帶有語音測謊功能的心理測試儀的製作方法

2023-10-06 01:36:44

專利名稱：帶有語音測謊功能的心理測試儀的製作方法
技術領域：
帶有語音測謊功能的心理測試儀
技術領域：
本實用新型涉及心理測試儀領域，特別是一種通過檢測受試者語音獲得心理狀況
的心理測試儀。背景技術：
心理測試儀又稱測謊儀(Polygr即h)，是一種記錄多項生理反應的儀器，在犯罪調 查中可用於協助偵訊，以獲得受詢問者的心理狀況，從而判斷其是否涉及刑案。其原理建立 在人在說謊時生理上會發生一系列不能自控的變化，包括一些難以用肉眼觀察到的生理狀 況，例如呼吸速率和血容量異常、脈搏加快、血壓升高、血輸出量增加及成分變化、皮下汗腺 分泌增加、瞳孔放大、胃收縮和/或肌肉緊張等。 現代測謊儀通常由傳感器、主機和微機組成。其中，傳感器與人的體表連接，用於
採集人體生理參量的變化信息；主機是電子部件，將傳感器所採集的模擬信號經過處理轉
換成數位訊號；微機將輸入的數位訊號進行存儲、分析、顯示，獲得測謊結果。 例如中國發明專利申請03105210. x公開的一種具有音、視頻採集功能的多參量
心理測試儀，它由多道生理傳感器、測試主機、計算機、印表機測謊分析軟體組成，其中測試
儀中增加了視頻輸入裝置和音頻輸入裝置，所述傳感器為呼吸傳感器、皮電傳感器、脈搏傳
感器、動作傳感器或血壓傳感器。 又例如中國發明專利申請200510027947. 2公開的一種現代多媒體互動式心理測 試及調節裝置，它包括一對擊拍傳感傳入器、麥克風、人體紅外探測器、定時開關電源、PLC 可編程控制器、多媒體播放器、無線遙控器、大屏幕液晶顯示器；所述一對擊拍傳感傳入器、 麥克風、人體紅外探側器、定時開關電源、PLC可編程控制器、無線遙控器安裝在一個工作檯 面上，一對擊拍傳感傳入器中的壓力傳感器和麥克風與PLC可編程控制器的信號輸入口連 接；人體紅外探側器接定時開關電源的控制端，定時開關電源的輸出端接PLC可編程控制 器的電源接口 ；PLC可編程控制器的輸出控制口與無線遙控器電連接，控制無線遙控器的 發射；無線遙控器遙控多媒體播放器播放不同的視頻和音頻信號，多媒體播放器與大屏幕 液晶顯示器信號連接，大屏幕液晶顯示器可固定在工作檯面的後面。 然而申請人發現，人說謊時語音也會發生細微變化，這種變化同樣是人難以自控 的。通過探測人說謊時的語音活動變化也應當能夠用於測謊。而現有技術中並沒有發現有 效而結構簡單的通過檢測語音實現測謊的設備。

發明內容[要解決的技術問題] 本實用新型的目的是解決現有技術的缺陷，提供一種能夠通過檢測受試者語音數 據獲得測謊結果的心理測試儀。[技術方案] 為了實現上述目的，本實用新型供一種帶有語音檢測功能的心理測試儀，包括殼
3體和設置在所述殼體內部的放大濾波電路5、 AD採樣電路6和單片機主控電路7，其中，所 述心理測試儀還包括設置在殼體外部的麥克風1和設置在所述殼體內部的對音頻信號作 前置放大的語音前置放大電路2、用於提取測謊有效信號的檢波電路3以及用於使前後級 阻抗相匹配的阻抗匹配電路4，其中所述麥克風1、語音前置放大電路2、檢波電路3、阻抗匹 配電路4、放大濾波電路5、 AD採樣電路6、單片機主控電路7依次相連，所述單片機主控電 路7包括微控制器和標準的數據輸出端。 語音檢測手段及原理均為本領域現有常規技術，在信號處理、信號原理等領域的 教科書中多有記載，在此不做贅述。 對於語音檢測手段，一種優選的技術方案是採用高保真麥克風，例如採用韓國現 代公司銷售的HY-M6型高保真麥克風。使用時，將麥克風佩戴在受試者衣領附近，用於獲得
音頻信號。 在本實用新型的心理測試儀，優選地所述語音前置放大電路2是由高通濾波器和
同相放大電路連接構成的，它能夠對採集到的音頻信號進行前置放大。 優選地，所述檢波電路3是二極體檢波電路。 在本實用新型範圍內，所述語音阻抗匹配電路4是電壓跟隨器電路。它優選地由 集成運輸放大器構成，例如選用0PA2277或LM6062型集成運放構成。集成運輸放大器的正 輸入端與前級的檢波電路3相連，其負輸入端與輸出端相連，又與後級的放大濾波電路5相 連。這樣，將語音阻抗匹配電路4設置在檢波電路3與放大濾波電路5之間，能夠起到使檢 波電路3輸出與後級放大器的阻抗匹配的作用。 根據本實用新型的一種優選地具體實施方式
，所述放大濾波電路5是二階有源濾 波電路。它能有效將語音信號進行放大和濾波，以供AD採樣線路6採集。 根據本實用新型的一種優選地具體實施方式
，所述AD採樣晶片6通過串行總線與 單片機主控電路7的微控制器的引腳相連。 優選地，所述標準的數據輸出端是能夠與PC進行數據交換的埠 ，例如USB埠 、 乙太網埠 、藍牙埠等，用於連接單片機微控制器和PC主機的數據傳輸埠 ，實現心理 測試儀與PC主機之間的通訊。 在本實用新型中，單片機主控電路7採用由單片機組成的主控電路，優選地採用
C8051系列單片機，它能過對本實用新型的心理測試儀中的各電路進行控制，收集最終獲得
的數據並轉換成上位機(PC)可識別的數據，傳輸到PC，供進一步處理或判斷。 在本實用新型範圍中，術語"上位機"包括通用計算機和安裝在所述計算機中的必
要軟體。上位機能夠實現的功能包括接收來自心理測試儀的輸出信號，將這些輸出信號以
曲線或圖表形式顯示在顯示設備中，供工作人員評價被測人的心理狀態。所述上位機和相
關軟體均為現有技術，是本領域技術人員能夠不付出創造性勞動而實現的。在本實用新型
中不再贅述。[有益效果] 本實用新型實現了一種通過檢測受試者語音數據獲得測謊結果的心理測試儀。在 傳統心理測試儀上添加語音通道，能夠更準確的檢測被試者的心理變化，同時簡化了心理 測試的手段。 本實用新型結構簡單，成品體積小、輕便易攜，使用方便，製造成本較低，廣泛適用多種行業。說明書附圖



