聲紋

所謂聲紋(Voiceprint)，是用電聲學儀器顯示的攜帶言語信息的聲波頻譜。現代科學研究表明，聲紋不僅具有特定性，而且有相對穩定性的特點。成年以後，人的聲音可保持長期相對穩定不變。實驗證明，無論講話者是故意模仿他人聲音和語氣，還是耳語輕聲講話，即使模仿得惟妙惟肖，其聲紋卻始終相同。基於聲紋的這兩個特徵，偵查人員就可將獲取的犯罪分子的聲紋和嫌疑人的聲紋，通過聲紋鑑定技術進行檢驗對比，迅速認定罪犯，為偵查破案提供可靠的證據。

基本介紹

• 中文名：聲紋
• 外文名：Voiceprint)

聲紋的意義

在實際生活中，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。

人的語聲為什麼會人不同？因為人的發聲器官實際上存在著大小、形態及功能上的差異。發聲控制器官包括聲帶、軟顎、舌頭、牙齒、唇等；發聲共鳴器包括咽腔、口腔、鼻腔。這些器官的微小差異都會導致發聲氣流的改變，造成音質、音色的差別。此外，人發聲的習慣亦有快有慢，用力有大有小，也造成音強、音長的差別。音高、音強、音長、音色在語言學中被稱為語音“四要素”，這些因素又可分解成九十餘種特徵。這些特徵表現了不同聲音的不同波長、頻率、強度、節奏。語圖儀可以把聲波的變化轉換成電訊號的強度、波長、頻率、節奏變化，儀器又把這些電訊號的變化繪製成波譜圖形，就成了聲紋圖。

人的發聲具有特定性和穩定性。從理論上講，它同指紋一樣具有身份識別（認定個人）的作用。雖然由於技術和經驗的問題，暫時不能說完全達到了指紋那樣的精確程度，但它已經被越來越多的國家認可為法庭科學的一項新技術。一九八一年在美國密執安州成立了“國際聲紋鑑定學會”，旨在進一步完善聲紋鑑定技術，加強推動、培訓和宣傳，促使聲紋鑑定成為世界公認的一種人身識別的科學方法。

目前，許多國家都己把聲紋鑑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。

（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鑑定，為認定或否定犯罪人提供鑑定結論；

（2）在案件的偵訊或審理中（包括民事案件），通過聲紋鑑定可以審查錄音證據材料的真偽；

（3）通過聲紋分析，判斷說話人的性別、年齡、方言（生活地區）特徵，為偵查工作提供方向和範圍。

聲紋鑑定的步驟和注意事項

目前套用的語圖儀可以製作七種聲紋圖：寬頻聲紋、窄帶聲紋、振幅聲紋、等高線聲紋、時間波譜聲紋、斷面聲紋（又分寬頻、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徵；中間三種顯示語音強度或聲壓隨時間變化的特徵；斷面聲紋只是顯示某一時間點上聲波強度和頻率特徵的聲紋圖。

在聲紋鑑定中最常用的是寬頻聲紋圖。它是用頻寬為300HZ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，後部是元音頻譜；元音頻譜中由加強的縱線條構成的水平方向的黑帶為共振峰。共振峰的數量、走向及其頻率是聲紋分析的重要特徵。

聲紋鑑定依如下程式和要求進行：

採集檢材語聲（錄音）

在採集犯罪人或證人的語聲作檢材時，錄音宜採用高保真錄音機。天聰採集語聲的要求是：

①錄音應當儘量在不被對方發覺的情況下進行，以減少假象的干擾，保證語聲的真實；

②應儘量防止環境噪聲和錄音設備的干擾。麥克風與被錄對象保持適當距離。儘量不用失真大 的袖珍盒式錄音機，電源最好用市電，保持電流穩定。電話錄音時應使用感測器，不要將聽筒直接對著“麥克”錄音。磁帶應選用優質新帶。

