建议两湖创新区着力挖掘声纹产业开发潜能

建议两湖创新区着力挖掘声纹产业开发潜能

安  文

声纹(Voiceprint)，是用电声学仪器显示的携带声音信息的声波频谱。世界上没有两片同样树叶，亦无两种同样声纹，因为每个人语音的音高、音强、音长、音色等四要素具有九十余种不同特征。如发声器官，包括声带、软颚、舌头、牙齿、唇等发声控制器官，咽腔、口腔、鼻腔等发声共鸣器官，都存在大小、形态及功能等微小差异，导致发声气流改变，造成音质、音色差别。此外，人发声习惯由于快慢，力度大小等也造成音强、音长差别。这些特征表现了声音的不同波长、频率、强度、节奏。语图仪可把声波变化转换成电讯号强度、波长、频率、节奏变化，仪器又把这些变化绘制成波谱图形，成为因人而异的声纹图，同指纹一样具有身份识别作用。现代科研实验证明，声纹不仅具有特定性，且相对稳定，讲话者无论如何惟妙惟肖模仿他人声音和语气，但电声学仪器显示的声纹差异明显。

     春秋时期，常州人季子是全球最早、举世闻名的“观乐辨声”大师，吴国孙子在《孙子兵法》将“辨声”作为军事侦察重要手段，虽都是仅凭听觉分辨能力进行经验判断，但说明常州人祖先早已知道声纹的特定和稳定这两个基本特征。基于电声学仪器的现代声纹科学研究始于二战后期贝尔实验室研究发明的“音响光谱图象显示器”。上世纪五、六十年代，美国绑票、电话恐吓案骤增，为侦讯需要，贝尔实验室又对123名健康美国人的“I、you、it（我、你、是）等词语的2.5万个声纹图进行了5万多项鉴定分析，个人识别准确率达到了97- 99·65%，从而开始培训警官推广应用。七十年代，日本、西德等都相继开展声纹鉴定技术；1981年美国成立了“国际声纹鉴定学会”，促使声纹鉴定成为世界公认的人身识别科学方法。随着科技进步，声纹鉴定手段日益先进，国际声纹鉴定形成了电子计算机自动识别系统和人工识别系统，已被越来越多的国家作为辨认犯罪嫌疑人的重要手段。1988年，中国刑警学院率先成立全国第一个声纹鉴定实验室，引进美国KAY 公司7800型语图仪进行实验研究；1990年公安部二所引进美国KAY公司5500型语图仪，两家均已应用于办案，取得了很好成效。目前南京、上海科研机构已同有关部门合作进行声纹鉴定研究与应用，深圳开始有专业公司提供声纹鉴定软件和服务，但基本局限于公安司法刑侦领域，离市场化大范围应用和产业化生产，以及产学研协同研发尚有相当差距。

那么，声纹能否像指纹和人像识别那样实现产业化，得到市场化多领域大范围应用呢？回答是肯定的、必然的。首先，从可靠性或是否靠谱看，目前刑侦语图仪已可制作宽带声纹、窄带声纹、振幅声纹、等高线声纹、时间波谱声纹、宽带断面声纹、窄带断面声纹八种声纹图，其中前二种显示语声的频率与强度随时间推移的变化特征；中间三种显示语音强度或声压随时间变化的特征；断面声纹只显示某一时间点上声波强度和频率特征的声纹图。最常用的是宽带声纹图。它是用带宽为300HZ的带通滤波器分析出来的声纹。声纹图的横坐标为时间，纵坐标为频率，浓淡表示音强。每字的声纹前部（乱纹）是清辅音的频谱，后部是元音频谱；元音频谱中由加强的纵线条构成的水平方向的黑带为共振峰。共振峰的数量、走向及其频率是分析的重要特征，对声纹比对分析具有重要价值。

其次，在声纹应用容量或资料存储技术上，已发展为激光光盘存储，一张光盘可储存数百万人声纹。它先以激光源扫描待储声纹图谱，获得傅立叶光谱；再通过电脑把光谱记录声纹特征转换成数据；然后通过电脑控制的激光针将待储声纹特征的数据存入光盘纹线；需检索时，用激光针通过电脑系统输出光盘中的信号，即可进行声纹比较。

第三、常州两湖创新区开发声纹产业的潜能，一是基础研究，原河海大学常州校区、现河海大学金坛校区声学实验室朱昌平教授团队十几年来进行了许多卓有成效的深入研究，有的成果已应用于军事领域，这是很多大城市过去没有、现在一时半刻拿不到的基础和应用研究的宝贵积淀，值得常州珍惜和充分利用。二是同样得天独厚的是，目前国内声学产业化的龙头企业就在两湖创新区，就在声纹科研基地附近，即瑞声声学科技（常州）有限公司，它是在香港上市的AAC 集团常州分公司之一。AAC是全球著名电声器件制造商之一，目前主要生产手机微型喇叭、受话器、微型马达、耳机等电声产品，是NOKIA、三星、摩托罗拉、OPPO、索爱、NEC、苹果、BENQ、Dell等大型知名跨国公司的合作伙伴。瑞声声学实力雄厚，是中国电子元件百强企业，常州最大的科技型企业之一，不仅研发和生产声纹产品能力绰绰有余，而且还方便与声纹科研基地对接，足以吸引配套企业形成大规模的供应链和价值链产业园。

第四、常州两湖创新区开发声纹产业的可行性，在于声纹产业几乎无限的市场应用前景。例如，现在运用指纹和人像识别的场合，如门禁、机动车驾驶等，都可被更便利、精确和低成本的声纹技术替代；对动物个体以声纹识别，如野外红外监测仪配置声纹软件，效率和准确性几十倍于肉眼。更重要的是，现在的新冠等呼吸道传染病测温等方法，完全可能被声纹比较分析取代。因为呼吸道传染病必然导致发声器官异常，包括声带、软颚、舌头、牙齿、唇等发声控制器官，咽腔、口腔、鼻腔等发声共鸣器官，都会出现病变，导致发声气流改变，造成音质、音色差别，可通过声纹图显示，只要在全民普查时录制并存储每个人的声纹初始图谱，今后只需对受检者进行声纹比对，瞬间便可得知呼吸道有无疾病，甚至无症状感染（其实发声器官已有轻微异常）者亦无漏网可能。声纹检测医学和防疫应用，比传统方法安全、快捷、便利、经济，肯定将形成万亿级大市场，为两湖创新区声纹产业发展提供了巨大空间。

常州两湖创新区未来支柱产业，只有或best（最大），或 only one（唯一）两种选择，最大风险是因为看见所以相信，人云亦云、跟风炒作、不大不小、中不溜球、毫无特色，而由only one起步，逐步向人有我强的best发展，是因为相信所以看见的安全系数较高的路径。声纹产业就是一种通过努力将可能性和可行性转化为现实性的较优选择，常州已经具备天时地利人和显著优势，现在就看我们有无高瞻远瞩的慧眼和敢为人先的胆识了。