一种基于在线学习的时变声纹认证方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于在线学习的时变声纹认证方法及系统，随机生成提示文本，并提示用户对提示文本进行朗读，采集用户朗读的音频中的声纹特征；将采集的声纹特征和之前注册的用户声纹特征进行对比分析，当声纹特征一致时判定验证通过，如果验证不通过则通过口令验证用户身份，如果口令验证成功则通过在线学习方法更新注册声纹数据库中的用户声纹信息。优点：相对于现有技术，本发明专利技术提高了识别的准确性，提高了系统的实用性和安全性；能够通过在线学习方法更新注册声纹数据库中的用户声纹信息，从而允许用户通过口令更新声纹注册信息，提高了系统的易用性。

A time-varying voiceprint authentication method and system based on online learning

【技术实现步骤摘要】
一种基于在线学习的时变声纹认证方法及系统
本专利技术涉及一种基于在线学习的时变声纹认证方法，属于生物信息安全

技术介绍
声纹识别(VoiceprintRecognition)也称为说话人识别，分为说话人辨认和说话人确认。前者用以判断某段语音是若干人中的哪一个说的；而后者则是判断某段语音是否是特定人所说。任务不同，所采用的技术也不同。声纹密码验证是说话人确认的一种应用，该方法要求用户输入语音，并据此确认说话人身份。在该应用中用户注册及身份验证通常采用固定密码文本的语音输入(文本相关)，消除了语音内容差异，因而其声纹往往更为一致，相应的可取得相比于文本无关的说话人确认更好的验证效果。目前常用声纹密码往往采用固定数字串(经典模式)或者随机数字串，相对于前者而言，后者最大的特点是能够很好的防止录音回放等攻击。现有的声纹密码验证技术的缺点包括：文本无关方式下注册、验证所需的语音数据模板多，验证过程慢，不适用于实时、用户声纹密码验证，用户体验也较差；文本相关的经典模式存在具有被窃听的风险，更有可能受到录音回放的攻击；用户声音声纹易受其他因素影响，如年龄的增长等原因都会使声纹发生细微变化，降低匹配相似度，从而影响匹配成功率，影响用户使用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种基于在线学习的时变声纹认证方法及系统，提高识别结果的准确性、实时性和易用性。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于在线学习的时变声纹认证方法，随机生成提示文本，并提示用户对提示文本进行朗读，采集用户朗读的音频中的声纹特征；将采集的声纹特征和之前注册的用户声纹特征进行对比分析，当声纹特征一致时判定验证通过，如果验证不通过则通过口令验证用户身份，如果口令验证成功则通过在线学习方法更新注册声纹数据库中的用户声纹信息。进一步的，所述声纹特征是指利用声学信号特征和模型方法所提取的用户唯一的语音时频特性。进一步的，所述注册的过程为：在进行用户信息设置时，要求用户说出0-9所有数字，根据用户录入的语音音频进行切分，并提取相应的特征存入注册声纹数据库，同时设置用户登录口令，将口令存入注册口令数据库。进一步的，所述提示文本的生成过程为：随机产生一个固定长度的数字串，用于提示用户说出这串数字，同时用于在对比分析前将注册声纹数据库中的声纹特征按照数字串顺序拼接出本次对比所需的声纹特征序列。进一步的，所述对比分析的过程为：比较用户根据系统提示的提示文本读出的音频中的声纹特征与其在注册声纹数据库中存有的声纹特征之间的相似程度，判断依据为〖f(s)＝e〗^(s+α),其中s为注册和验证时的特征相似程度，α为声纹验证判定门限，e是自然指数；当f(s)>1时,则判定通过；当f(s)≤1时，判定不通过。进一步的，所述口令验证的过程为：用户输入口令信息，系统将用户的输入和注册口令数据库中的用户口令进行匹配，匹配成功则接受，否则拒绝。进一步的，所述在线学习方法的过程为：在未通过声纹验证，但通过口令认证的情况下，根据特征的相似程度和设定的学习门限作出是否对本次学习进行更新的判断，判断依据为〖f(s)＝e〗^(s+α),其中s为注册和验证时的特征相似程度，α为声纹验证判定门限，β为学习门限，e是自然指数，当β<f(s)<1时,判定允许更新，将对应的特征信息更新到注册声纹数据库中；当f(s)≤β时判定不通过，数据库不更新。一种基于在线学习的时变声纹认证系统，包括声纹特征采集模块和分析对比模块；所述声纹特征采集模块，用于随机生成提示文本，并提示用户对提示文本进行朗读，采集用户朗读的音频中的声纹特征；将采集的声纹特征和之前注册的用户声纹特征进行对比分析，当声纹特征一致时判定验证通过，如果验证不通过则通过口令验证用户身份，如果口令验证成功则通过在线学习方法更新注册声纹数据库中的用户声纹信息。进一步的，还包括注册声纹数据库、注册口令数据库和注册模块；所述注册模块将注册的声纹特征输出至注册声纹数据库，将注册的口令信息输出至注册口令数据库。进一步的，所述分析对比模块包括验证模块和学习模块；所述验证模块，用于将采集的声纹特征与注册声纹数据库中预存的声纹特征进行验证比较，判别不通过时，提示用户输入口令信息，并对用户输入的信息与注册口令数据库中预存的口令进行验证比较，判别通过时，将本次用户输入的声纹特征输出至学习模块，学习模块将本次用户的声纹特征信息更新到注册声纹数据库中。本专利技术所达到的有益效果：相对于现有技术，本专利技术提高了识别的准确性，提高了系统的实用性和安全性；能够通过在线学习方法更新注册声纹数据库中的用户声纹信息，从而允许用户通过口令更新声纹注册信息，提高了系统的易用性。附图说明图1位本专利技术系统结构图；图2为本专利技术工作流程图。具体实施方式为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。一种基于在线学习的时变声纹认证方法，随机生成提示文本，并提示用户对提示文本进行朗读，采集用户朗读的音频中的声纹特征；将采集的声纹特征和之前注册的用户声纹特征进行对比分析，当声纹特征一致时判定验证通过，如果验证不通过则通过口令验证用户身份，如果口令验证成功则通过在线学习方法更新注册声纹数据库中的用户声纹信息。所述声纹特征是指利用声学信号特征和模型方法所提取的用户唯一的语音时频特性。所述注册的过程为：在进行用户信息设置时，要求用户说出0-9所有数字，根据用户录入的语音音频进行切分，并提取相应的特征存入注册声纹数据库，同时设置用户登录口令，将口令存入注册口令数据库。所述提示文本的生成过程为：随机产生一个固定长度的数字串，用于提示用户说出这串数字，同时用于在对比分析前将注册声纹数据库中的声纹特征按照数字串顺序拼接出本次对比所需的声纹特征序列。所述对比分析的过程为：比较用户根据系统提示的提示文本读出的音频中的声纹特征与其在注册声纹数据库中存有的声纹特征之间的相似程度，判断依据为〖f(s)＝e〗^(s+α),其中s为注册和验证时的特征相似程度，α为声纹验证判定门限，e是自然指数；当f(s)>1时,则判定通过；当f(s)≤1时，判定不通过。所述口令验证的过程为：用户输入口令信息，系统将用户的输入和注册口令数据库中的用户口令进行匹配，匹配成功则接受，否则拒绝。所述在线学习方法的过程为：在未通过声纹验证，但通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于在线学习的时变声纹认证方法，其特征在于，/n随机生成提示文本，并提示用户对提示文本进行朗读，采集用户朗读的音频中的声纹特征；/n将采集的声纹特征和之前注册的用户声纹特征进行对比分析，当声纹特征一致时判定验证通过，如果验证不通过则通过口令验证用户身份，如果口令验证成功则通过在线学习方法更新注册声纹数据库中的用户声纹信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于在线学习的时变声纹认证方法，其特征在于，
随机生成提示文本，并提示用户对提示文本进行朗读，采集用户朗读的音频中的声纹特征；
将采集的声纹特征和之前注册的用户声纹特征进行对比分析，当声纹特征一致时判定验证通过，如果验证不通过则通过口令验证用户身份，如果口令验证成功则通过在线学习方法更新注册声纹数据库中的用户声纹信息。


