倪令格,王華朋,劉元周,張琨瑤,牛瑾琳

(中國(guó)刑事警察學(xué)院公安信息技術(shù)與情報(bào)學(xué)院, 遼寧沈陽(yáng) 110854)

0 引言

使用錄音設(shè)備錄制正在播放的音頻以獲得新數(shù)字音頻資料的過(guò)程，叫做翻錄。翻錄的存在，對(duì)法庭語(yǔ)音證據(jù)真實(shí)性檢驗(yàn)產(chǎn)生一定威脅。隨著科學(xué)技術(shù)及電子設(shè)備的快速發(fā)展和運(yùn)用，人們利用手機(jī)或電腦即可輕易獲得高質(zhì)量的數(shù)字音頻，且對(duì)錄音資料進(jìn)行編輯加工等操作簡(jiǎn)單易行。在音頻篡改拼接中，翻錄通常被用作后處理方法，弱化甚至抹除篡改痕跡，使獲得的偽造音頻聽(tīng)起來(lái)更自然。此外，翻錄可以通過(guò)預(yù)先錄制當(dāng)事人語(yǔ)音進(jìn)行回放來(lái)偽造說(shuō)話(huà)人，擾亂身份認(rèn)證系統(tǒng)，攻擊聲音解鎖功能，文獻(xiàn)中也表明在說(shuō)話(huà)人自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)中翻錄語(yǔ)音的識(shí)別錯(cuò)誤率增加[1]。因此，翻錄語(yǔ)音真實(shí)性檢測(cè)成為法庭取證的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。

Villalba J等人[2]發(fā)現(xiàn)翻錄改變了信號(hào)的頻譜和調(diào)制指數(shù)，這種改變可以被判別分類(lèi)器檢測(cè)到，對(duì)區(qū)分原始音頻和翻錄音頻具有較好的效果。羅達(dá)等人發(fā)現(xiàn)翻錄可以改變音頻的信噪比(SNR)，而且翻錄獲得的音頻頻帶稍微減弱[3]。Chettri B等人[4]通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析表明，部分真實(shí)語(yǔ)音中前幾幀的能量較剩余幀更低，存在離群值(奇異值)，而翻錄語(yǔ)音的各幀之間的能量分布似乎是均勻和平滑的。謝志峰等人通過(guò)使用當(dāng)下發(fā)布的ASVspoof 2017和BATS 2016，比較了梅爾頻率倒譜系數(shù)(MFCCs)、線(xiàn)性倒譜系數(shù)(LFCCs)、翻轉(zhuǎn)梅爾頻率倒譜系數(shù)(IMFCCs)、常數(shù)Q倒譜系數(shù)(CQCCs)和瓶頸特性5個(gè)特征，表明MFCCs及瓶頸特征優(yōu)于其他特征，且通過(guò)增加濾波器和倒譜箱的數(shù)量，可以顯著提高欺騙檢測(cè)系統(tǒng)的性能[5]。但這些都很難通過(guò)譜圖直接觀(guān)察得知，故而很難應(yīng)用于司法語(yǔ)音的真實(shí)性檢驗(yàn)過(guò)程中。

法庭語(yǔ)音的真實(shí)性檢驗(yàn)是一個(gè)系統(tǒng)檢驗(yàn)的過(guò)程，其技術(shù)、方法較為成熟，王華朋[6]研究了常見(jiàn)語(yǔ)音被編輯加工痕跡的檢驗(yàn)方法，劉滿(mǎn)良等人[7]從文件屬性檢驗(yàn)、聽(tīng)覺(jué)檢驗(yàn)和聲學(xué)檢驗(yàn)3個(gè)模塊分析，進(jìn)行語(yǔ)音原始性檢驗(yàn)。翻錄操作會(huì)對(duì)法庭語(yǔ)音證據(jù)的真實(shí)性檢驗(yàn)產(chǎn)生重要影響，但翻錄對(duì)其影響暫未有系統(tǒng)性研究。本文重點(diǎn)從聲譜圖角度分析，關(guān)注噪聲檢驗(yàn)、文件屬性和聽(tīng)覺(jué)檢驗(yàn)、異常圖譜檢驗(yàn)過(guò)程中，翻錄時(shí)噪聲特征、篡改點(diǎn)的改變、頻帶特征和頻響范圍的改變；同時(shí)總結(jié)翻錄后篡改痕跡的變化規(guī)律及其在語(yǔ)音真實(shí)性檢驗(yàn)中的應(yīng)用。