圖1為本實用新型的模塊圖； 其中，1、語音傳感器；2、語音前置放大電路；3、檢波電路；4、阻抗匹配電路；5、大 濾波電路；6、AD採樣電路；7、單片機主控電路。
具體實施方式
通過下面給出的本實用新型具體實施例可以進一步清楚地理解本實用新型，但這 些實施例不是對保護範圍的限制。 HY-M6型麥克風通過音頻線與殼體連接後，音頻信號經過高通濾波器和同相放大 電路構成的語音前置放大器電路2進行前置處理，再接入二極體檢波電路，從檢波電路輸
出的信號接入電壓跟隨器，所述電壓跟隨器是通過集成運算放大器構成的。從射隨器輸出 端輸出阻抗匹配的信號，接入由二階有源濾波電路構成放大濾波電路5，經放大和濾波後輸 入到AD採樣線路6。 AD採樣線路6再連接到單片機主控電路7。主控電路選用C8051F340晶片，該主 控電路7設有USB埠 ，能夠和PC連接通訊。 使用時，將麥克風戴在受試者頭部。人在精神緊張時語音信號中存在頻率調製和 幅度調製，語音壓力增強等現象。帶有語音測謊功能的測試系統通過對被測人施加一定剌 激(如視覺、聽覺等)，從麥克風設備採集到的語音信號中，提取語音特徵值的變化進行分 析，計算機屏幕顯示語音壓力曲線，從而對被試者的心理狀態做出評判。在分析階段，計算 機以直方圖的方式顯示被測人在各題目上所對應的語音壓力，並以數據圖表的方式列出各 題的特徵值。除了語音圖譜波形顯示信號中的某些特徵值的變化以外，本系統還通過LED 發光二極體來顯示被測人的語音壓力，LED發光管按順序排列，不同的顏色表示了被測人的 緊張程度。
權利要求一種帶有語音檢測功能的心理測試儀，包括殼體和設置在所述殼體內部的放大濾波電路(5)、AD採樣電路(6)和單片機主控電路(7)，其特徵在於所述心理測試儀還包括設置在殼體外部的麥克風(1)和設置在所述殼體內部的對音頻信號作前置放大的語音前置放大電路(2)、用於提取有效信號的檢波電路(3)以及用於使前後級阻抗相匹配的阻抗匹配電路(4)，其中所述麥克風(1)、語音前置放大電路(2)、檢波電路(3)、阻抗匹配電路(4)、放大濾波電路(5)、AD採樣電路(6)、單片機主控電路(7)依次相連，所述單片機主控電路(7)包括微控制器和標準的數據輸出端。
2. 根據權利要求1所述的帶有語音檢測功能的心理測試儀，其特徵在於所述麥克風 (1)是高保真麥克風。
3. 根據權利要求1所述的帶有語音檢測功能的心理測試儀，其特徵在於所述語音前置 放大電路(2)是由高通濾波器和同相放大電路連接構成的。
4. 根據權利要求1所述的帶有語音檢測功能的心理測試儀，其特徵在於所述檢波電路 (3)是二極體檢波電路。
5. 根據權利要求1所述的帶有語音檢測功能的心理測試儀，其特徵在於所述語音阻抗 匹配電路(4)是電壓跟隨器電路。
6. 根據權利要求1所述的帶有語音檢測功能的心理測試儀，其特徵在於所述放大濾波 電路(5)是二階有源濾波電路。
7. 根據權利要求1所述的帶有語音檢測功能的心理測試儀，其特徵在於所述微控制器 是C8051系列單片機。
8. 根據權利要求1所述的帶有語音檢測功能的心理測試儀，其特徵在於所述標準的數 據輸出端是USB埠。
專利摘要本實用新型涉及一種帶有語音檢測功能的心理測試儀，包括殼體和設置在所述殼體內部放大濾波電路、AD採樣電路和單片機主控電路，其中，所述心理測試儀還包括設置在殼體外部的麥克風和設置在所述殼體內部的對生電信號作前置放大的語音前置放大電路、用於濾除工頻幹擾信號的檢波電路、用於屏蔽空間輻射幹擾的語音屏蔽電路以及用於使前後級阻抗相匹配的阻抗匹配電路。
文檔編號A61B5/16GK201500131SQ20092024626
公開日2010年6月9日 申請日期2009年10月15日 優先權日2009年10月15日
發明者宋立波, 張吉華, 董松樵 申請人:北京新科永創科技有限公司;董松樵;宋立波