DE19813061A1 - Vorrichtung zur Veränderung der in elektrischen Sprachsignalen enthaltenden Mikromodulationen - Google Patents

Description

Polygraphen werden in der Kriminalistik verwendet, um den Wahrheitsgehalt der Aussagen von Beschuldigten in Gerichtsverfahren zu prüfen. Es ist darüber berichtet worden, daß sich alleine aus den dem Sprachsignal überlagerten Mikromodulationen, auch als Mikrotremor bezeichnet, Informationen über den Wahrheitsgehalt einer akustischen Aussage gewinnen lassen. Die hierbei relevanten Signalanteile sind niederfrequente Schallsignale mit 8 bis 12 Hz. Ihr Anteil am Gesamtsignal beträgt etwa 1% bis 10%. Man hat beobachtet, daß unter entspannten Bedingungen Frequenzen zwischen 8-10 Hz vorherrschen, während unter Streß oder in Konfliktsituationen die Frequenz auf 10-12 Hz ansteigt. Es sind Geräte im Handel (Sprach-Streß-Analysator), die diese niederfrequenten Sprachanteile auswerten und damit eine Aussage gestatten, ob ein gesprochener Text mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit wahr oder unwahr ist. In der Tagespresse und im Fernsehen wurde über Telefone berichtet, die über eine entsprechende Elektronik verfügen, die diese Signale ebenfalls auswertet und durch optische Signale dem Sprecher mitteilt, ob sein Gesprächspartner wahrscheinlich die Wahrheit sagt oder lügt. Die meisten Computer besitzen heute eine Soundkarte, die mit speziellen Prozessoren ausgestattet ist, die es ermöglichen, elektrische Schallaufzeichnungen mit einem entsprechenden Computerprogramm zu analysieren und beispielsweise einzelne Frequenzanteile zu isolieren und gesondert zu untersuchen. Kürzlich sind Programme bekannt geworden und im Handel erhältlich, die eine solche Analyse beispielsweise eines Telefongespräches für jedermann möglich machen. Es ist nur nötig, die Soundkarte des PC mit Hilfe eines Kabels mit dem Telefon zu verbinden. Das Programm wertet die Micromodulation aus und zeigt auf dem Monitor an, ob der Gesprächspartner die Wahrheit sagt oder nicht. Die Mikromodulationsfrequenzen sind individuell verschieden, deshalb muß das Programm zunächst kalibriert werden. Dazu werden in einer streßfreien Gesprächssituation die Mikromodulationsfrequenzen ausgewertet und später mit den anderen im Gesprächsverlauf ermittelten Werten verglichen.

Es wird in der Tagespresse und in den Werbeschriften darüber berichtet, wie nützlich ein solches Sprach-Streß-Analyse-Programm sein kann, wenn man beispielsweise einen Gebrauchtwagen kaufen will oder ein riskantes Geschäft tätigen möchte. Andererseits stellt die Verwendung eines solchen Programms einen Eingriff in die Privatsphäre des Gesprächspartners dar. Deshalb ist der Gebrauch solcher Programme beispielsweise in den USA verboten. Es ist vorauszusehen, daß ein Verbot eine Verbreitung solcher Programme nicht verhindern wird. Viele Firmen habe ein berechtigtes Interesse daran, beispielsweise Entwicklungen und Verkaufsstrategien geheim zu halten. Sie müssen bei der Verbreitung solcher Programme befürchten, daß ihre Betriebsgeheimnisse durch Telefonanrufer ausgespäht werden. Es wäre wünschenswert, wenn durch einfache Maßnahmen eine solche Ausspähung verhindert werden könnte.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung die diese Forderung erfüllt. Sie stellt eine einfache Vorrichtung dar, die beispielsweise mit normalen Telefonen verbunden werden oder in diese eingebaut werden kann und mit großer Sicherheit eine Auswertung des Sprachsignals in der oben beschriebenen Weise verhindert.

In der Beschreibung werden der Einfachheit halber die folgenden Bezeichnungen verwendet:

MMF: Abkürzung für Mikromodulationsfrequenzen. Der Anteil am Original-Sprachsignal der der emotionalen Situation (Stress-Situation) des Sprechenden entspricht
Original-Sprachsignal: Das elektrische Signal das dem akustischen Sprachsignal am besten entspricht.
Grundsignal: Der Anteil des Sprachsignals, der den zur Verständigung relevanten Anteil enthält, also Original-Sprachsignal ohne MMF.
End-Sprachsignal: Das Signal das als Resultat der Manipulation zur Verfügung steht, also Grundsignal mit manipulierten MMF.
Positive MMF: Solche MMF, die einer positiven Einstellung des Sprechenden entsprechen, streßfreie Gesprächs- Situation, Wahrheit der Aussage, Begeisterung, Zustimmung etc.
Negative MMF: Solche MMF, die einer negative Einstellung entsprechen, streßbeladene Situation, Unwahrheit der Aussage, Unsicherheit, Konfliktsituation etc.
Zugeordnete MMF: Solche MMF, die den bei positiven MMF und negativen MMF angeführten Gesprächs­ situationen entsprechen.

