[ 蘭紹江 ]——(2005-4-13) / 已閱17332次
《聲紋鑒定淺述》
關(guān)鍵詞：聲紋 語圖 鑒定
聲紋，也稱"語圖"，是由專用的電聲轉(zhuǎn)換儀器(語圖儀)將聲波特征繪制成的波譜圖形。聲紋鑒定就是把未知人的語聲和已知人的語聲，通過語圖儀分別制成聲紋圖譜，再依據(jù)聲紋圖上的特征進行分析、比較和判斷，確定二者是否為同一人的語聲。它是文檢技術(shù)中近些年發(fā)展起來的語音識別的先進科學(xué)手段。
一、聲紋的意義
在實際生活中，我們都有切身體會:每個人說話時的語聲，都有自己的特點。很熟悉的人之間，可以只聽聲音而相互辨別出來，這就是語聲人各不同的特性。
為什么人的語聲會人各不同呢?因為人的發(fā)聲器官實際上存在著大小、形態(tài)及功能上的差異。發(fā)生控制器官包括聲帶、軟顎、舌頭、牙齒、唇等;發(fā)聲共鳴器包括咽腔、口腔、鼻腔。這些器官的微小差異都會導(dǎo)致發(fā)聲氣流的改變，造成音質(zhì)、音色的差別。此外，人發(fā)聲的習(xí)慣亦有快有慢，用力有大有小，也造成音強、音長的差別。音高、音強、音長、音色在語言學(xué)中被稱為語音"四要素"，這些音素又可分解成九十余種特征。這些特征表現(xiàn)了不同聲音的不同波長、頻率、強度、節(jié)奏。語圖儀可以把聲波的變化轉(zhuǎn)換成電訊號的強度、波長、頻率、節(jié)奏變化，儀器又把這些電訊號的變化繪制成波譜圖形，就成了聲紋圖。
人的發(fā)聲具有特定性和穩(wěn)定性。從理論上講，它同指紋一樣具有人身識別(認定個人)的作用。雖然由于技術(shù)和經(jīng)驗的問題，暫時不能說完全達到了指紋那樣的精確程度，但它已經(jīng)被越來越多的國家認可為法庭科學(xué)的一項新技術(shù)。一九八一年在美國密執(zhí)安州成立了"國際聲紋鑒定學(xué)會"，旨在進一步完善聲紋鑒定技術(shù)，加強推動、培訓(xùn)和宣傳，促使聲紋鑒定成為世界公認的一種人身識別的科學(xué)方法。
目前，許多國家都己把聲紋鑒定作為辨認犯罪嫌疑人的重要手段，為偵查工作提供新的線索和證據(jù)。
(1)在獲得了犯罪人的語聲錄音資料時，如在電話中進行的恐嚇、勒索，或在其他性質(zhì)的犯罪中錄到了罪犯說話的聲音，那么可以通過收集嫌疑人語音樣本進行聲紋鑒定，為認定或否定犯罪人提供鑒定結(jié)論。
(2)在案件的偵訊或?qū)徖碇?包括民事案件)，通過聲紋鑒定可以審查錄音證據(jù)材料的其偽。
(3)通過聲紋分析，判斷說話人的性別、年齡、方言(生活地區(qū))特征，為偵查工作提供方向和范圍。
二、聲紋鑒定的步驟和注意事項
目前應(yīng)用的語圖儀可以制作七種聲紋圖:寬帶聲紋、窄帶聲紋、振幅聲紋、等高線聲紋、時間波譜聲紋、斷面聲紋(又分寬帶、窄帶二種)。其中，前二種顯示語聲的頻率與強度隨時間推移的變化特征;中間三種顯示語音強度或聲壓隨時間變化的特征;斷面聲紋只是顯示某一時間點上聲波強度和頻率特征的聲紋圖。
在聲紋鑒定中最常用的是寬帶聲紋圖。它是用帶寬為30OHZ的帶通濾波器分析出來的聲紋。聲紋圖的橫坐標為時間，縱坐標為頻率，濃淡表示音強(見附圖)。每一字的聲紋前部(亂紋)是清輔音的頻譜，后部是元音頻譜；元音頻譜中由加強的縱線條構(gòu)成的水平方向的黑帶為共振峰。共振峰的數(shù)量、走向及其頻率是聲紋分析的重要特征。
聲紋鑒定依如下程序和要求進行:
1、 采集檢材語聲(錄音)
在采集犯罪人或證人的語聲作檢材時，錄音宜采用高保真錄音機。采集語聲的要求是:
①錄音應(yīng)當盡量在不被對方發(fā)覺的情況下進行，以減少假象的干擾，保證語聲的真實。
②應(yīng)盡量防止環(huán)境噪聲和錄音設(shè)備的干擾。"麥克"與被錄對象保持適當距離。盡量不用失真大的袖珍盒式錄音機，電源最好用市電，保持電流穩(wěn)定。電話錄音時應(yīng)使用傳感器，不要將聽筒直接對著"麥克"錄音。磁帶應(yīng)選用優(yōu)質(zhì)新帶。
2、采集樣本語聲(錄音)
除了遵照采取檢材時要求的器材和注意事項外，應(yīng)盡量保持同采集檢材時相同、相近的語聲環(huán)境、距離、設(shè)備及速度;并保證在樣本中有與檢材相同的詞句，以供特征比對。
3、審聽和選擇
鑒定人員要先對撿材和樣本分別反復(fù)審聽和記錄，從中選擇正常而清晰的語聲段落，再進一步選取相同的字、詞、句，作為供比較的部分。然后使用語圖儀分別將選好的檢材與樣本中的字、詞、句做出聲紋圖。