1 原始語(yǔ)音和翻錄語(yǔ)音的產(chǎn)生過(guò)程

原始語(yǔ)音和翻錄語(yǔ)音的產(chǎn)生過(guò)程如圖1所示，本實(shí)驗(yàn)共錄制100段原始語(yǔ)音，語(yǔ)音時(shí)長(zhǎng)2～6 s，包含相對(duì)靜音片段。采樣率為48 kHz的30段，量化精度32 bits；采樣率為16 kHz的70段，量化精度16 bits。

圖1 原始語(yǔ)音和翻錄語(yǔ)音的產(chǎn)生過(guò)程

對(duì)其中20段原始語(yǔ)音(48 kHz)經(jīng)室外、實(shí)驗(yàn)室環(huán)境轉(zhuǎn)錄，研究相同設(shè)備下翻錄操作對(duì)背景噪聲及本底噪聲的影響；對(duì)其他80段語(yǔ)音，進(jìn)行篡改處理(插入、抹除、剪切、不同頻響范圍拼接)，并分別用高低采樣率設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)錄，研究翻錄設(shè)備采樣率不同對(duì)于篡改點(diǎn)聲譜圖的影響，同時(shí)觀(guān)察翻錄操作本身的聲痕跡。

設(shè)備信息具體如下：原始語(yǔ)音及翻錄過(guò)程涉及到的高采樣率(48 kHz)設(shè)備為HUAWEI MATE 10，低采樣率設(shè)備(16 kHz)為Honor Che1- CL10，翻錄時(shí)，播放設(shè)備為手提電腦Lenovo小新Air 14IKBR，播放響度60 dB，錄制設(shè)備距離揚(yáng)聲器40～50 cm。

2 翻錄操作對(duì)法庭語(yǔ)音真實(shí)性檢驗(yàn)的影響

2.1 翻錄對(duì)音頻噪聲的影響

2.1.1 對(duì)聲學(xué)環(huán)境噪聲的影響

音頻資料在翻錄過(guò)程中，必然增加3種噪聲元素，即聲學(xué)環(huán)境(AE)噪聲、播放設(shè)備(PD)噪聲和錄制設(shè)備(RD)噪聲，但后兩者很難區(qū)別開(kāi)來(lái)。故實(shí)驗(yàn)采用相同播放設(shè)備、錄制設(shè)備，控制播放音量、錄制距離相同的情況下，研究聲學(xué)環(huán)境噪聲對(duì)原始音頻影響。

結(jié)果表明，翻錄會(huì)增加原始音頻的背景噪聲，改變音頻信噪比，且室外翻錄語(yǔ)音段信噪比明顯降低，如圖2所示。實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下錄制的語(yǔ)音背景噪聲差距較小，需結(jié)合其他特征進(jìn)行分析識(shí)別，但室外環(huán)境下錄制音頻，不僅增加非語(yǔ)音段的整體噪聲，而且在語(yǔ)音段還會(huì)附加無(wú)規(guī)則噪聲信息，如圖3所示。根據(jù)錄制時(shí)刻的不同，增加的噪聲種類(lèi)、大小也不盡相同。在語(yǔ)音原始性檢驗(yàn)過(guò)程中，著眼于背景噪聲與送檢方聲稱(chēng)錄制環(huán)境的不符，鑒別語(yǔ)音真實(shí)性。

圖2 原始語(yǔ)音及不同環(huán)境下翻錄語(yǔ)音段信噪比

2.1.2 對(duì)本底噪聲的影響

音頻中，背景噪聲和本底噪聲是獨(dú)立的，本底噪聲主要由與麥克風(fēng)相關(guān)的電子元件及編碼傳輸失真產(chǎn)生的噪聲組成[8]。錄音設(shè)備的本底噪聲是設(shè)備本身產(chǎn)生的，是一種在沒(méi)有信號(hào)輸入的情況下也能產(chǎn)生的噪聲。

翻錄過(guò)程中，為保證語(yǔ)音錄制的完整性，往往會(huì)優(yōu)先開(kāi)啟錄制設(shè)備，再回放音頻。分析實(shí)驗(yàn)所得，本底噪聲弱，開(kāi)啟音頻后，本底噪聲突然增強(qiáng)，在聲譜圖上會(huì)表現(xiàn)出播放設(shè)備開(kāi)啟前后本底噪聲的明顯差異，如圖4所示。

