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聲紋識別的原理及其應用

2011/01/05

  聲紋識別,生物識別技術的一種。也稱為說話人識別,有兩類,即說話人辨認和說話人確認。不同的任務和應用會使用不同的聲紋識別技術,如縮小刑偵范圍時可能需要辨認技術,而銀行交易時則需要確認技術。

聲紋生理圖

聲紋識別原理

  聲紋生理圖所謂聲紋(Voiceprint),是用電聲學儀器顯示的攜帶言語信息的聲波頻譜。人類語言的產生是人體語言中樞與發(fā)音器官之間一個復雜的生理物理過程,人在講話時使用的發(fā)聲器官--舌、牙齒、喉頭、肺、鼻腔在尺寸和形態(tài)方面每個人的差異很大,所以任何兩個人的聲紋圖譜都有差異。每個人的語音聲學特征既有相對穩(wěn)定性,又有變異性,不是絕對的、一成不變的。這種變異可來自生理、病理、心理、模擬、偽裝,也與環(huán)境干擾有關。盡管如此,由于每個人的發(fā)音器官都不盡相同,因此在一般情況下,人們仍能區(qū)別不同的人的聲音或判斷是否是同一人的聲音。

聲紋識別應用

  聲紋識別的應用有一些缺點,比如同一個人的聲音具有易變性,易受身體狀況、年齡、情緒等的影響;比如不同的麥克風和信道對識別性能有影響;比如環(huán)境噪音對識別有干擾;又比如混合說話人的情形下人的聲紋特征不易提;……等等。盡管如此,與其他生物特征相比,聲紋識別的應用有一些特殊的優(yōu)勢:

  1. 蘊含聲紋特征的語音獲取方便、自然,聲紋提取可在不知不覺中完成,因此使用者的接受程度也高;
  2. 獲取語音的識別成本低廉,使用簡單,一個麥克風即可,在使用通訊設備時更無需額外的錄音設備;
  3. 適合遠程身份確認,只需要一個麥克風或電話、手機就可以通過網路(通訊網絡或互聯網絡)實現遠程登錄;
  4. 聲紋辨認和確認的算法復雜度低;
  5. 配合一些其他措施,如通過語音識別進行內容鑒別等,可以提高準確率;
    ……等等。

    這些優(yōu)勢使得聲紋識別的應用越來越收到系統(tǒng)開發(fā)者和用戶親睞,聲紋識別的世界市場占有率15.8%,僅次于手指和手的生物特征識別,并有不斷上升的趨勢。

CTI論壇報道



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