In der einfachsten Ausführung besteht die Erfindung aus einem elektrischen Filter, der die für die Sprach-Streß-Analyse relevanten Frequenzen beispielsweise im Bereich zwischen 8-12 Hz, oder einem erweiterten Bereich, herausfiltert und gegebenenfalls das Restsignal wieder auf seine ursprüngliche Stärke verstärkt. Der Gesprächspartner würde auf seinem Bildschirm dann vermutlich, je nach Programm, nur eine Fehleranzeige sehen. Da der herausgefilterte Anteil für die Sprachverständlichkeit keine Rolle spielt, erleidet die Qualität der Verständigung keine Einbuße.

Einen Nachteil hat diese Vorrichtung: Der Gesprächspartner erkennt auf seinem Monitor, daß der andere Gesprächspartner Maßnahmen ergriffen hat, um eine Prüfung des Wahrheitsgehaltes des Gespräches zu verhindern. Er könnte mißtrauisch werden und, möglicherweise grundlos, eine Täuschungsabsicht vermuten. Diese Situation tritt natürlich auch dann auf, wenn keine schützenswerten Betriebsgeheimnisse zur Sprache stehen.

In einer Weiterbildung der Erfindung wird dem Gesprächspartner ein Sprachsignal übermittelt das erneut einen niederfrequenten Anteil, also MMF enthält. Dieser Anteil entspricht aber nicht dem ursprünglichen MMF. Es wird dem, von dem ursprünglichem MMF befreitem, Signal, also dem Grundsignal, zugemischt. Es enthält die Frequenzen, die für eine streßfreie Situation typisch sind. Der Gesprächspartner wird also auf seinem Monitor stets lesen, daß der Text des Sprachsignals der Wahrheit entspricht, unabhängig von der Streßsituation des Gesprächspartners. Alternativ kann auch die Kalibrierungsphase durch eine positive MMF gestört werden.

Erfindungsgemäß kann eine solche Vorrichtung beispielsweise aus einer einfachen elektronischen Schaltung bestehen, die feste oder geringfügig variierende Frequenzen im Bereich der positiven MMF, gegebenenfall mit definierten Variationen, zu dem Grundsignal mischt, derart, daß ein Signal gebildet wird das einem, einer positiven Gesprächssituation entsprechendem Originalsignal ähnlich ist.

Eine derart konstruierte Vorrichtung wird sicher bei einigen der erhältlichen Programme erfolgreich sein. Die MMF der natürlichen Sprache sind nicht einfache Sinusschwingungen. Das wird verständlich, wenn man in Betracht zieht, daß sie durch Feedback Loops zwischen Muskeln und Nerven erzeugt werden. Da an der Erzeugung von Sprachlauten viele Muskeln beteiligt sind haben die MMF eine komplexere Struktur. Sprach-Streß-Analysatoren und entsprechende Programme können dies berücksichtigen. Um diese möglichst effektiv zu täuschen, sollten die MMF den natürlichen MMF möglichst weitgehend gleichen.

Erfindungsgemäß wird eine Reihe von, in entspannter Situation aufgenommen Sprachsignalen, dazu verwendet, um eine Reihe von MMF zu erzeugen, die bestimmten Gesprächssituationen zugeordnet werden können (zugeordnete MMF oder positive MMF). Diese können gespeichert und entweder der Reihe nach oder durch eine statistische Auswahl dem Grundsignal aufmoduliert werden. Erfindungsgemäß sind Maßnahmen vorgesehen, die Sprachsignale erzeugen, die Originalsignalen unter streßfreien Bedingungen möglichst ähnlich sind. Dies betrifft beispielsweise die Symmetrie der MMF, ungleichmäßige Verteilung der MMF bei Wortanfang und Wortende, Unterschiede der MMF bei den einzelnen Vokalen und Konsonanten, die Höhe der MMF im Verhältnis zum Grundsignal, Kontinuität der MMF im Nulldurchgang, Übergänge zwischen verschiedenen Schwingungen, Auf- und Abschwellen der MMF, Schwebungen die durch benachbarte Frequenzen entstehen.

