【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的迅猛發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)逐漸覆蓋到了社會生活的各個角落。在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中,傳統(tǒng)的身份認(rèn)證方法面臨巨大的挑戰(zhàn),越來越無法適應(yīng)實際應(yīng)用環(huán)境的需求。在所有的身份認(rèn)證方法中,生物特征身份識別技術(shù)是一種基于人類特有的生理和后天特性進(jìn)行的身份識別技術(shù),因其獨特的優(yōu)勢而在實際中得到了廣泛的應(yīng)用。在所有生物特征身份識別技術(shù)中,與文本無關(guān)的聲紋確認(rèn)技術(shù)被認(rèn)為是最具實用性的生物特征身份識別技術(shù)之一,該技術(shù)通過目標(biāo)說話人的語音對說話人的身份進(jìn)行確認(rèn),是語音識別研究的一個重要分支。在實際應(yīng)用環(huán)境中,受到采集設(shè)備、傳輸線路等多種因素的影響,最終得到的有效語音數(shù)據(jù)非常有限,進(jìn)而使得系統(tǒng)的識別性能和執(zhí)行效率很難達(dá)到理想的識別效果。因此,本文主要基于文本無關(guān)的短語音聲紋確認(rèn)方法進(jìn)行研究。在聲紋確認(rèn)系統(tǒng)中,系統(tǒng)的識別率和計算復(fù)雜度是衡量系統(tǒng)性能的重要指標(biāo)。傳統(tǒng)的UBM-MAP-GMM模型架構(gòu)在一定程度上解決了測試語音與訓(xùn)練語音失配的情況,系統(tǒng)識別性能也比較理想,然而在實際應(yīng)用中,面對短語音問題,該模型的運算量需求較大,系統(tǒng)魯棒性較差。因此,本文從減少系統(tǒng)計算量、提高識別率等多個角度出發(fā)對聲紋識別算法進(jìn)行了研究,具體有以下幾個方面:1.分析了模型訓(xùn)練中模型初始值對EM算法的影響,針對傳統(tǒng)K-means算法隨機(jī)選擇初始聚類中心可能導(dǎo)致算法局部收斂的缺陷,提出了基于密度和距離的初始聚類中心選擇算法,對K-means算法進(jìn)行了改進(jìn),并且通過實驗證明了算法。2.探討分析了UBM-MAP-GMM模型架構(gòu),針對其計算量大、個人聲紋模型GMM服從同一模型結(jié)構(gòu)及部分高斯分量對識別結(jié)果的影響,提出了基于UBM-CM-MAP-GMM模型架構(gòu)的聲紋確認(rèn)方法。實驗證明,該方法使得算法在識別時間、等錯誤率方面都有一定的改善。3.在UBM-CM-MAP-GMM模型架構(gòu)中,對聲紋模型GMM的混合度的取值進(jìn)行研究,實驗數(shù)據(jù)顯示當(dāng)GMM混合度為UBM的一半時效果最好。4.在UBM-CM-MAP-GMM模型架構(gòu)上實現(xiàn)了短語音聲紋確認(rèn)軟件,并對軟件的識別效率進(jìn)行了實驗分析與驗證,相比于傳統(tǒng)的UBM-MAP-GMM模型架構(gòu),改進(jìn)算法使得計算量和等錯誤率都一定程度的降低。
[Abstract]:With the rapid development of Internet technology, the network gradually covers every corner of social life. In the Internet environment, the traditional identity authentication method is facing a huge challenge, which is more and more unable to meet the needs of the practical application environment. Among all the authentication methods, biometric identification technology is a kind of identity recognition technology based on human physiological and acquired characteristics, which has been widely used in practice because of its unique advantages. Among all biometric identification techniques, text-independent voiceprint recognition is considered to be one of the most practical biometric identification techniques. It is an important branch of speech recognition. In the practical application environment, due to the influence of many factors, such as acquisition equipment, transmission line, and so on, the final effective speech data is very limited, which makes the recognition performance and execution efficiency of the system difficult to achieve the ideal recognition effect. Therefore, this paper is mainly based on the text-independent phonetics validation method. The recognition rate and computational complexity of the system are important indexes to evaluate the system performance in the voiceprint verification system. The traditional UBM-MAP-GMM model structure solves the mismatch between the test speech and the trained speech to a certain extent, and the recognition performance of the system is also ideal. However, in the practical application, in the face of the short speech problem, the model requires a lot of computation. System robustness is poor. Therefore, this paper studies the voiceprint recognition algorithm from several angles, such as reducing the system computation and improving the recognition rate. The main contents are as follows: 1. This paper analyzes the influence of the initial value of the model on the EM algorithm in model training, aiming at the defect that the traditional K-means algorithm randomly selects the initial clustering center, which may lead to the local convergence of the algorithm, an initial clustering center selection algorithm based on density and distance is proposed. The K-means algorithm is improved, and the algorithm is proved by experiment. 2. 2. The structure of UBM-MAP-GMM model is discussed and analyzed. According to the large amount of calculation, the influence of individual voice-pattern model GMM service from the same model structure and part of Gao Si component on the recognition result is discussed. A voiceprint validation method based on UBM-CM-MAP-GMM model architecture is proposed. Experiments show that the algorithm can improve the recognition time and error rate of the algorithm. In the framework of UBM-CM-MAP-GMM model, the mixing degree of the voiceprint model GMM is studied. The experimental data show that the best result is when the mixing degree of GMM is half that of UBM. 4. In this paper, the phonetics validation software is implemented on the UBM-CM-MAP-GMM model architecture, and the recognition efficiency of the software is analyzed and verified experimentally. Compared with the traditional UBM-MAP-GMM model architecture, the recognition efficiency of the software is compared with that of the traditional UBM-MAP-GMM model. The improved algorithm reduces the amount of computation and the rate of equal error to a certain extent.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN912.3

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本文編號：2387580