[发明专利]一种基于语音和雷达双传感器的测谎方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于语音和雷达双传感器的测谎方法及系统。本发明首先利用麦克风和雷达同步采集语音信号和雷达信号；其次分别对语音信号和雷达信号进行预处理；之后根据说谎时的心理、生理特点，分别提取语音特征集、呼吸特征集和心跳特征集；接着利用特征融合技术对三种特征集进行融合；最后用机器学习分类器来实现对谎言的检测识别。本发明可以有效结合两种非接触传感器的优点并互补，性能可靠，可以准确地检测谎言。本发明不但不会给被测者带来不适感，并且能够消除语音的局限性，有效提高了测谎准确率，可靠性高，适用性广。

技术领域

本发明属于测谎领域，特别涉及一种基于语音和雷达双传感器的测谎方法及系统。

背景技术

说谎是人类在一定的场景下，通过自身的虚假的描述来隐瞒事情的真相、使对方信服的一种特殊行为。测谎技术是心理学、生理学、语言学、认知学科、统计学、传感器技术、模式识别、刑侦学等多种学科交叉融合的一项重要技术，对于认识了解人类的行为特点，特别是是辅助刑侦司法案件有着重要的意义。而人类本身对于谎言的判断基本上是凭借主观的随机猜测，准确率很低，因此需要科学的、可靠的系统以及方法来指导人类检测谎言。

以往对于谎言的检测主要借助于多道生理仪来检测说谎过程中的生理参数与正常情况下的异常，这种方法具有一定的可靠性，因为人类在说谎过程中的确会不自主地发生一些生理反应，比如心跳加快、呼吸受到抑制等。但这种方法要求被试者身上穿戴多种传感器，会对受试者造成不适，甚至会带来很大的压迫感，会给测量结果造成影响。当前国内对于谎言检测主要借助于语音分析，从语音或者语义的角度分析谎言的语音或语义特点。这种方法虽然说可以做到非接触式的测量，但也存在着很大的局限性，因为每个人的说话习惯、表达内容有着极大的差异性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可靠性强、适用性广的基于语音和雷达双传感器的测谎方法及系统，可以实现非接触式地获取语音信号、呼吸信号和心跳信号，融合三种信号来对谎言进行检测。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于语音和雷达双传感器的测谎方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，利用麦克风和连续波雷达同步采集语音信号和雷达信号；

步骤2，对步骤1采集的语音信号进行降噪、声音事件检测、预加重预处理；

步骤3，针对步骤2得到的预处理后的语音信号，提取基频、发声概率、短时过零率、帧均方根能量、梅尔倒谱系数特征，并对这5种特征运用最大值、最小值、均值、标准差、偏度、峰度6种统计参数，得到语音特征集X；

步骤4，对步骤1采集的雷达信号进行解调、滤波，得到呼吸信号和心跳信号；

步骤5，分别对步骤4得到的呼吸信号和心跳信号进行时域、频域和非线性特征提取，得到呼吸特征集R和心跳特征集H；

步骤6，将步骤5得到的呼吸特征集R和心跳特征集H进行融合，得到生理特征集Y，之后对生理特征集Y和步骤3得到的语音特征集X进行特征融合，得到融合特征集Z；

步骤7，利用步骤6得到的融合特征集Z训练分类器，对语音样本进行测谎分类。

进一步地，步骤2中所述对步骤1采集的语音信号进行降噪，具体过程包括：

步骤2-1，针对分贝超过预设阈值的噪声即主要噪声，录制其噪声样本；

步骤2-2，对于步骤2-1得到的噪声样本，运用SOX音频处理程序生成噪声样本配置文件，并根据噪声样本配置文件对语音信号进行一次降噪，去除主要噪声；

步骤2-3，对步骤2-2得到的一次降噪后的语音信号，利用改进谱减法进行二次降噪，去除噪声样本外的其他类型噪声，得到纯净的语音信号。