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科技范的玫瑰声纹图（图/中科院） |
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声纹图可以有很多不同的表现方式（资料图片） |
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□克莉斯汀 来自中科院声学研究所的一项研究将我们的声纹用图案描绘出来，就形成了一朵“科技范儿的玫瑰花”。这其实是由麦克风采集的一句话处理后形成的专属声纹图。 这不由让我们脑洞大开——如果把“我爱你”三个字的声纹收集起来，制作成一朵玫瑰花送给心爱之人，这种又能看又能听的甜蜜表达，岂不是浪漫得不要不要的？！而且不同的人说话，制作出来的声纹图也不一样，这样所表达的心意绝对是独一无二的。 每个人的声纹都是独一无二的 声纹是语音中所蕴含的、能表征和标识说话人的语音特征以及基于这些特征(参数)所建立的语音模型的总称。 现代科学研究表明，声纹不仅具有特定性，而且有相对稳定性。成年以后，人的声音可保持长期相对稳定不变。有实验证明，无论讲话者是故意模仿他人声音和语气，还是耳语般轻声讲话，其声纹始终不会改变。也就是说，声纹是无法模仿的。 声音有着相对的稳定性（即一般情况下不会发生改变），也具有一定的变异性，这种变化可以来自很多方面，包括生理、心理或者环境干扰的影响。只不过，就像打电话哄生气的女友时，对方的声音听起来可能会时而尖锐，时而低沉，与通常状态下并不一样，但我们还是可以从声音上肯定电话那头的还是那个熟悉的她。 人的发声器官实际上存在着大小、形态及功能上的差异。发声控制器官包括声带、软颚、舌头、牙齿、唇等；发声共鸣器包括咽腔、口腔、鼻腔。这些器官的微小差异都会导致发声气流的改变，造成音质、音色的差别。此外，人发声的习惯亦有快有慢，用力有大有小，也造成音强、音长的差别。由此便使任意两个人的声纹信息都不会相同，每个人的声纹都是独一无二的。 声纹可成为专属“行为身份证” 现在我们的智能手机等智能设备常常会使用到指纹、虹膜等身份验证，那些都是每个人独有的“人体身份证”，其实声纹也像个性签名一样，可以成为我们专属的“行为身份证”。 基于声纹的这种特征，现在许多国家都已把声纹鉴定作为辨认犯罪嫌疑人的重要手段，为侦查工作提供新的线索和证据。侦查人员可将获取的犯罪分子的声纹和嫌疑人的声纹，通过声纹鉴定技术进行检验对比，就能迅速认定罪犯。 虽然由于技术和经验的问题，暂时尚未能完全达到像指纹那样的精确程度，但声纹鉴定已经被越来越多的国家认可为法庭科学的一项新技术。1981年，在美国密执安州成立的“国际声纹鉴定学会”，便旨在进一步完善声纹鉴定技术，加强推动、培训和宣传，促使声纹鉴定成为世界公认的一种人身识别的科学方法。 玫瑰花的“刻意浪漫” 在语言学中，我们的语音通常有音高、音强、音长、音色“四要素”，这些因素又可分解成九十余种不同的特征，这些特征分别表现了不同声音的不同波长、频率、强度、节奏。将这些频率、强度等信息综合起来，我们就可以得到一种声音的语音频谱。语音频谱是一种可以表征说话人语音特征的声学信息，频谱参数能反映出能量在不同频段的分布情况。 而通过语图仪，我们可以把这种频谱变化转换成类似电讯号的强度、波长、频率、节奏变化，并把这些电讯号的变化绘制成频谱图形，于是就能得到一张声纹图。 我们看到的那张玫瑰模样的声纹图，其中勾画玫瑰纹路的曲线正是基于说话人语音的频谱信息而画出来的。因为频率强度有大有小，对应得到的曲线也就会起起落落。但我们可以看到，这张图片上的玫瑰不仅花茎有刺，花瓣上也都长满了细刺。不同人的声纹图上，最大的区别可能就是这些细刺的不同，而这些细刺其实就代表着不同的声纹特征。 当然，以玫瑰形状呈现的声纹图只是我们刻意而为之，真正的声纹图肯定更单调。 其实应用语图仪可以制作七种声纹图：宽带声纹、窄带声纹、振幅声纹、等高线声纹、时间波谱声纹、断面声纹（又分宽带、窄带二种）。其中，前两种显示语音的频率与强度随时间推移变化的特征；中间三种显示语音强度或声压随时间变化的特征；断面声纹只是显示某一时间点上的声波强度和频率特征的声纹图。在通常的声纹鉴定中，最常用的还是宽带声纹图。
