基于嵌入式的聲紋識(shí)別系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、聲紋同指紋、掌紋和虹膜等一樣,是每個(gè)人特有的生物特征,從某種意義上說(shuō)也是人體的一張“身份證”。聲紋識(shí)別作為一種新的生物特征識(shí)別技術(shù),以其獨(dú)有的經(jīng)濟(jì)、方便等優(yōu)點(diǎn)在司法刑偵、系統(tǒng)安全認(rèn)證、電話銀行、國(guó)防安全等領(lǐng)域得到了廣泛地應(yīng)用,特別是在語(yǔ)音通信中的關(guān)鍵說(shuō)話人檢索及身份驗(yàn)證具有獨(dú)一無(wú)二的優(yōu)勢(shì)。一個(gè)基本的聲紋識(shí)別系統(tǒng)包括說(shuō)話人特征提取和模式匹配兩大部分。特征提取是指如何快速的從大量語(yǔ)音信號(hào)中,提取出最能代表說(shuō)話人個(gè)性的有效且穩(wěn)定可靠的特征參數(shù)

2、；模式匹配則是指在提取特征參數(shù)后,訓(xùn)練時(shí)采用某種方法為說(shuō)話人建立相應(yīng)的模型或模板,在識(shí)別時(shí)則把未知信號(hào)與已有模型進(jìn)行某種相似距離判斷并出結(jié)果。
　　 本文在分析了聲紋識(shí)別常用的相關(guān)原理與技術(shù)基礎(chǔ)上,重點(diǎn)研究了基于Mel倒譜系數(shù)(MFCC)的特征參數(shù)提取和矢量量化(VQ)的建模方法,并針對(duì)其中的某上不足之處進(jìn)行相應(yīng)地改進(jìn)。最后在基于ARM9和WinCE嵌入式平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了一個(gè)小容量的聲紋識(shí)別系統(tǒng)。在前人的基礎(chǔ)上,本文的相關(guān)改進(jìn)工作主

3、要包括以下三個(gè)方面:
　　 1.特征提取方面:對(duì)目前應(yīng)用最廣泛的標(biāo)準(zhǔn)MFCC存在的不足,進(jìn)行相應(yīng)改進(jìn),提出加權(quán)差分組合MFCC特征參數(shù)。用短時(shí)幀能量和短時(shí)加權(quán)過(guò)零率代替MFCC中有負(fù)識(shí)別作用的第1、2階分量,并根據(jù)MFCC中各分量的不同貢獻(xiàn)率進(jìn)行加權(quán),然后進(jìn)行一階差分,最后將其組合構(gòu)成新的特征參數(shù)。
　　 2.矢量量化方面:采用碼本分裂法的LBG算法進(jìn)行最佳碼本設(shè)計(jì),對(duì)計(jì)算過(guò)程中產(chǎn)生空胞腔的問(wèn)題,使用最大胞腔分裂法進(jìn)行優(yōu)

4、化處理,以提高算法效率和碼本質(zhì)量。此外,對(duì)正確的識(shí)別結(jié)果加入手動(dòng)更新碼本這一步,一方面相當(dāng)于增加了訓(xùn)練量,另一方面在某種程度上實(shí)現(xiàn)了碼本的自適應(yīng)性。
　　 3.嵌入式系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方面:針對(duì)嵌入式系統(tǒng)資源相對(duì)有限的條件,在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中進(jìn)行了一些優(yōu)化處理。包括WinCE操作系統(tǒng)的優(yōu)化定制與移植；采用短時(shí)幀能量和短時(shí)加權(quán)過(guò)零率雙門限進(jìn)行有效語(yǔ)音端點(diǎn)檢測(cè)以減少計(jì)算量；對(duì)于需復(fù)雜運(yùn)算的幀能量、距離測(cè)量及差分計(jì)算等,采用相對(duì)簡(jiǎn)單計(jì)算方法等。