一种电子变调音频的鉴定方法技术

本发明专利技术公开了一种电子变调音频的鉴定方法，是根据电子变调的特点而提出的判别方法，属于多媒体信息安全领域。本发明专利技术方法包括以下步骤：（1）提取音频特征；（2）构造分类器模型；（3）按照步骤（1）提取待测音频片段的特征，利用步骤（2）得到的分类器模型进行检测判断。本发明专利技术方法能鉴定一段待测音频是原始音频还是电子变调音频，并且对不同的变调方法有很稳健的鲁棒性，从而可以为司法取证提供帮助。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了，是根据电子变调的特点而提出的判别方法，属于多媒体信息安全领域。本专利技术方法包括以下步骤：（1）提取音频特征；（2）构造分类器模型；（3）按照步骤（1）提取待测音频片段的特征，利用步骤（2）得到的分类器模型进行检测判断。本专利技术方法能鉴定一段待测音频是原始音频还是电子变调音频，并且对不同的变调方法有很稳健的鲁棒性，从而可以为司法取证提供帮助。【专利说明】
本专利技术涉及多媒体信息安全领域，更具体地，涉及一种电子变调语音的鉴定方法。
技术介绍
电子变调是利用电子设备来改变说话人的声音，从而实现隐藏或者伪造说话人身份的一种技术。通过复杂的变调算法，电子变调音频可以达到非常清晰自然的效果，进而干扰与欺骗人的听觉或者说话人自动识别系统。近年来，随着音频处理软件的成熟和智能手机的普及，涉及电子变调音频的案件已经呈现出不断增长的势头。在电话通信、网络聊天等领域，电子变调往往被利用来进行诈骗、恐吓等违法犯罪行为。因此，对电子变调音频进行鉴定有着非常重要和紧迫的实际意义。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供，采用这种方法可以判断一段待测音频是否有经过电子变调处理，从而为司法与刑侦提供帮助。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案为: 一种电子变调音·频的鉴定方法，包括: 51.构造分类器模型，具体为: 建立训练音频库，其中包括原始音频集和电子变调音频集，根据不同的变调系数，将电子变调音频集划分为K个电子变调音频子集； 分别提取原始音频集的音频特征集和K个电子变调音频子集的音频特征集； 将原始音频集的特征集分别和K个电子变调音频子集的特征集合在一起，输入到分类器中，分别训练得到K个分类器模型； 52.利用分类器模型对待测音频片段做检测判断，具体: 提取待测音频片段的特征； 将待测音频片段的特征输入到K个分类器中，分别获得K个鉴定结果； 如果K个鉴定结果都是原始音频，则待测音频片段被鉴定为原始音频；如果其中有一个鉴定结果是电子变调音频，则待测音频片段被鉴定为电子变调音频； 其中上述音频特征提取的具体方式为: 1)对音频进行语音检测，截掉音频的静音部分； 2)对音频的幅值进行归一化，使其分布在区间内； 3 )对音频进行加窗、分帧，分帧后音频的帧数记作N ； 4)提取每一帧音频的d阶梅尔频率倒谱系数MFCC，记作爲，爲，…，Mn； 5)对爲，M2,…，Mn做帧间一阶差分和帧间二阶差分，得到每一帧音频的MFCC—阶差分和二阶差分系数，记作Zl焉，2爲，-,ΔΜΝΜΛΔ M1,AAM2, 馬，基于第i帧音频提取的MFCC及其差分系数矢量，记作V1., i = {1,2,…，M，Ki有0 = 3d个分量，Vj的第分量记作F0.，所有Ar个第分量的集合，记作A = { V1J, V2J,..., Vnj } , J = {I,2，,D]； 6)计算每一个分量集合(的均值巧，J={2，J?，…，扔，以及不同的分量集合Zy和(，之间的相关系数 、7、7.，= {I, 2,…，D}, ；7)将所得的均值和相关系数组合起来，作为音频特征 = Ijn1, m2,..., mD, c12,更进一步的，所述步骤SI中将原始音频集的特征集分别和K个电子变调音频子集的特征集合在一起，输入到支持向量机SVM中，分别训练得到K个分类器模型。更进一步的，所述音频特征提取中步骤I)对音频进行语音检测，截掉音频的开头与末尾处的静音部分。更进一步的，所述音频特征提取中步骤3)中每一帧的长度为l(T30ms。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为:采用本专利技术的方法可以判断一段待测音频是否有经过电子变调处理，并且对不同的变调方法有很稳健的鲁棒性，从而为司法与刑侦提供帮助。【专利附图】【附图说明】图1为采用本专利技术方法的电子变调音频鉴定系统的流程图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术做进一步的描述，但本专利技术的实施方式并不限于此。本专利技术方法主要通过以下三个步骤进行电子变调语音的鉴定: S1.提取音频特征，具体实施如下: 511.对音频进行语音检测，截掉音频开头与末尾处的静音部分； 512.对音频的幅值进行归一化，使其分布在区间内； 513.对音频进行加窗、分帧，每一帧的长度为l(T30ms，分帧后音频的帧数记作S14.