专利名称：带有语音测谎功能的心理测试仪的制作方法
技术领域：
带有语音测谎功能的心理测试仪
技术领域：
本实用新型涉及心理测试仪领域，特别是一种通过检测受试者语音获得心理状况
的心理测试仪。背景技术：
心理测试仪又称测谎仪(Polygr即h)，是一种记录多项生理反应的仪器，在犯罪调 查中可用于协助侦讯，以获得受询问者的心理状况，从而判断其是否涉及刑案。其原理建立 在人在说谎时生理上会发生一系列不能自控的变化，包括一些难以用肉眼观察到的生理状 况，例如呼吸速率和血容量异常、脉搏加快、血压升高、血输出量增加及成分变化、皮下汗腺 分泌增加、瞳孔放大、胃收縮和/或肌肉紧张等。 现代测谎仪通常由传感器、主机和微机组成。其中，传感器与人的体表连接，用于
采集人体生理参量的变化信息；主机是电子部件，将传感器所采集的模拟信号经过处理转
换成数字信号；微机将输入的数字信号进行存储、分析、显示，获得测谎结果。 例如中国发明专利申请03105210. x公开的一种具有音、视频采集功能的多参量
心理测试仪，它由多道生理传感器、测试主机、计算机、打印机测谎分析软件组成，其中测试
仪中增加了视频输入装置和音频输入装置，所述传感器为呼吸传感器、皮电传感器、脉搏传
感器、动作传感器或血压传感器。 又例如中国发明专利申请200510027947. 2公开的一种现代多媒体互动式心理测 试及调节装置，它包括一对击拍传感传入器、麦克风、人体红外探测器、定时开关电源、PLC 可编程控制器、多媒体播放器、无线遥控器、大屏幕液晶显示器；所述一对击拍传感传入器、 麦克风、人体红外探侧器、定时开关电源、PLC可编程控制器、无线遥控器安装在一个工作台 面上，一对击拍传感传入器中的压力传感器和麦克风与PLC可编程控制器的信号输入口连 接；人体红外探侧器接定时开关电源的控制端，定时开关电源的输出端接PLC可编程控制 器的电源接口 ；PLC可编程控制器的输出控制口与无线遥控器电连接，控制无线遥控器的 发射；无线遥控器遥控多媒体播放器播放不同的视频和音频信号，多媒体播放器与大屏幕 液晶显示器信号连接，大屏幕液晶显示器可固定在工作台面的后面。 然而申请人发现，人说谎时语音也会发生细微变化，这种变化同样是人难以自控 的。通过探测人说谎时的语音活动变化也应当能够用于测谎。而现有技术中并没有发现有 效而结构简单的通过检测语音实现测谎的设备。
发明内容[要解决的技术问题] 本实用新型的目的是解决现有技术的缺陷，提供一种能够通过检测受试者语音数 据获得测谎结果的心理测试仪。[技术方案] 为了实现上述目的，本实用新型供一种带有语音检测功能的心理测试仪，包括壳
3体和设置在所述壳体内部的放大滤波电路5、 AD采样电路6和单片机主控电路7，其中，所 述心理测试仪还包括设置在壳体外部的麦克风1和设置在所述壳体内部的对音频信号作 前置放大的语音前置放大电路2、用于提取测谎有效信号的检波电路3以及用于使前后级 阻抗相匹配的阻抗匹配电路4，其中所述麦克风1、语音前置放大电路2、检波电路3、阻抗匹 配电路4、放大滤波电路5、 AD采样电路6、单片机主控电路7依次相连，所述单片机主控电 路7包括微控制器和标准的数据输出端。 语音检测手段及原理均为本领域现有常规技术，在信号处理、信号原理等领域的 教科书中多有记载，在此不做赘述。 对于语音检测手段，一种优选的技术方案是采用高保真麦克风，例如采用韩国现 代公司销售的HY-M6型高保真麦克风。使用时，将麦克风佩戴在受试者衣领附近，用于获得
音频信号。 在本实用新型的心理测试仪，优选地所述语音前置放大电路2是由高通滤波器和
同相放大电路连接构成的，它能够对采集到的音频信号进行前置放大。 优选地，所述检波电路3是二极管检波电路。 在本实用新型范围内，所述语音阻抗匹配电路4是电压跟随器电路。它优选地由 集成运输放大器构成，例如选用0PA2277或LM6062型集成运放构成。集成运输放大器的正 输入端与前级的检波电路3相连，其负输入端与输出端相连，又与后级的放大滤波电路5相 连。这样，将语音阻抗匹配电路4设置在检波电路3与放大滤波电路5之间，能够起到使检 波电路3输出与后级放大器的阻抗匹配的作用。 根据本实用新型的一种优选地具体实施方式
，所述放大滤波电路5是二阶有源滤 波电路。它能有效将语音信号进行放大和滤波，以供AD采样线路6采集。 根据本实用新型的一种优选地具体实施方式
，所述AD采样芯片6通过串行总线与 单片机主控电路7的微控制器的引脚相连。 优选地，所述标准的数据输出端是能够与PC进行数据交换的端口 ，例如USB端口 、 以太网端口 、蓝牙端口等，用于连接单片机微控制器和PC主机的数据传输端口 ，实现心理 测试仪与PC主机之间的通讯。 在本实用新型中，单片机主控电路7采用由单片机组成的主控电路，优选地采用