圖3 原始音頻與實(shí)驗(yàn)室環(huán)境、室外環(huán)境下 翻錄音頻背景噪聲差異

不同的錄音和回放設(shè)備引入不同的噪聲[9](麥克風(fēng)、揚(yáng)聲器、抖動(dòng)電路、前置放大器、功率放大器、輸入和輸出濾波器、A/D、D/A、取樣保持電路等都會(huì)引入相應(yīng)的噪聲[10]，這些噪聲疊加在翻錄語(yǔ)音上，使得翻錄后的語(yǔ)音與原始語(yǔ)音存在細(xì)微的差異。在語(yǔ)音真實(shí)性檢驗(yàn)過(guò)程中，持續(xù)且規(guī)則噪聲的出現(xiàn)，考慮為音頻翻錄事實(shí)的存在。

2.2 翻錄對(duì)文件屬性、聽(tīng)覺(jué)檢驗(yàn)影響

法庭語(yǔ)音的檢驗(yàn)程序主要包括文件屬性分析、聽(tīng)覺(jué)檢驗(yàn)和聲學(xué)檢驗(yàn)3個(gè)方面，通過(guò)分析比對(duì)原始音頻與翻錄音頻，研究翻錄操作的影響，并檢驗(yàn)分析翻錄語(yǔ)音的真?zhèn)涡浴?/p>

2.2.1 翻錄對(duì)文件屬性檢驗(yàn)的影響

對(duì)數(shù)字音頻進(jìn)行文件屬性檢驗(yàn)，主要包括文件名、創(chuàng)建時(shí)間、修改時(shí)間、音頻時(shí)長(zhǎng)、格式、MD5碼、采樣率及聲道數(shù)目等，此外還能獲得音頻格式信息[11]。

(1)初級(jí)檢驗(yàn)：由于翻錄語(yǔ)音的偽造性，其錄制設(shè)備與原始設(shè)備往往不同，音頻格式信息也會(huì)有所差異，故核實(shí)檢材錄音與其聲稱(chēng)送檢錄音設(shè)備中其他錄音文件屬性的異同，檢材錄音的文件屬性與送檢方聲稱(chēng)的錄制情況是否存在矛盾，辨識(shí)檢材語(yǔ)音的真?zhèn)巍?/p>

(2)文件名隱藏的信息：如文件名為20191201140027.wav的音頻，文件名時(shí)間為“錄制開(kāi)始的時(shí)間，文件名時(shí)間+錄制時(shí)長(zhǎng)=文件修改時(shí)間”。翻錄語(yǔ)音與原始語(yǔ)音錄制時(shí)間必然相違背，根據(jù)音頻錄制時(shí)間的唯一性，發(fā)現(xiàn)檢材音頻文件與送檢方聲稱(chēng)錄制時(shí)間的矛盾，推斷該語(yǔ)音的真實(shí)性。

(3)文件屬性中包括創(chuàng)建時(shí)間、修改時(shí)間、訪(fǎng)問(wèn)時(shí)間等信息，結(jié)合翻錄事實(shí)，根據(jù)各時(shí)間信息的矛盾，推斷此音頻文件的真實(shí)性。

2.2.2 翻錄對(duì)聽(tīng)覺(jué)檢驗(yàn)的影響

考慮到對(duì)音頻進(jìn)行翻錄的主要目的是為了掩蓋篡改事實(shí)，偽造錄制環(huán)境，故針對(duì)翻錄語(yǔ)音的聽(tīng)覺(jué)檢驗(yàn)主要包括仔細(xì)審聽(tīng)、理解語(yǔ)義、異常分析3個(gè)階段。

第一階段，審聽(tīng)送檢語(yǔ)音的整體情況，看交談是有卡頓、不流暢的地方。因翻錄語(yǔ)音常存在錄音環(huán)境與當(dāng)事人聲稱(chēng)的不一致，故關(guān)注細(xì)節(jié)，重點(diǎn)聽(tīng)背景聲音中是否存在突兀聲音的加入，音強(qiáng)高低是否有明顯改變。

第二階段，理解談話(huà)內(nèi)容，了解事情發(fā)生的來(lái)龍去脈與目的?？紤]到篡改操作不僅可以拼接、復(fù)制，也可能改變說(shuō)話(huà)人的音色，而翻錄可以將這些特征固定下來(lái)，故檢驗(yàn)時(shí)辨識(shí)交談?wù)呱矸菔欠裣喾Z(yǔ)義是否連貫，說(shuō)話(huà)人是否存在偽裝現(xiàn)象。

