聲音攝譜儀是一種動態音頻頻譜分析儀,又稱聲譜儀（以下均簡稱聲譜儀）。它主要由信號記錄器、頻譜分析器和頻譜輸出器三個部分組成,能把聲音信號記錄下來而轉變為可見圖譜輸出。
可通過圖譜來觀測聲音信號的頻率、幅度和時間等物理參量以及這三者之間的動態關係,從而了解被測信號的特徵。
在世界範圍內,金融、證券、社保、軍隊及其他民用安全認證等行業和部門,都對聲紋識別技術有著廣泛的需求。
基本介紹
- 中文名：聲音攝譜儀
- 外文名：sonograph
- 簡稱：聲譜儀
- 套用：聲紋鑑定、疾病鑑別
- 需求行業：金融、證券、社保、軍隊
- 組成：信號記錄器、頻譜分析器、輸出器
背景,簡介,鑑別原理,表現格式,套用,刑事偵查,醫學領域,
背景
利用人說話的聲音對說話者進行鑑別是司法工作的古老話題,在西方已有數百年的歷史。不過早些時候完全依賴於人的聽覺分辨語音特徵,具有很大的主觀性和不確定性。隨著研究手段和工具的改進,研究工作逐漸脫離了單純的人耳聽辨。具有里程碑意義的是1944年美國貝爾實驗室的L.G.Kesta博士發明的音響光譜圖像顯示器,它使人類通過機器自動識別人的聲音成為可能。同時他還提出了“聲紋(voiceprint)”的概念,導致了新的法庭技術——聲紋鑑定的出現。
音響光譜圖像顯示器是世界上最早的聲音攝譜儀(語圖儀 ) ,是進行聲紋鑑定的重要儀器 。
簡介
聲音攝譜儀是一種動態音頻頻譜分析儀,又稱聲譜儀（以下均簡稱聲譜儀）。它主要由信號記錄器、頻譜分析器和頻譜輸出器三個部分組成,能把聲音信號記錄下來而轉變為可見圖譜輸出。我們可以通過圖譜來觀測聲音信號的頻率、幅度和時間等物理參量以及這三者之間的動態關係,從而了解被測信號的特徵。
由於聲譜儀顯示的攜帶言語信息的聲波圖譜與指紋相似,也有“人各不一”的個體特徵,所以稱為聲紋。概括說來,聲紋對同一個人具有較好的穩定性;聲紋因人而異。
鑑別原理
研究揭示,發聲的實質是人體語言中樞的命令引起聲帶振動,從而氣流形成周期性的脈衝串並從喉向上經過口腔或鼻腔後從嘴或鼻孔向外輻射,其間的傳輸通道稱為聲道。聲道是具有某種諧振特性的腔體,當氣流通過時,輸出的氣流頻率特性,即聲門脈衝串的特性,取決於聲帶和聲道的特性。嘴的作用是完成氣流的向外輻射,嘴張開時的形狀對語音差異有影響,但較聲帶和聲道次之。根據這個差異就能認定被檢驗對象的聲音。
表現格式
通用格式是具有兩個幾何尺寸的圖形：橫軸表示時間或rpm，垂直軸是頻率; 指示特定時間的特定頻率的幅度的第三維由圖像中每個點的強度或顏色表示。
格式有許多變化：有時垂直和水平軸被切換，所以時間上下移動; 有時幅度表示為3D表面的高度而不是顏色或強度。 頻率和幅度軸可以是線性的或對數的，這取決於圖表的用途。 音頻通常以對數振幅軸（可能以分貝或dB為單位）表示，頻率將是線性的，以強調諧波關係，或對數強調音樂，音調關係。
套用
與其他生物識別技術諸如指紋識別、掌形識別、虹膜識別等相比較,聲紋識別具有更為簡便、準確、經濟及可擴展性良好等眾多優勢,所以,除了套用在公安方面外,聲紋識別技術正廣泛套用於諸多領域,在世界範圍內,金融、證券、社保、軍隊及其他民用安全認證等行業和部門,都對聲紋識別技術有著廣泛的需求。比爾·蓋茨就說過:“以人類生物特徵(指紋、語音、臉像等)進行身份驗證的生物識別技術,在今後數年內將成為IT產業最為重要的技術。”
刑事偵查
利用聲譜儀進行聲紋鑑定技術，通過犯罪人(或當事人)與嫌疑人聲紋的比較鑑別,確定兩者是否為同一人的聲紋的一種刑事科學和司法鑑定技術手段。聲紋鑑定技術適用於刑事偵查和司法鑑定領域,能起到提供線索和審判證據的作用。
醫學領域
聲譜儀在醫學臨床領域有著重要的作用，以血流都卜勒聲譜儀為例，利用聲譜儀通過計算都卜勒信號的最大頻率先自動提取聲譜圖的包絡，對其進行分段、平均、歸一等處理得到待分類決策的波形，與由臨床資料建立的標準波形組進行比較，根據一定的判據將波形分類，最後與臨床生理對照可以得出是否存在疾病的診斷。