Eines dieser kommerziell erhältlichen Sprach-Streß-Analyse-Programme testet im Bereich der MMF verschiedene Parameter. Diese Parameter werden alle 1/2 Sekunde neu ermittelt. Die Kenntnis dieser Parameter ist nicht erforderlich, da Original-Ruhefrequenzen verwendet werden. Um dieses Programm zu täuschen sollte es ausreichen, wenn die Sprachaufzeichnung ebenfalls in kleinen Zeitabschnitten bearbeitet wird. Der Erfolg der Ummodulation läßt sich durch Versuche mit dem Originalprogramm prüfen. Auch eine Prüfung während des Telefongespräches ist möglich, wenn beide Gesprächspartner das gleiche Programm verwenden.

Die einfachste Methode, solchen Sprach-Streß-Analyse-Programmen zu begegnen, wäre die Herausfilterung der niederfrequenten Anteile in den öffentlichen oder privaten Telefonnetzen durch die Betreiber. Bei analogen Telefonen könnte die Erfindung in den Hausanschluß eingebaut werden und beispielsweise alle Frequenzen unterhalb 12-15 Hz herausfiltern. Eine weitere Möglichkeit besteht beispielsweise in der Anbringung der Vorrichtung im analogen Teil des Telefons, beispielsweise direkt hinter der Mikrophonkapsel oder in einem Zwischenstecker im Hörerkabel. Dies geht auch bei digitalen Telefonen. Hier ist auch eine direkte digitale Bearbeitung des digitalisierten Signals möglich. Vorteilhaft wäre ein direkter Einbau der Vorrichtung in die Telefone durch die Hersteller.

Sollen MMF einem Grundsignal zugemischt werden, so ist der Einsatz eines Microprozessors, Sprachprozessors und/oder digitalen Signalprozessors (DSP) mit entsprechendem Speicher für die MMF vorteilhaft. Hierbei kann erfindungsgemäß der Programmspeicher des Systems so angeordnet werden, daß er leicht austauschbar ist oder durch ein neues Programm überschrieben werden kann. Dies hat den Vorteil, daß die Vorrichtung leicht verändert werden kann. Es ist vorhersehbar, daß die kommerziell erhältlichen Programme weiter verfeinert werden und die Programmierer versuchen werden, die hier beschriebene Vorrichtung durch verfeinerte Programmierung unwirksam zu machen. Dem könnte wiederum durch eine entsprechende Umprogrammierung der hier beschriebenen Vorrichtung Rechnung getragen werden. Dabei ist zu beachten, daß eine Verbesserung der Programmierung der Sprach-Streß-Analysatoren keine der hier beschriebenen Varianten der Erfindung auf eine Weise unwirksam machen kann, daß doch eine Sprach-Streß-Analyse ermöglicht wird. Der einzige Erfolg wäre eine sicherere Erkennung ob ein Originalsignal oder ein manipuliertes Signal vorhanden ist.

Erfindungsgemäß kann die Vorrichtung nicht nur bei Telefongesprächen eingesetzt werden, sondern bei allen Sprachübertragungen. Beispielsweise könnten Mikrophone, die bei der Übertragung durch Medien, wie Rundfunk und Fernsehen eingesetzt werden, mit der Vorrichtung ausgestattet werden.

Es ist natürlich fraglich, ob sich die Medien bereit finden würden, alle Mikrophone mit einer solchen Vorrichtung auszustatten. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung erlaubt auch eine direkte Beeinflussung der MMF im Schall selbst, ohne vorherige Umwandlung in ein elektrisches Signal. Eine Veränderung der von den Mirkophonen, beispielsweise bei einem Interview, aufgezeichneten Mikromodulationen wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß während des Gespräches eine Schallquelle betrieben wird, die Schallschwingungen im Bereich der MMF erzeugt, die den Gesprächsschall überlagern. Erfindungsgemäß kann eine solche Schallquelle durch den Gesprächsschall gesteuert werden. Diese Schwingungen sind nicht hörbar. Diese Vorrichtung kann zwar den Gesprächsteilnehmer nicht täuschen, aber es unmöglich machen die MMF auszuwerten. Eine solche Schallquelle kann auch beim Telefonieren, beispielsweise auf Reisen, benutzt werden.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Veränderung der in elektrischen Sprachsignalen enthaltenen niederfrequenten Mikromodulationen, dadurch gekennzeichnet daß dieser Signalanteil durch geeignete elektronische Filter aus dem Signal entfernt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aus dem Sprachsignal herausgefilterten Signalanteile in geeigneter Form elektronisch gespeichert werden, wobei Signale die verschiedenen emotionalen Zuständen zugeordnet werden können, wie beispielsweise Streß, Zustimmung, Begeisterung, Wahrheit oder Unwahrheit des Sprachtextes, auch gesondert abgespeichert werden.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem neu erzeugten Sprachsignal, dem die niederfrequenten Micromodulationen durch Filterung nach Anspruch 1 entzogen wurden, durch Modulation mit einem der nach Anspruch 2 gespeicherten Signale ein neues, einem anderen emotionalem Zustand entsprechendes Signal erzeugt wird.