4、聲紋特征的選擇
在被比較的兩種聲紋圖譜中，分別選取明顯、穩(wěn)定的特征作為比較特征。一般說，共振峰的頻率值及其走向是最穩(wěn)定的特征，而且具有很強的特定性，利用價值最高；而時長、音強、波形等特征穩(wěn)定性較差，可做參考。在鑒定過程中，還可以從同一個人的語聲中選擇多個相同字、詞或句的語圖，在分析比較中抓住其穩(wěn)定而特殊的特征作為依據(jù)。
5、比較
比對檢材與樣本中相同字、詞的聲紋中的同類特征(如共振峰頻率、走向及波形)，進行比較分析，找出相同點和差異點。
6、綜合評斷
①如果被比較的全部特征完全吻合；或者穩(wěn)定性強的特征完全吻合，而只是穩(wěn)定性差的特征有些差異，均可做同一認定結(jié)論。
②如果被比較的穩(wěn)定性強的特征差異較大，還可以補充樣本再做語圖比較，倘仍有差異，又無法解釋，則可做否定結(jié)論。
7、聲紋送檢時的注意事項
說話人在不同的環(huán)境和不同的心態(tài)下，以及不同的語氣、不同的健康狀況都會引起語音的某些變異。錄音環(huán)境(噪音、回聲、距離)的干擾以及錄音設(shè)備不良，也會使錄制的語音產(chǎn)生假性變異。因此，送檢時，要把錄制檢材和樣本時的環(huán)境狀況、錄制距離、錄制方式、使用機器、以及在什么情況下錄制等情況加以詳細記載，一并提交鑒定人，以便對差異點進行客觀的分析評斷。
三、聲紋鑒定的發(fā)展狀況
辨聲之舉，自古有之，說明人早知道聲音人各不同。但那僅僅是憑聽覺器官的分辨能力。科學(xué)的聲紋研究是以完善的錄音設(shè)備為基礎(chǔ)的，而且最先是為戰(zhàn)爭服務(wù)的。第二次世界大戰(zhàn)后期，為了提高軍事通訊效率的需要，美國電話電報公司的貝爾實驗室研究和發(fā)明了"音響光譜圖象顯示器"，把聲波用光譜圖象加以顯示。戰(zhàn)爭結(jié)束，這項研究亦中止。
到了五、六十年代，美國紐約市的綁票、電話恐嚇案件驟增，為了偵訊工作的需要，貝爾實驗室受執(zhí)法部門委托，恢復(fù)對聲紋的研究。他們對一百二十三名健康美國人的"I、you、it(我、你、是)等詞語的二萬五千個聲紋圖進行了五萬多項鑒定分析，個人識別的準確率達到97- 99·65%。一九六二年，L·G•克斯特發(fā)表了《聲紋鑒定》一書。從一九六六年開始，貝爾實驗室開始培訓(xùn)警官，推廣應(yīng)用這項技術(shù)。至七十年代，日本、羅馬尼亞、西德等都相繼開展了聲紋鑒定技術(shù)，以對付恐怖犯罪活動。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，聲紋鑒定手段也日益先進。目前，國際聲紋鑒定并行兩套系統(tǒng):一是聲紋的自動識別系統(tǒng)，它以電子計算機為主體，具備分析、儲存、檢索、鑒定多項功能，可以根據(jù)語聲進行全自動分析，最后給出結(jié)論。但這種結(jié)論的準確性同專家設(shè)定的特征吻合量(閾值)有關(guān)。二是聲紋的人工識別系統(tǒng)，它以語圖儀為支持，鑒定人直接觀察和分析聲紋，尋找特征，測量數(shù)據(jù)并進行比較與評斷，最后得出結(jié)論。
在聲紋資料的存儲技術(shù)上，已發(fā)展到激光光盤存儲。先以激光源對待儲聲紋圖譜進行掃描，獲得付利葉光譜，再通過電腦把光譜記錄的聲紋特征轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)，最后通過電腦控制的激光針將待儲聲紋特征的數(shù)據(jù)存入光盤紋線中。當需檢索時，再用激光針通過電腦系統(tǒng)輸出光盤中的信號，即可進行聲紋比較。這種存儲技術(shù)容量很大，一張光盤可以儲存數(shù)百萬人的聲紋。
過去，我國對聲紋鑒定技術(shù)長期持保守態(tài)度，因而起步很晚。直到一九八八年，中國刑警學(xué)院才率先在文檢系成立了全國第一個聲紋鑒定實驗室，引進了美國KAY公司生產(chǎn)的7800型語圖儀，進行實驗研究，并推動了在辦案中的實際應(yīng)用。一九九0年，公安部第二研究所文檢室引進了美國KAY公司5500型語圖儀。目前這兩家均已應(yīng)用于辦案，取得了很好的成效。南京、上海也已同有關(guān)部門合作，進行了聲紋鑒定的研究與應(yīng)用。
（蘭紹江）
（原載于天津《警察學(xué)研究》1994年第4期）
(本文資料受益于中國刑警學(xué)院岳俊發(fā)、王英利，謹此致謝)