第三階段，因翻錄語(yǔ)音的真?zhèn)涡宰R(shí)別相對(duì)困難，重點(diǎn)分析聽(tīng)覺(jué)中斷或異常的位置，關(guān)注非常見(jiàn)的詞語(yǔ)或語(yǔ)法的表達(dá)，針對(duì)背景聲音不連貫或異常的位置多次進(jìn)行真實(shí)性排查。

2.3 翻錄對(duì)異常圖譜聲學(xué)檢驗(yàn)的影響

聲學(xué)檢驗(yàn)常通過(guò)分析頻譜圖或聲譜圖的表現(xiàn)，以發(fā)現(xiàn)音頻編輯加工出現(xiàn)的痕跡，對(duì)不同篡改操作及翻錄音頻進(jìn)行聲學(xué)檢驗(yàn)，并給出翻錄對(duì)篡改痕跡的影響。

2.3.1 翻錄對(duì)插入拼接痕跡的影響

插入拼接痕跡是指向一段音頻內(nèi)插入來(lái)自語(yǔ)音文件或其他語(yǔ)音文件的語(yǔ)音片段，以求更改語(yǔ)音表達(dá)的意思，達(dá)到混淆視聽(tīng)的目的[12]。語(yǔ)音證據(jù)的提供方往經(jīng)常采取插入拼接的方式，加入自身有利的信息以更改原始語(yǔ)義，試圖掩蓋事實(shí)真相。

由于錄音設(shè)備的不同或錄制環(huán)境的差異，在圖譜上可見(jiàn)本底噪聲和背景噪聲的不同，表現(xiàn)為噪聲的大小和分布差異，在拼接處存在明顯整齊的邊緣(復(fù)制或剪切痕跡處也會(huì)表現(xiàn)出明顯的邊界)，在聽(tīng)覺(jué)感知上可以通過(guò)背景噪聲的突然變化加以區(qū)分[13]。

如圖5所示，將文本為“電話(huà)號(hào)碼”的語(yǔ)音插入拼接至采樣率為16 kHz的原始音頻中。根據(jù)本底噪聲周邊檢驗(yàn)法，可見(jiàn)其開(kāi)始、結(jié)束及上方出現(xiàn)整齊的邊緣分割痕跡。經(jīng)過(guò)低采樣率(16 kHz)的設(shè)備翻錄后，結(jié)束位置的邊界變得模糊，變化程度較輕；經(jīng)過(guò)高采樣率(48 kHz)的錄音設(shè)備翻錄后，8 kHz以上位置出現(xiàn)本底噪聲，同時(shí)插入拼接處痕跡幾乎被全部掩蓋，高于原采樣率一半的頻率區(qū)域能量為0。

圖4 播放設(shè)備開(kāi)啟時(shí)本底噪聲痕跡

2.3.2 翻錄對(duì)抹除(靜音)類(lèi)痕跡的影響

抹除類(lèi)痕跡是指語(yǔ)音證據(jù)的提供方抹除語(yǔ)音中對(duì)己方不利的語(yǔ)音片段或字詞，而把對(duì)己方有利的部分留下[12]。此類(lèi)痕跡經(jīng)常出現(xiàn)在視頻證據(jù)中，因不能對(duì)音頻直接刪除，否則將導(dǎo)致刪除后音頻錯(cuò)位，而采取靜音操作。

靜音痕跡在波形圖上表現(xiàn)為沒(méi)有任何的振動(dòng)信號(hào)，即使對(duì)波形進(jìn)行放大，聲波的采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)亦幾乎為零。在聲譜圖中會(huì)表現(xiàn)出現(xiàn)間斷現(xiàn)象，使用不同的軟件觀(guān)察可見(jiàn)白色或黑色的空白區(qū)域，沒(méi)有任何的頻率的能量存在，即使在相對(duì)靜音段進(jìn)行抹除，在圖譜中亦能表現(xiàn)出明顯的分界線(xiàn)。

如圖6所示，此處被抹除的語(yǔ)音文本為“我欠你”。經(jīng)低采樣設(shè)備翻錄后，該靜音痕跡被部分抹除，但在靜音段兩側(cè)出現(xiàn)微弱的能量條，解釋為播放設(shè)備在遇到靜音段時(shí)頻率的改變而產(chǎn)生的播放痕跡。在高采樣率設(shè)備翻錄后，靜音痕跡被完全抹除。

