声纹识别及其在军事领域的应用研究

刘传忠 惠州75240部队

1 声纹识别技术

声纹识别，是一种基于生物特征的身份识别技术，由计算机利用语音波形中所包含的反映特定说话人生理和行为特征的语音特征参数来自动识别说话人身份的技术。

1.1 声纹识别的原理

声纹，是用电声学仪器显示的携带言语信息的声波频谱。人类语言的产生是人体语言中枢与发音器官之间一个复杂的生理物理过程，人在讲话时使用的发声器官——舌、口腔、喉头、声带等在尺寸和形态上每个人的差异很大。因此，在一般情况下，人们能够区别不同人的声音。

声纹识别技术通过对采集到的声音和已知声音进行听觉和频谱两方面特征的比对鉴别和综合分析，确定二者是否来之同一声源（即同一个人的声音）,从而识别说话者的身份。声纹识别系统一般包括语音信号的预处理、特征提取、说话人模型的建立和模型参数训练等几个方面。

1.2 基于GMM-UBM的声纹识别系统

混合高斯-通用背景模型（GMM-UBM）是目前普遍采用的比较成熟的声纹识别模型，通过对大量训练语音特征数据的统计分布进行描述，可以较好地刻画说话者不同情况下的特点，使系统具有良好的鲁棒性。

基于GMM-UBM的声纹识别系统分为训练过程和识别过程两部分。在训练过程中，主要是为每个说话人建立模型。先采集大量的语音数据，经过预处理，然后提取特征参数，用期望最大化算法（EM）训练为每一位说话人确定一组UBM模型参数，并存储在数据库中。……