声纹识别的关键技术及发展趋势

    0 引言

    随着信息技术和网络通信的发展，信息安全成为全球最为热门的研究领域之一。身份鉴别是信息安全的重要组成部分，它涉及了我们生活的每个领域。基于传统密码识别的身份识别技术在实际信息网络应用中已经暴露出许多不足之处，而基于生物特征辨别的身份识别技术近年来日益成熟并在实际应用中展现出极大的优越性。声纹是指用电声学仪器显示的携带言语信息的声波频谱。由于每个人的发音器官不同，声纹也各不相同。通过提取声纹中的特征来识别身份技术正蓬勃的发展起来。

    1 声纹识别技术简介

    声纹是指用电声学仪器显示的携带言语信息的声波频谱。声纹识别 (Voiceprint Recognition，VpR)，即说话人识别(Speaker Recognition)是根据获取声音波形中反映说话人生理、心理和行为特征的特征参数来自动识别说话人身份的技术。它主要是通过对说话人语音信号的分析和提取，自动确定说话人是否在所登记的集合中，以及说话的人是谁的过程。它与语音识别的区别在于声纹识别并不在意语音信号中的语义内容，而是从语音信号中提取出个人特征，即包含在语音信号中的个性因素。声纹识别可以分为：声纹辨认（Voiceprint Identifica－tion）和声纹确认（Voiceprint Verification）。前者是从已知的一群人中识别出其中的某个人，需要使用n 个模板，从中辨识出待识别的语音是 n 个人中的哪一个。后者是判断声纹是否是指定的某人，只需使用一个特定的模板与待识别语音进行匹配，进而做出“是”或“不是”的判决。

    2 声纹识别的发展和现状

    在实际应用中，2004 年美国最大的银行自动出纳机制造商 NCR 分部，开始试验自动出纳机的声纹核实效果。同年 5 月美国加利福尼亚州Beepcard 公司发明了一种带有特殊安全功能的信用卡，这种信用卡只有在识别出主人的声音后确认身份后才能正常操作。欧洲在声纹识别的应用在全球也处于领先阶段，1998 年欧洲电信联盟也开始应用声纹识别技术在电信与金融结合领域，完成了cAvE 计划。由于声纹识别技术在金融领域的应用，使得减少了因信用卡欺诈导致的商家和消费者的交易成本。

    声纹识别技术的应用范围很广泛，声纹辨认领域有：刑侦破案、罪犯、跟踪、国防监听、个性化应用等等；声纹确认领域有：证券交易、银行交易、公安取证、个人电脑声控锁、汽车声控锁、身份证、信用卡的识别等。

    声纹识别技术具体应用如下：

    声纹加密锁。声纹加密锁是国内首创的 USB接口的新型电脑安全产品，是对电脑系统进行加密、保护的数据安全系统。它对文件的加密、解密操作及其简便。应用了声纹识别技术，声纹加密锁插入电脑USB 接口后，用户只需对着话筒口述命令，即能马上验明用户身份，让合法用户进入而拒绝非法用户的使用，使用户不怕密码泄漏。