2.根据权利要求1所述的基于在线学习的时变声纹认证方法，其特征在于，所述声纹特征是指利用声学信号特征和模型方法所提取的用户唯一的语音时频特性。


3.根据权利要求1所述的基于在线学习的时变声纹认证方法，其特征在于，所述注册的过程为：
在进行用户信息设置时，要求用户说出0-9所有数字，根据用户录入的语音音频进行切分，并提取相应的特征存入注册声纹数据库，同时设置用户登录口令，将口令存入注册口令数据库。


4.根据权利要求1所述的基于在线学习的时变声纹认证方法，其特征在于，所述提示文本的生成过程为：
随机产生一个固定长度的数字串，用于提示用户说出这串数字，同时用于在对比分析前将注册声纹数据库中的声纹特征按照数字串顺序拼接出本次对比所需的声纹特征序列。


5.根据权利要求1所述的基于在线学习的时变声纹认证方法，其特征在于，所述对比分析的过程为：
比较用户根据系统提示的提示文本读出的音频中的声纹特征与其在注册声纹数据库中存有的声纹特征之间的相似程度，判断依据为〖f(s)＝e〗^(s+α),其中s为注册和验证时的特征相似程度，α为声纹验证判定门限，e是自然指数；当f(s)>1时,则判定通过；当f(s)≤1时，判定不通过。


6.根据权利要求1所述的基于在线学习的时变声纹认证方法，其特征在于，所述口令验证的过程为：
用户输入口令信息，系统将用户的输入和注册口...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙蒙，苟立澄，徐骏涛，王金双，邹霞，贾冲，李莉，王彬，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32