声纹识别技术的研究综述

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1、声纹识别技术的研究综述摘要：声纹识别技术是目前身份识别的研究热点随着科技的发展，声纹识别技术的研究也从理论研究走向实际应用研究。详细介绍了声纹识别的基础知识、概念和优缺点，以及它的原理、关键技术，包括特征提収算法和模式匹配算法，在此基础上综述了国内外在声纹识别应用研究中的成果，最后总结了声纹识别研究的发展前景。关键词：声纹识别；特征提取；模式匹配；应用研究1引言声纹识别技术是生物识别技术的一种，是根据语音波形屮反映说话人生理和行为特征的语音参数，自动识别说话人身份的一项技术⑴。随着计算机硬件和软件技术的迅速发展，尤英是近几年网络技术的迅

2、猛发展，整个人类社会进入了信息化吋代，改变了人类生活的方式,更加提高了人类生活的质量；但是在人们充分享受着信息化的好处时，安全保密问题又成为人类不得不担心的一个重要的问题，个人隐私面临着被信息化吞食的危险；在人类生活的各个领域内，都需要进一步加强和改善安全的级别⑵。用生物特征进行识别成为近几年一个热门的话题，如指纹、掌纹、语音、DNA、人脸、声纹和虹膜等技术⑶，尤其是随着声纹识别技术的出现和FI渐成熟，在市场上已经有了很大的发展前景，且每个人的声音特征都是唯一的，儿乎很少发生变化的特性，可以很好的通过声纹识别技术进行用户身份识别，所以声

3、纹识别得到了很广泛的应用，可以说声纹识别几乎可以应用到人们口常生活的各个角落。例如：声纹识别技术在公安司法部门颇为重要，通过声纹来鉴定犯罪嫌疑人不但可以提高准确性，而且能够提高破案的效率⑷。2声纹识别的基础知识2.1声纹识别的概念声纹是指能惟一识别某人或某物的声音特征,是用电声学仪器显示的携带言语信息的声波频谱⑸。虽然人的发音器官生理构造总的是相同的，但人的语言产生是人体语言屮枢与发音器官之间一个复杂的生理物理过程，人在讲话时使用的器官：舌、牙齿、喉头、肺、鼻腔在尺寸和形态等方面，每两个人之间的差异会很大，所以任何两个人的声纹图谱都有差

4、异,而对于每个人而言，从十儿岁发育变声后直到五十多岁，其声纹基本保持不变。声纹识别技术正是利用这一特点，将声音输入到声谱仪屮，使声音不同频率的机械振动变成频谱图像,显示在荧光屏或记录在纸上，这种图像就是声纹。声纹识别是把未知人语咅材料（检材）与已知人语音材料（样本）分别通过电声转换仪器绘成声纹图谱，再根据图谱上的语音声学特征进行比较和综合分析，以得出两者是否同一的判断过程⑹。2.2声纹识别的分类声纹识别，也称为说话人识别，有两类叫即说话人辨认和说话人确认。前者用以判断某段语音是若干人中的哪一个所说的，是“多选一”问题；而后者用以确认某段

5、语音是否是指定的某个人所说的，是“一对一判别”问题。不同的任务和应用会使用不同的声纹识别技术，如缩小刑侦范围时可能需要辨认技术，而银行交易时则需要确认技术。不管是辨认还是确认，都需要先对说话人的声纹进行建模，这就是所谓的“训练”或“学习”过程丽。在说话人辨认方而⑼，根据待识别的说话人是否在注册的说话人集合内，说话人辨认可以分为开集辨认和闭集辨认。前者假定待识别说话人在集合外，而后者假泄待识别说话人在集合内。显然，开集辨认需要有一个对集外说话人的“拒识问题”，而且闭集辨认的结果要好于开集辨认结果。本质上讲，说话人确认和开集说话人辨认都需要

6、用到拒识技术，为了达到很好的拒识效果,通常需要训练一个假冒者模型或背景模型，以便拒识时有可比较的对象,阈值容易选定。而建立背景模型的好坏直接影响到拒识甚至声纹识别的性能。一个好的背景模型，往往需要通过预先采集好的若干说话人的数据，通过某种算法去建立问。另外，声纹识别技术还可以分为文本相关的和文本无关的两种与文本相关的声纹识别系统要求用户按照规定的内容发音，每个人的声纹模型逐个被精确地建立，而识别时也必须按规定的内容发音，因此可以达到较好的识别效果，但系统需要用户配合，如果用户的发音与规定的内容不符合，则无法正确识别该用八。而与文本无关的

7、识别系统则不规定说话人的发咅内容，模型建立相对困难，但用户使用方便，可应用范围较宽根据特定的任务和应用，两种是有不同的应用范围的。比如，在银行交易时可以使用文本相关的声纹识别，因为用户A己进行交易时是愿意配合的；而在刑侦或侦听应用中则无法使用文本相关的声纹识别，因为你无法要求犯罪嫌疑人或被侦听的人配合阳。如果技术达到一定的水平，可以把文本相关识别并入文本无关识别，把闭集辨认并入开集辨认，从而提供更为方便的使用方法。2.3声纹识别的优点近年來，在生物识别技术领域中，声纹识别技术以其独特的方便性、经济性和准确性等优势受到世人瞩目，并日益成为

8、人们日常生活和工作中重要且普及的安全验证方式网。与其他生物身份认证技术相比，诸如指纹识别、掌形识别、虹膜识别等相比较，声纹识别除具有不会遗失和忘记、不需记忆、使用方便等优点外，声纹识别技术仍具有自己独特的优