圖5 插入拼接痕跡及低、高采樣設(shè)備翻錄聲譜圖

語(yǔ)音真實(shí)性檢驗(yàn)過(guò)程中，當(dāng)靜音類(lèi)痕跡被翻錄時(shí)，人工檢驗(yàn)時(shí)不能通過(guò)聲譜圖發(fā)現(xiàn)其抹除痕跡，但在聽(tīng)覺(jué)感知上可能會(huì)出現(xiàn)上下文邏輯混亂，說(shuō)話(huà)內(nèi)容突兀，與正常交流的內(nèi)容相差甚遠(yuǎn)，出現(xiàn)非正常的聽(tīng)覺(jué)中斷或異常的情況。

2.3.3 翻錄對(duì)剪切/刪除類(lèi)痕跡的影響

剪切/刪除類(lèi)痕跡是指證據(jù)提供方為了自身需求，剪切或刪除掉對(duì)自己不利的錄音片段，而形成的編輯后痕跡，一般表現(xiàn)為聽(tīng)覺(jué)異?；虮镜自肼暡町惔?，聲譜圖中剪切痕跡兩側(cè)分界明顯等。

根據(jù)漢語(yǔ)語(yǔ)法規(guī)則可知，兩個(gè)聲母不能連續(xù)出現(xiàn)，而一般剪輯操作者不會(huì)特別注意此問(wèn)題，給我們?cè)跈z驗(yàn)其真實(shí)性方面提供了便利。如圖7所示，聲譜圖中為/sh/和/ch/兩個(gè)聲母相連的遺留痕跡，經(jīng)低采樣設(shè)備、經(jīng)高采樣設(shè)備翻錄后，編輯痕跡被抹除，但/sh/和/ch/兩個(gè)聲母相連的事實(shí)不會(huì)改變，仍然存在聽(tīng)覺(jué)異常。而且，翻錄后擦音部分出現(xiàn)共振峰，但未見(jiàn)第一共振峰，此共振峰的出現(xiàn)與播放設(shè)備有關(guān)。

圖6 靜音痕跡及低、高采樣設(shè)備翻錄后聲譜圖

同時(shí)，在聲譜圖中，只有塞音(如b，p，d，t等)和塞擦音(如z，q等)前因氣流突然爆破才會(huì)出現(xiàn)沖直條，其他的音節(jié)都是一個(gè)逐漸增強(qiáng)又減弱的一個(gè)過(guò)程。

2.3.4 翻錄對(duì)頻響范圍改變痕跡的影響

語(yǔ)音在篡改過(guò)程中，由于錄制設(shè)備的不同，可能出現(xiàn)音頻采樣率的不同，低采樣率設(shè)備與高采樣率設(shè)備錄制的音頻拼接后，聲譜圖上會(huì)表現(xiàn)為音頻的頻響范圍明顯不同。高采樣率設(shè)備錄制低采樣率語(yǔ)音時(shí)，可見(jiàn)翻錄語(yǔ)音中高頻部分出現(xiàn)明顯的能量缺失現(xiàn)象；低采樣率設(shè)備錄制高采樣率語(yǔ)音時(shí)，相當(dāng)于對(duì)原始語(yǔ)音進(jìn)行降采樣，部分翻錄語(yǔ)音的本底噪聲上邊緣整齊，與一般真實(shí)性語(yǔ)音不符。

如圖8所示，原始語(yǔ)音文件為低采樣率，而被加入高采樣率的一段音頻，這不僅使數(shù)字音頻資料的整體采樣率發(fā)生改變，而且可以清晰觀(guān)察到聲譜圖中插入音頻處的頻響范圍明顯大于其兩側(cè)的頻響范圍，因此判斷為篡改痕跡。使用低采樣率對(duì)該篡改痕跡進(jìn)行翻錄時(shí)，由于采樣率的限制，完全抹除頻響范圍差異的痕跡，表現(xiàn)為前后語(yǔ)音相同頻響范圍；使用高采樣率設(shè)備對(duì)篡改音頻進(jìn)行翻錄，則可重現(xiàn)編輯痕跡，從而發(fā)現(xiàn)修改事實(shí)，識(shí)別數(shù)字音頻的非真實(shí)性。無(wú)論圖譜表現(xiàn)與否，在聽(tīng)覺(jué)感知上，翻錄語(yǔ)音中經(jīng)過(guò)修改處的語(yǔ)音明顯增強(qiáng)，由此可以作為辨別其真?zhèn)涡缘囊罁?jù)。

