。聲帶發音的音節隨著響度的變化也會呈現曲線式變化，并且與正常情況下一直處在相關的程度。同時能量、基音和過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備因素無法正常讀取的峰值，可以經過人工操作從原始波形圖上讀取數值，再進行計算和分析。所以，在用錄音筆等設備錄取壓低之后的聲音時要與正常條件相近，不要刻意將聲音發的太小。

4 結論與分析

從上述實驗結果可以看出，我們在進行偽裝語音同一性認定的鑒定過程中可能存在以下結論。

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，捏鼻音在一些元音上表現為頻率值出現小范圍的減小，但是減小的程度不會大于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呈現曲線式變化，同時能量、基頻的變化也較小。

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

3）在進行鑒偽分析時錄取的素材語音應當與被檢測的語音在音量上相當，以便于檢測和分析，排除音量的影響。在實際中操作時，由于環境因素和設備因素的影響，實際錄取的音頻可能具有較差的音質和音色，在進行分析時應當考慮到這些硬性條件，并通過判斷能否作為鑒定用的素材。

參考文獻

[1]莊琳.捏鼻語音的聲紋鑒定研究[J].中國人民公安大學學報：自然科學版，2010（4）：6-12.

[2]張翠玲.偽裝語音的聲學研究[D].天津：南開大學，2005.

[3]申小虎，金恬，等.濾波降噪對語音同一認定的影響[J].警察技術，2015（6）：32-35.