看懂黑科技|闻声识人!声纹识别如何做现实中的“听风者”?

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看懂黑科技|闻声识人!声纹识别如何做现实中的“听风者”?

导读

随着苹果新一代产品iphone X的问世,人脸识别技术逐渐成为一个热词,以人脸识别为核心的生物识别技术,如指纹、虹膜、静脉识别也开始慢慢走入大众的视线。相对于人脸识别、指纹识别,同属生物识别技术的声纹识别显得相对低调。但实际上,以声纹为特征的身份识别技术具有高度的准确性,其应用范围也十分广泛。

什么是声纹识别

声纹识别技术又称说话人识别技术,就是基于声纹信息来探索人类身份的一种生物特征识别技术。这种技术基于语音中所包含的说话人特有的个性信息,利用计算机以及现在的信息识别技术,自动地鉴别当前语音对应的说话人身份。

一般而言,声纹是指人语音频谱的信息图,可以通过专用的电声转仪器,如声谱仪、语图仪等,将声波特征绘制成波谱图形。由于每个人的发音需要通过鼻腔、口舌、声道、胸肺多重配合,任何两个人的声纹图谱都不相同。因此,声纹识别技术在身份识别领域具有实际的不可替代性。

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目前,声纹识别技术实现可以分归两类,即说话人确认技术说话人辨认技术。前者是用于判断未知说话人是否为某个指定人,后者则是用于辨认未知说话人是已记录说话人的哪一位,也就是“一对一”或“多选一”的判断问题

声纹识别技术和语音识别一样吗?

有的人可能会混淆声纹识别技术和语音识别技术,这两者都是把人的声音信息通过模式识别来进行处理的。但这两者在技术原理和应用范围上却有很大的差别,声纹识别技术的范畴甚至包含语音识别。

声纹识别广义上分为语音识别和说话人识别两种。语音识别是根据说话人的发音,辨认其所说的语音、音节、单词或单句, 排除了个人特色, 找出共性特征。说话人识别是根据语音来辨认说话人, 而并不考虑声音的内容和意义, 这就需要分离出个体特性

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也就是说,声纹识别是试图找到区别每个人的个性特征,而语音识别则是侧重于对人所表述的内容。在实际应用中往往把语音识别技术和声纹识别技术结合起来应用,以提高声纹身份认证系统的安全性能。

声纹识别是如何识别声音的?

声纹识别是一种模式识别,包含说话人模型训练测试语音识别两个阶段。

在训练阶段,需要对使不同说话的人语音提取声学特征,然后根据每个说话人的语音特征训练得到对应的说话人模型,最终将全体说话人模型集合在一起组成系统的说话人模型库。

在识别阶段,系统首先需要对识别语音进行特征提取,并将语音特征与说话人模型库进行比对,得到对应说话人模型的相似性打分,最终根据识别打分判别说话人身份。

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从声纹识别系统技术实现的过程来看,其关键技术在于语音的特征提取技术、系统训练过程中的建模学习技术和系统识别过程中的模式匹配识别判断技术

声纹识别已广泛应用

目前,声纹识别技术已经广泛应用于金融、刑侦、智能产品等诸多领域。由于声音较少涉及隐私问题、相关设备造价低廉,利用声纹进行身份识别是较为经济的方法,因此使用者接受程度相对较高。在金融系统中,密码可用声音来代替,即利用声纹技术,使声音转化为密钥。刑侦案件中,通过声纹识别技术,可以根据电话录音、监控视频等获得线索,缩短破案时长,提高破案效率。

现在我们身边有很多产品都应用到了声纹识别技术,如使用了语音唤醒技(声纹锁)的智能音箱、聊天机器人、手机等智能电子产品。这些产品在首次使用时需要采集主人的声纹信息,之后只有这个声纹特征才能唤醒产品、为主人进行服务。一些金融类APP也使用了声纹识别技术,如百度钱包、建设银行APP等。

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总体来说,声纹识别技术发展较为成熟,识别准确率也相对较高,是目前应用最为广泛、技术水平最为成熟的生物识别技术之一。声纹识别技术因其经济性、可操作性等优势,在将来会在更多的领域中、获得更为广泛的应用。

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