Научная статья на тему 'Спектральный анализ речевых сигналов как один из методов идентификации личности говорящего'

Спектральный анализ речевых сигналов как один из методов идентификации личности говорящего Текст научной статьи по специальности «Прочие медицинские науки»

CC BY
343
44
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ТЕМБР ГОЛОСА / ЗВУЧАЩАЯ РЕЧЬ / ИДЕНТИФИКАЦИЯ ЛИЧНОСТИ / СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ

Аннотация научной статьи по прочим медицинским наукам, автор научной работы — Кирьянов Павел Анатольевич

В докладе рассматривается роль спектрального анализа речевых сигналов в идентификацииличности.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Спектральный анализ речевых сигналов как один из методов идентификации личности говорящего»

ТЕЗИСЫ КОНФЕРЕНЦИИ: МЕДИКО-КРИМИНАЛИСТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

153

и полно была представлена реализация гласных, согласные не напряжены, речь нетороплива - темп речи снижен по сравнению с первой ситуацией примерно на 10 %) показал, что усредненные формантные показатели речи значительно расходятся, но соотношение Б2/Б1 остается практически неизменным - устойчивым, т. е., как отмечалось выше, соотношения формант меняются в незначительной степени или практически не меняются (если средневзвешенное относительное отклонение анализируемых параметров в сравниваемых ситуациях, подсчитанное по средним значениям формант, составило 8,4 %, то средневзвешенное относительное отклонение, подсчитанное по отношениям Б2/Б1 составило всего лишь 3,5 %).

Итак, соотношение формант остается стабильным, а данный идентификационный признак - формантные соотношения - оказывается устойчивым даже на материале ограниченного объема.

ВЫВОДЫ

При проведении идентификационного исследования говорящего анализ формантных соотношений, характеризующих тембр его голоса, является важным элементом спектрального анализа речевого сигнала, особенно в ситуациях различающегося эмоционального состояния фигуранта или в различных условиях его речевого общения с собеседниками.

СПЕКТРАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ РЕЧЕВЫХ СИГНАЛОВ КАК ОДИН ИЗ МЕТОДОВ ИДЕНТИФИКАЦИИ ЛИЧНОСТИ ГОВОРЯЩЕГО

П. А. Кирьянов

ФГБУ «РЦСМЭ» Минздрава России, Москва В докладе рассматривается роль спектрального анализа речевых сигналов в идентификации личности.

Ключевые слова: тембр голоса, звучащая речь, идентификация личности, спектральный анализ Идентификация личности по голосу и звучащей речи представляет собой комплексное исследование, включающее в себя среди прочего инструментальное исследование речевого сигнала. Последнее основывается на модели речеобразования Г. Гельмгольца, описывающей процесс формирования речи как процесс, состоящий из двух несвязанных между собой компонентов: порождения звука и формирования его акустического качества за счет возбуждения резонансных частот артикуляционного тракта (в настоящее время говорят о фильтрации звуковых колебаний, создаваемых голосовыми складками, полостями речевого тракта). В связи с этим при медико-криминалистической идентификации говорящего следует анализировать не только работу голосового аппарата, но и функционирование органов речевого аппарата, придающих голосу индивидуальную тембровую окраску и формирующих поток звуков речи. Для решения последней зачади применяют методы спектрального анализа, направленного на изучение колебаний (разной частоты), образующих речевой сигнал, т. е. речь ведется об исследовании спектра этого сигнала.

Под спектром в физике понимают распределение значений физической величины (в нашем случае - частоты колебаний). Оценить распределение значений методом разделения переменных в 1822 году предложил французский математик и физик Ж.-Б. Фурье (в работе «Аналитическая теория тепла»). Этот метод (названный в его честь «преобразованием Фурье») основан на представлении функций тригонометрическими рядами (т. н. рядами Фурье). Анализ спектра речевого сигнала (сложного, негар-

монического по своей природе), являющего собой функцию зависимости интенсивности (амплитуды) колебаний от времени, по методу Фурье представляет анализируемый сигнал как функцию зависимости интенсивности (амплитуды) колебаний от частоты. Т. е. любые сложные (негармонические) колебания могут быть представлены суммой отдельных синусоидальных (гармонических) волн - суммой спектральных составляющих, которые можно оценить независимо друг от друга. Таким образом, для проведения спектрального анализа речевых сигналов необходимо соблюдение следующих условий: 1) фиксация речи с помощью микрофона и устройства звукозаписи в аналоговой или цифровой форме на материальном носителе в форме фонограммы; 2) наличие прибора, осуществляющего анализ спектра акустический колебаний методом преобразования Фурье (спектроанализатор).

В настоящее время в качестве спектроанализаторов выступают персональные компьютеры с установленным специализированным программным обеспечением (например, «ОТБхрегЬ, «УшИрЬопе», «Диалект»).

При проведении спектрального анализа речевых сигналов осуществляют поиск областей увеличения энергии определенных частот (такие области называют формантами и обозначают буквой «Б») при произнесении гласных звуков, которые по своей сути представляют собой «сгустки» энергии речевого сигнала. Усиление амплитуды некоторого числа гармоник тона, производимого голосовыми связками (в процессе фонации), обусловлено резонанса-ми в речевом тракте. Считается, что для характеристики звуков речи достаточно выделения четырех формант: Б1, БГГ, БШ, БГУ, которые нумеруются в порядке возрастания их частоты: самая низкая форманта, ближе всех расположенная к частоте голосового источника, - БГ, за ней - БГГ и т. д. Для разных звуков речи характерны определенные частотные диапазоны формант, значения которых в разной мере характеризуются индивидуальностью.

ВЫВОДЫ

Спектральный анализ речевых сигналов представляет собой инструмент, который позволяет выделять устойчивые идентификационные признаки, характеризующие биометрические параметры речевого тракта говорящего.

МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ СЛЕДОВ КАПЕЛЬ КРОВИ НА СНЕЖНОМ ПОКРОВЕ_

А. С. Куча, Е. Н. Леонова, М. Н. Нагорнов, Ю. Е. Морозов

ФГАОУ ВО Первый МГМУ им. И. М. Сеченова (Сеченовский Университет), Москва В докладе рассматривается роль следовосприни-мающей поверхности в процессе следообразования, в частности влияние плотности снежного покрова на морфологию следов капель крови. Ключевые слова: следы крови, следы капель крови на снежном покрове, следовоспринимающая поверхность, плотность снежного покрова При расследовании преступлений против жизни и здоровья людей довольно часто приходится сталкиваться с изучением следов крови. Установлено, что морфология следов крови определяется рядом физических факторов и условий, среди которых ведущее место занимают свойства следовоспринимающей поверхности. В Средней полосе России 5-6 месяцев улицы покрыты снегом, и любое криминальное происшествие вне помещений с наличием повреждений на теле сопровождаеся присутствием следов крови на снегу.

журнал СУДЕБНАЯ МЕДИЦИНА наука | практика | образование

www.cудебная-медицина.рф • том 4 апрель 2018

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.