В настоящее время можно заметить рост интереса к речевым технологиям: синтез речи, распознавание речи, управление голосом и распознавание личности по голосу- наиболее популярные из них. Это можно объяснить развитием производительности вычислительных систем, необходимостью более тщательной защиты данных от несанкционированного доступа, а также невысокими требованиями в плане оборудования [8]. Одной из таких технологий- определение диктора по голосу- посвящена данная исследовательская работа.
Распознавание личности объединяет два класса задач: идентификацию и верификацию дикторов по голосу [5].
1. Целью идентификации является определение принадлежности исследуемого голосового сигнала к одному из дикторов, заранее предъявленных системе. Если процедуру распознавания проходят только пользователи, речевые образцы которых имеются в базе, говорят об идентификации на замкнутом множестве. Если же возникают ситуации, когда пользователь неизвестен системе, встает задача идентификации на открытом множестве [5]. Данная задача может быть сведена к предыдущей путем выбора порога принятия решения в соответствии с требованиями к системе.
2. В процессе верификации подтверждается либо опровергается принадлежность исследуемого голосового сигнала его предъявителю [5]. Данную задачу можно считать частным случаем идентификации на открытом множестве, предполагая, что система обучена только на речевых образцах рассматриваемого диктора.
В соответствии с категорией, системы распознавания делятся на текстозависимые и текстонезависимые [11]. При текстозависимом анализе 3
речи производится сравнение предложенной системой фразы с произнесенной. При текстонезависимом- распознавание по произвольной речи.
Эта технология уже нашла свое применение в таких задачах, как [8]:
• Предоставление доступа. Так как определение диктора по голосу- один из наименее ресурсоемких и простых в использовании методов идентификации, когда нет необходимости запоминать какие-либо комбинации и использовать дорогостоящие устройства. В настоящее время такая система защиты используется лишь как дополнение к имеющейся, либо, когда безопасность системы не критична:
■ Доступ к информации по телефону (информация о состоянии банковского счета, информация из баз данных и т.п.).
■ Доступ сотрудников в служебные помещения.
• Анализ диалогов, записей переговоров во время аварийных ситуаций, телефонных разговоров и др., используемых в криминалистике и судебной экспертизе.
Однако вопрос получения систем с высокоточным распознаванием дикторов до сих пор остается открытым. Продолжается поиск таких моделей, которые способны повысить качество распознавания с сохранением или увеличением скорости идентификации. Аналогичные цели ставятся в данной исследовательской работе. Проводится анализ существующих методов и предлагается новый для данной задачи подход, заключающийся в выделении речевых признаков, полученных с помощью ограниченной машины Больцмана. Также проводится сравнение зависимости качества распознавания и скорости обучения в указанных условиях от поступающих на вход ограниченной машины Больцмана векторов-признаков, уровня шума, количества идентифицируемых дикторов, классификаторов и их параметров обучения. В результате работы ожидается получение алгоритма распознавания дикторов на основе ограниченной машины Больцмана (GBRBM), составление рекомендаций по его использованию по результатам экспериментов.
Задача идентификации дикторов по голосу окружена широким кругом исследований и экспериментов, которые при положительных результатах позволяют улучшить существующие системы распознавания и даже открыть новые сферы применения. Данная работа и работа [1] показывают возможность увеличения качества распознавания дикторов по голосу с применением ограниченной машины Больцмана для получения новых векторов-признаков. Проведенные опыты позволяют подобрать параметры в зависимости от требований к скорости обучения, скорости распознавания, качеству классификации, классификации при наличии шумовых составляющих, ограниченной длине обучающих файлов, а также к количеству распознаваемых дикторов. Таким образом, использование ограниченной машины Больцмана позволит улучшить результаты работы систем идентификации, с правильно подобранными в зависимости от требований параметрами.
При необходимости, в продолжении работы могут быть рассмотрены и другие векторы-признаков. Возможно усложнение классификаторов, а также рассмотрение поведения системы при использовании глубоких нейронных сетей и ограниченный машины Больцмана, как их основы.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
