声纹识别原理、技术及应用
洪青阳副教授
厦门大学信息科学与技术学院
E-mail: qyhong@xmu.edu.cn
主要内容
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生物识别技术
声纹识别基本原理
文本相关声纹识别及应用
文本无关声纹识别及应用
文本提示声纹识别及应用
总结及展望
生物识别技术
当今信息社会中,在国家安全、金融、司法等
社会各个领域均需要个人身份验证。
生物特征识别(Biometrics Authentification)
技术是通过计算机与光学、声学、生物传感器
和生物统计学原理等高科技手段密切结合,利
用人体固有的生理特性(如指纹、人脸、虹膜、
声音等)来进行个人身份的鉴定。
生物特征识别技术比传统的身份鉴定方法更具
安全、保密和方便性,且具有不易遗忘、防伪
性能好、不易伪造或被盗、随身“携带”和随
时随地可用等优点。
生物识别技术
图1 各类认证技术比较
生物识别技术
你是谁
生物识别技术
你有什么
U盾/密保卡等
你知道什么
文本密码
生物识别技术市场
标识
6
生物识别技术比较
错误接受率 错误拒绝率 容易实用性 处理速度/人
指纹识别
很低
掌纹识别
人脸识别
低
低
较低
5%
<0.2%
好
2s-5s
使用困难
5s-10s
非常好
≤5s
虹膜识别
很低
约10%
需 要 培 训 才 能
使 用 , 手 工 操
作 对 虹 膜 有 困
难
仪器自动对准
虹 膜 需 要 3s-
5s,手工操作
需要5s-25s
视网膜识别
声纹识别
未知
较低
未知
较低
不好
好
15s-30s
≤5s
声纹唯一性
由于每个人的声音器官,诸如声带、口腔、鼻腔、舌、齿、
唇、肺等,在发音时呈现千姿百态,抑或有着哪怕是微小
的差异,以及年龄、性格、语言习惯等多种原因,再加上
发音容量的大小不一,发音频率的不尽相同,因而导致这
些器官发出的声音必然有着各自的特点,形成每个人独具
一格的声纹(Voiceprint),可用语谱图观察出来。
标识
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食道 环状软骨 声带 喉管 会咽 舌根 小舌 口腔 软腭 鼻咽 硬腭 鼻腔 气管 甲状软骨 舌骨 下颚骨 下唇 牙齿 上唇 齿龈 鼻