提取每一帧音频的i/阶梅尔频率倒谱系数MFCC，记作 ，…，MN。S15.对爲，爲，…，馬做帧间一阶差分和帧间二阶差分，得到每一帧音频的MFCC —阶差分和二阶差分系数，记作-,AMnMAAM1, AAM2,…AA馬。基于第i帧音频提取的MFCC及其差分系数矢量，记作Ki, i = {1,2,…，#}，6有0 = 3d个分量。Ki的第分量记作.,所有Ar个第分量的集合,记作Jy = { V1J, V2J, -,Vnj }, J ={1,2,…，扔。S16.计算每一个分量集合(的均值?= {1,2,…，仍，以及不同的分量集合七和 之间的相关系数C#，= {1,2,…，扔，j φ r。S17.将所得的均值和相关系数组合起来,作为音频特征/, f = Ym1, m2,..., mD,C12，C13，…，0D-1D S2.构造分类器模型，具体实施如下: S21.建立训练音频库，其中包括原始音频集和电子变调音频集，根据不同的变调系数，将电子变调音频集划分为若干个电子变调音频子集。S22.附图是电子变调音频鉴定系统的流程图。按照步骤SI，分别提取原始音频集S0的特征集F0，和K个电子变调音频子集{S1,S2,...,Sk}幻的特征集{ F1,F2,…，Fk}。S23.如图所示，将原始音频集的特征集&分别和K个电子变调音频子集的特征集{F1, F2,…，Fk]合在一起，输入到支持向量机SVM中，分别训练得到K个分类器{CF,CF2, ...,CFk):Fo+ F1 — CFpF0 — F2 — CF2,...,F0 — Fk — CFk 每个分类器都用于鉴定一段待测音频是原始音频还是电子变调音频。S3.利用分类器模型对待测音频片段做检测判断，具体实施如下: S31.按照步骤SI，提取待测音频片段的特征/；&。S32.将待测音频片段的特征/；&输入到由步骤S2训练得到的#个分类器{CF1,CF2,...,CFk]中，分别获得#个鉴定结果。S33.如果这K个鉴定结果都是原始音频，则待测音频片段被鉴定为原始音频；如果其中有一个鉴定结果是电子变调音频，则待测音频片段被鉴定为电子变调音频。下面给出利用本专利技术方法的一些实验结果: 将TIMIT语音库作为原始音频集，并将其随机划分为两个不交叉的部分，记T-7和Τ-2。考虑四种不同的电子变调方法，分别是Audacity，Cool Edit, PRAAT和基于RTISI算法的MATLAB变调工具箱。分别用这四种电子变调方法对原始音频集T- 7和进行变调处理，得到八个电子变调音频集，记作T-A，T-C, T-1-P, T-1-R以及T-2-A,T-2-C, T—2—P, T-2-R。原始音频集r_7以及来自它的电子变调音频集用于建立四个训练音频库，原始音频集以及来自它的电子变调音频集用于建立测试音频库。采用本专利技术方法，分别由四个训练音频库得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子变调音频的鉴定方法，其特征在于，包括：S1.构造分类器模型，具体为：建立训练音频库，其中包括原始音频集和电子变调音频集，根据不同的变调系数，将电子变调音频集划分为K个电子变调音频子集；分别提取原始音频集的音频特征集和K个电子变调音频子集的音频特征集；将原始音频集的特征集分别和K个电子变调音频子集的特征集合在一起，输入到分类器中，分别训练得到K个分类器模型；S2.利用分类器模型对待测音频片段做检测判断，具体：提取待测音频片段的特征；将待测音频片段的特征输入到K个分类器中，分别获得K个鉴定结果；如果K个鉴定结果都是原始音频，则待测音频片段被鉴定为原始音频；如果其中有一个鉴定结果是电子变调音频，则待测音频片段被鉴定为电子变调音频；其中上述音频特征提取的具体方式为：1）对音频进行语音检测，截掉音频的静音部分；2）对音频的幅值进行归一化，使其分布在区间[?1，1]内；3）对音频进行加窗、分帧，分帧后音频的帧数记作N；4）提取每一帧音频的d阶梅尔频率倒谱系数MFCC，记作M1，M2，…，?MN；5）对M1，M2，…，MN做帧间一阶差分和帧间二阶差分，得到每一帧音频的MFCC一阶差分和二阶差分系数，记作△M1，△M2，…，△MN和△△M1，△△M2，…，△△MN，基于第i帧音频提取的MFCC及其差分系数矢量，记作Vi，i?=?{1，2，…，N}，Vi有D?=?3d?个分量，Vi的第j分量记作?vij，所有N个第j分量的集合，记作Xj?=?{?v1j，?v2j，…，vNj?}，?j?=?{1，2，…，D}；6）计算每一个分量集合Xj的均值mj，j={1，2，…，D}，以及不同的分量集合Xj和Xj’之间的相关系数cjj’、j、j’?=?{1，?2，…，D}，?j?≠?j’；7）将所得的均值和相关系数组合起来，作为音频特征f，?f?=?[m1，m2，…，?mD，c12，c13，…，cD?1D]。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴浩君，王泳，黄继武，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：