採集樣本語聲（錄音）

除了遵照採取檢材時要求的器材和注意事項外，應儘量保持同採集檢材時相同、相近的語聲環境、距離、設備及速度；並建議在樣本中有與檢材相同的詞句，以供特徵比對。

審聽和選擇

鑑定人員要先對撿材和樣本分別反覆審聽和記錄，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。然後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。

聲紋特徵的選擇

在被比較的兩種聲紋圖譜中，分別選取明顯、穩定的特徵作為比較特徵。一般說，共振峰的頻率值及其走向是最穩定的特徵，而且具有很強的特定性，利用價值最高；而時長、音強、波形等特徵穩定性較差，可做參考。在天聰鑑定過程中，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定而特殊的特徵作為依據。

比較

比對檢材與樣本中相同字、詞的聲紋中的同類特徵（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。

綜合評斷

①如果被比較的全部特徵完全吻合；或者穩定性強的特徵完全吻合，而只是穩定性差的特徵有些差異，均可做同一認定結論；

②如果被比較的穩定性強的特徵差異較大，還可以補充樣本再做語圖比較，倘仍有差異，又無法解釋，則可做否定結論。

聲紋送檢時的注意事項

說話人在不同的環境和不同的心態下，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。錄音環境（噪音、回聲、距離）的干擾以及錄音設備不良，也會使錄製的語音產生假性變異。因此，送檢時，要把錄製檢材和樣本時的環境狀況、錄製距離、錄製方式、使用機器、以及在什麼情況下錄製等情況加以詳細記載，一併提交鑑定人，以便對差異點進行客觀的分析評斷。

聲紋鑑定的發展狀況

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。科學的聲紋研究是以完善的錄音設備為基礎的，而且最先是為戰爭服務的。第二次世界大戰後期，為了提高軍事通訊效率的需要，電話電報公司的貝爾實驗室研究和發明了“音響光譜圖象顯示器”，把聲波用光譜圖象加以顯示。戰爭結束，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，貝爾實驗室受執法部門委託，恢復對聲紋的研究。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鑑定分析，個人識別的準確率達到97- 99·65%。從一九六六年開始，貝爾實驗室開始培訓警官，推廣套用這項技術。至七十年代，日本、羅馬尼亞、西德等都相繼開展了聲紋鑑定技術，以對付恐怖犯罪活動。隨著科學技術的進步，聲紋鑑定手段也日益先進。目前，國際聲紋鑑定並行兩套系統：一是聲紋的自動識別系統，它以電子計算機為主體，具備分析、儲存、檢索、鑑定多項功能，可以根據語聲進行全自動分析，最後給出結論，如天聰的TS-VPR聲紋鑑定分析系統。但這種結論的準確性同專家設定的特徵吻合量（閾值）有關。二是聲紋的人工識別系統，它以語圖儀為支持，鑑定人直接觀察和分析聲紋，尋找特徵，測量數據並進行比較與評斷，最後得出結論。

在聲紋資料的存儲技術上，已發展到雷射光碟存儲，先以雷射源對待儲聲紋圖譜進行掃描，獲得傅立葉光譜，再通過電腦把光譜記錄的聲紋特徵轉換成數據，最後通過電腦控制的雷射針將待儲聲紋特徵的數據存入光碟紋線中。當需檢索時，再用雷射針通過電腦系統輸出光碟中的信號，即可進行聲紋比較。這種存儲技術容量很大，一張光碟可以儲存數百萬人的聲紋。

過去，我國對聲紋鑑定技術長期持保守態度，因而起步很晚。直到一九八八年，中國刑警學院才率先在文檢系成立了全國第一個聲紋鑑定實驗室，引進了美國KAY 公司生產的7800型語圖儀，進行實驗研究，並推動了在辦案中的實際套用。一九九零年，公安部第二研究所文檢室引進了美國KAY公司5500型語圖儀。目前這兩家均已套用於辦案，取得了很好的成效。南京、上海也已同有關部門合作，進行了聲紋鑑定的研究與套用。國內也有一些專業公司，可提供聲紋鑑定軟體和服務。