圖7 剪切痕跡及低、高采樣設(shè)備翻錄后圖譜表現(xiàn)

2.4 音頻翻錄操作聲痕跡特征

音頻在翻錄過(guò)程中，不僅會(huì)出現(xiàn)平滑甚至抹除篡改痕跡，而且其操作本身會(huì)留下一定的聲痕跡，根據(jù)觀(guān)察比對(duì)原始語(yǔ)音與翻錄語(yǔ)音，結(jié)合操作事實(shí)得出以下兩方面固有特征。

2.4.1 音頻翻錄頻帶能量特征

頻帶是指無(wú)線(xiàn)電頻譜上位于兩個(gè)特定的頻率界限之間的部分。根據(jù)實(shí)驗(yàn)觀(guān)察聲譜圖發(fā)現(xiàn)，翻錄操作能夠改變某頻帶范圍內(nèi)能量的強(qiáng)弱，將其解釋為播放設(shè)備與錄制設(shè)備的相互干擾，使翻錄后音頻聲譜圖中表現(xiàn)出類(lèi)似于“帶阻濾波器”的效果，從而減弱該頻帶范圍的能量。該實(shí)驗(yàn)中使用的低采樣設(shè)備翻錄音頻聲譜圖顯示，降低了頻帶為3 kHz左右的能量，而高采樣設(shè)備降低了頻帶6 kHz左右及4 kHz左右的能量，如圖9所示，白色區(qū)域內(nèi)深色條帶。不同設(shè)備翻錄后頻帶減弱范圍不同，且能量降低的程度存在差異，但該特征相對(duì)穩(wěn)定且易于觀(guān)察。當(dāng)聲譜圖中出現(xiàn)某固定頻帶范圍內(nèi)能量減弱，應(yīng)考慮為音頻被篡改或經(jīng)翻錄形成的可疑點(diǎn)。

圖8 不同采樣率音頻拼接痕跡表現(xiàn)及不同設(shè)備翻錄后聲譜圖

2.4.2 翻錄操作動(dòng)作痕跡特征

語(yǔ)音的翻錄可以對(duì)多個(gè)音頻起到拼接作用，斷章取義得到目標(biāo)音頻，最常使用暫停、繼續(xù)等按鍵操作。若在錄音過(guò)程中有暫停行為，說(shuō)明得到的數(shù)字音頻不具備真實(shí)性，也表明出現(xiàn)暫停按鍵動(dòng)作會(huì)遺留下暫停按鍵聲音痕跡[14]。

實(shí)驗(yàn)研究證明，手指在觸摸到手機(jī)屏幕使其暫停的時(shí)刻，時(shí)域波形圖上出現(xiàn)單條豎線(xiàn)狀短時(shí)刻振幅，操作后因設(shè)備反應(yīng)延遲音頻仍在錄制，直至真正暫停。再次開(kāi)始時(shí)，按鍵操作痕跡沒(méi)有圖譜痕跡顯示，但開(kāi)始時(shí)音頻錄制會(huì)出現(xiàn)延遲現(xiàn)象，能量圖譜中對(duì)應(yīng)區(qū)域出現(xiàn)空白，如圖10所示。

圖9 不同設(shè)備翻錄后音頻頻帶能量改變

圖10 暫停、繼續(xù)痕跡

同一臺(tái)設(shè)備錄制后留下的暫停痕跡不盡相同，這與每次按鍵的快慢、力量大小的不同、按鍵的機(jī)械結(jié)構(gòu)相關(guān)[12]。使用不同設(shè)備、不同觸摸方式，圖譜表現(xiàn)也相差甚遠(yuǎn)。

3 翻錄痕跡特征分析及其在語(yǔ)音真實(shí)性檢驗(yàn)中的應(yīng)用

根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，將文中提及的相關(guān)痕跡特征的語(yǔ)音段進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并得到表1。