C8051系列单片机，它能过对本实用新型的心理测试仪中的各电路进行控制，收集最终获得
的数据并转换成上位机(PC)可识别的数据，传输到PC，供进一步处理或判断。 在本实用新型范围中，术语"上位机"包括通用计算机和安装在所述计算机中的必
要软件。上位机能够实现的功能包括接收来自心理测试仪的输出信号，将这些输出信号以
曲线或图表形式显示在显示设备中，供工作人员评价被测人的心理状态。所述上位机和相
关软件均为现有技术，是本领域技术人员能够不付出创造性劳动而实现的。在本实用新型
中不再赘述。[有益效果] 本实用新型实现了一种通过检测受试者语音数据获得测谎结果的心理测试仪。在 传统心理测试仪上添加语音通道，能够更准确的检测被试者的心理变化，同时简化了心理 测试的手段。 本实用新型结构简单，成品体积小、轻便易携，使用方便，制造成本较低，广泛适用多种行业。说明书附图
图1为本实用新型的模块图； 其中，1、语音传感器；2、语音前置放大电路；3、检波电路；4、阻抗匹配电路；5、大 滤波电路；6、AD采样电路；7、单片机主控电路。
具体实施方式
通过下面给出的本实用新型具体实施例可以进一步清楚地理解本实用新型，但这 些实施例不是对保护范围的限制。 HY-M6型麦克风通过音频线与壳体连接后，音频信号经过高通滤波器和同相放大 电路构成的语音前置放大器电路2进行前置处理，再接入二极管检波电路，从检波电路输
出的信号接入电压跟随器，所述电压跟随器是通过集成运算放大器构成的。从射随器输出 端输出阻抗匹配的信号，接入由二阶有源滤波电路构成放大滤波电路5，经放大和滤波后输 入到AD采样线路6。 AD采样线路6再连接到单片机主控电路7。主控电路选用C8051F340芯片，该主 控电路7设有USB端口 ，能够和PC连接通讯。 使用时，将麦克风戴在受试者头部。人在精神紧张时语音信号中存在频率调制和 幅度调制，语音压力增强等现象。带有语音测谎功能的测试系统通过对被测人施加一定剌 激(如视觉、听觉等)，从麦克风设备采集到的语音信号中，提取语音特征值的变化进行分 析，计算机屏幕显示语音压力曲线，从而对被试者的心理状态做出评判。在分析阶段，计算 机以直方图的方式显示被测人在各题目上所对应的语音压力，并以数据图表的方式列出各 题的特征值。除了语音图谱波形显示信号中的某些特征值的变化以外，本系统还通过LED 发光二极管来显示被测人的语音压力，LED发光管按顺序排列，不同的颜色表示了被测人的 紧张程度。
权利要求一种带有语音检测功能的心理测试仪，包括壳体和设置在所述壳体内部的放大滤波电路(5)、AD采样电路(6)和单片机主控电路(7)，其特征在于所述心理测试仪还包括设置在壳体外部的麦克风(1)和设置在所述壳体内部的对音频信号作前置放大的语音前置放大电路(2)、用于提取有效信号的检波电路(3)以及用于使前后级阻抗相匹配的阻抗匹配电路(4)，其中所述麦克风(1)、语音前置放大电路(2)、检波电路(3)、阻抗匹配电路(4)、放大滤波电路(5)、AD采样电路(6)、单片机主控电路(7)依次相连，所述单片机主控电路(7)包括微控制器和标准的数据输出端。
2. 根据权利要求1所述的带有语音检测功能的心理测试仪，其特征在于所述麦克风 (1)是高保真麦克风。
3. 根据权利要求1所述的带有语音检测功能的心理测试仪，其特征在于所述语音前置 放大电路(2)是由高通滤波器和同相放大电路连接构成的。
4. 根据权利要求1所述的带有语音检测功能的心理测试仪，其特征在于所述检波电路 (3)是二极管检波电路。
5. 根据权利要求1所述的带有语音检测功能的心理测试仪，其特征在于所述语音阻抗 匹配电路(4)是电压跟随器电路。
6. 根据权利要求1所述的带有语音检测功能的心理测试仪，其特征在于所述放大滤波 电路(5)是二阶有源滤波电路。
7. 根据权利要求1所述的带有语音检测功能的心理测试仪，其特征在于所述微控制器 是C8051系列单片机。
8. 根据权利要求1所述的带有语音检测功能的心理测试仪，其特征在于所述标准的数 据输出端是USB端口。
专利摘要本实用新型涉及一种带有语音检测功能的心理测试仪，包括壳体和设置在所述壳体内部放大滤波电路、AD采样电路和单片机主控电路，其中，所述心理测试仪还包括设置在壳体外部的麦克风和设置在所述壳体内部的对生电信号作前置放大的语音前置放大电路、用于滤除工频干扰信号的检波电路、用于屏蔽空间辐射干扰的语音屏蔽电路以及用于使前后级阻抗相匹配的阻抗匹配电路。
文档编号A61B5/16GK201500131SQ20092024626
公开日2010年6月9日 申请日期2009年10月15日 优先权日2009年10月15日
发明者宋立波, 张吉华, 董松樵 申请人:北京新科永创科技有限公司;董松樵;宋立波