表1 實(shí)驗(yàn)中相關(guān)痕跡統(tǒng)計(jì)信息

可見(jiàn)，本底噪聲改變痕跡、篡改后翻錄語(yǔ)音頻響范圍改變痕跡的出現(xiàn)是穩(wěn)定的，能作為識(shí)別翻錄的重要依據(jù)；而不規(guī)則噪聲、頻帶能量減弱及翻錄動(dòng)作留痕的出現(xiàn)存在偶然性，其中頻帶能量特征痕跡特征出現(xiàn)率高，若在檢驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)異常，可作為語(yǔ)音真實(shí)性檢驗(yàn)的參考因素。

在常規(guī)法庭語(yǔ)音真實(shí)性檢驗(yàn)的基礎(chǔ)上，出現(xiàn)聲譜圖中出現(xiàn)以下特征，則考慮為篡改后的翻錄語(yǔ)音：

(1)當(dāng)音頻中出現(xiàn)本底噪聲明顯差異，應(yīng)考慮為翻錄操作中音頻播放的起始位置。

(2)當(dāng)音頻表現(xiàn)出背景噪聲差異，可觀(guān)察到異常語(yǔ)音段聲譜圖分界明顯而有別于常規(guī)插入拼接痕跡，尤其是出現(xiàn)整齊的上邊緣，應(yīng)考慮為插入拼接篡改后的翻錄語(yǔ)音。

(3)當(dāng)錄音文件中出現(xiàn)相對(duì)靜音段或前后文語(yǔ)義不連貫，但圖譜表現(xiàn)中仍存在連貫的本底噪聲，應(yīng)考慮為抹除篡改后的翻錄語(yǔ)音。

(4)當(dāng)聲譜圖中出現(xiàn)某固定頻帶范圍內(nèi)能量減弱或增強(qiáng)，應(yīng)考慮為音頻被篡改或經(jīng)翻錄形成。

(5)根據(jù)聲譜圖及漢語(yǔ)規(guī)則，當(dāng)錄音文件中出現(xiàn)元音的譜圖呈現(xiàn)無(wú)規(guī)律變化或具有塞音、塞擦音、擦音遺留痕跡，且聲譜圖中過(guò)渡平滑，應(yīng)考慮為剪切/刪除篡改后的翻錄語(yǔ)音。

(6)當(dāng)圖譜中出現(xiàn)明顯頻響范圍不同，主要使用比對(duì)法是在相似語(yǔ)音環(huán)境下使用原始錄音設(shè)備錄制一個(gè)語(yǔ)音樣本，對(duì)比兩者頻響范圍[7]。若二者差異明顯，則考慮為篡改痕跡。

4 結(jié)論

為打擊不法分子利用翻錄語(yǔ)音進(jìn)行違法犯罪、斷章取義偽造音頻，利用翻錄操作平滑甚至抹除音頻篡改痕跡的現(xiàn)象，通過(guò)分析對(duì)比原始、篡改語(yǔ)音及200段翻錄語(yǔ)音數(shù)據(jù)，研究了翻錄特征及其對(duì)文件屬性檢驗(yàn)、聽(tīng)覺(jué)檢驗(yàn)及篡改點(diǎn)痕跡的影響，并對(duì)翻錄后的篡改痕跡改變規(guī)律進(jìn)行了總結(jié)。結(jié)果表明，翻錄過(guò)程存在其固有特征，即翻錄過(guò)程使原始音頻中固定頻帶范圍的能量減弱，動(dòng)作聲痕跡遺留，背景噪聲及本底噪聲增加；翻錄操作在包含文件屬性檢驗(yàn)、聽(tīng)覺(jué)檢驗(yàn)和異常圖譜聲學(xué)檢驗(yàn)的整個(gè)語(yǔ)音真實(shí)性檢驗(yàn)過(guò)程中都產(chǎn)生作用及影響，且高采樣率設(shè)備翻錄后的平滑效果更明顯。研究翻錄對(duì)法庭語(yǔ)音真實(shí)性檢驗(yàn)的影響，不僅完善了司法語(yǔ)音的內(nèi)容檢驗(yàn)范疇，而且能夠?qū)τ谥浦咕W(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)的不實(shí)語(yǔ)音惡意攻擊具有借鑒意義，從而打擊犯罪、維護(hù)社會(huì)公共安全，同時(shí)保證自動(dòng)說(shuō)話(huà)人識(shí)別系統(tǒng)中身份驗(yàn)證、信息檢索的準(zhǔn)確率。未來(lái)，針對(duì)翻錄語(yǔ)音進(jìn)行真實(shí)性檢驗(yàn)會(huì)朝著更加智能化的方向發(fā)展。