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1、(10)申请公布号 CN 102254551 A (43)申请公布日 2011.11.23 CN 102254551 A *CN102254551A* (21)申请号 201010179974.2 (22)申请日 2010.05.20 G10L 15/00(2006.01) (71)申请人 盛乐信息技术 ( 上海 ) 有限公司 地址 201203 上海市浦东新区张江高科技园 区郭守敬路 356 号 (72)发明人 黄伟 (74)专利代理机构 上海浦一知识产权代理有限 公司 31211 代理人 王江富 (54) 发明名称 声纹认证装置 (57) 摘要 本发明公开了一种声纹认证装置， 包括声纹 认。
2、证系统、 背景噪声监测模块、 动态阀值修正模 块 ； 背景噪声监测模块用于监测背景噪声， 输出 背景噪声信号 ； 动态阀值修正模块， 接收背景噪 声信号并确定信噪比， 根据所述信噪比动态确定 一阀值 ； 声纹认证系统， 根据声纹测试分数和所 述动态阀值修正模块确定的阈值之间的关系， 给 出声纹识别判决。 本发明的声纹认证装置， 能在各 种不同的背景噪声环境下保持相对稳定的系统性 能， 不至于导致发生大量的用户的正确请求被拒 绝或者错误请求被接受的情况。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页 CN 1。
3、02254557 A1/1 页 2 1. 一种声纹认证装置， 包括声纹认证系统， 其特征在于， 还包括背景噪声监测模块、 动 态阀值修正模块 ； 所述背景噪声监测模块， 用于监测背景噪声， 输出背景噪声信号到所述动态阀值修正 模块 ； 所述动态阀值修正模块， 接收背景噪声信号并确定信噪比， 根据所述信噪比动态确定 一阀值 ； 所述声纹认证系统， 根据声纹测试分数和所述动态阀值修正模块确定的阈值之间的关 系， 给出声纹识别判决。 2. 根据权利要求 1 所述的声纹认证装置， 其特征在于， 所述动态阀值修正模块确定的 阈值为 ： ThFA C*log(SNR)+f(FA)， f(FA) D*FA2。
4、-E*FA+K， 式中 ThFA为对于一个固定的错误接受率的阈值， FA 为错误接受率， SNR 为信噪比， C、 D、 E、 K 为常数。 3. 根据权利要求 2 所述的声纹认证装置， 其特征在于， C 0.08， D 0.01， E 0.12， K 0.39。 4. 根据权利要求 1 所述的声纹认证装置， 其特征在于， 所述动态阀值修正模块确定的 阈值为 ： ThFR C*log(SNR)+f(FR)， f(FR) -(D*FR2-E*FR+K)， 式中 ThFR为对于一个固定的错误拒绝率的阈值， FR 为错误拒绝率， SNR 为信噪比， C、 D、 E、 K 为常数。 5. 根据权利要求。
5、 4 所述的声纹认证装置， 其特征在于， C 0.2， D 0.01， E 0.12， K 0.39。 权 利 要 求 书 CN 102254551 A CN 102254557 A1/3 页 3 声纹认证装置 技术领域 0001 本发明涉及身份识别技术， 特别涉及一种声纹认证装置。 背景技术 0002 声纹认证作为一种利用人的生物特征进行身份认证的技术， 由于其便利性及准确 性被广为关注。传统的声纹认证系统往往是根据系统开发阶段的测试， 预先设定一个固定的 判决阈值， 在实际使用中， 根据声纹测试分数和阈值之间的关系， 给出一个声纹识别判决。 0003 但是在实际使用环境中， 面临着各种背景。
6、噪声以及信道干扰， 而各种环境噪声的 引入， 导致实际应用的时候声纹测试评分的分布发生变化 ( 变形、 平移等等 )， 使预先设定 的阈值与真实环境不符合， 使得事先设定的阈值不起作用， 导致正确的请求被拒绝， 或者错 误的请求被接受， 声纹认证系统的用户体验往往受到极大的影响。 0004 图1是噪声对声纹认证系统阈值的影响示意图， 其中一环境下在错误接受率FA曲 线和错误拒绝率 FR 曲线相交处， 声纹认证系统具有相同的错误接受率和错误拒绝率， 这一 点称为等错误率点。通常， 安静环境下的错误接受率 FA1 曲线同安静环境下的错误拒绝率 FR1 曲线相交处的阈值 T0被作为系统的阈值， 因为。
7、风险最小。但是在噪声环境下由于噪声 的引入， 会导致声纹认证系统的评分分布发生整体的变形或偏移， 此时， 声纹认证系统的错 误接受率 FA2 曲线和错误拒绝率 FR2 曲线相交处的阈值 T0 已偏离于安静环境下的错误接 受率 FA1 曲线同安静环境下的错误拒绝率 FR1 曲线相交处的阈值 T0， 若此时继续用安静环 境下的错误接受率曲线 FA1 同安静环境下的错误拒绝率曲线 FR1 相交处的阈值 T0作为系 统的阈值， 声纹认证系统虽然有较低的错误接受率， 但是错误拒绝率会有显著的上升， 导致 真实用户的多次请求被拒绝， 从而影响到用户的体验。 0005 采用固定阈值对声纹认证系统的影响如表 。
8、1 所示， 一声纹认证系统采用相同的阀 值， 当信噪比由大变小时， 错误接受率 FA 降低， 但是错误拒绝率 FR 有显著的上升。 0006 表 1 0007 SNR(dB) FR FA 阈值 5 1.5 7.79 0.167 10 0.86 8.53 0.167 15 0.29 9.0 0.167 20 0.28 9.86 0.167 25 0 10.9 0.167 均值 0.59 9.22 说 明 书 CN 102254551 A CN 102254557 A2/3 页 4 发明内容 0008 本发明要解决的技术问题是提供一种声纹认证装置， 能在各种不同的背景噪声环 境下保持相对稳定的系统。
9、性能， 不至于导致发生大量的用户的正确请求被拒绝或者错误请 求被接受的情况。 0009 为解决上述技术问题， 本发明的声纹认证装置， 包括声纹认证系统， 还包括背景噪 声监测模块、 动态阀值修正模块 ； 0010 所述背景噪声监测模块， 用于监测背景噪声， 输出背景噪声信号到所述动态阀值 修正模块 ； 0011 所述动态阀值修正模块， 接收背景噪声信号并确定信噪比， 根据所述信噪比动态 确定一阀值 ； 0012 所述声纹认证系统， 根据声纹测试分数和所述动态阀值修正模块确定的阈值之间 的关系， 给出声纹识别判决。 0013 所述动态阀值修正模块确定的阈值可以为 ： 0014 ThFA C*lo。
10、g(SNR)+f(FA)， f(FA) D*FA2-E*FA+K， 0015 式中 ThFA为对于一个固定的错误接受率的阈值， FA 为错误接受率， SNR 为信噪比， C、 D、 E、 K 为常数 ； 例如， C 0.08， D 0.01， E 0.12， K 0.39。 0016 所述动态阀值修正模块确定的阈值可以为 ： 0017 ThFR C*log(SNR)+f(FR)， f(FR) -(D*FR2-E*FR+K)， 0018 式中 ThFR为对于一个固定的错误拒绝率的阈值， FR 为错误拒绝率， SNR 为信噪比， C、 D、 E、 K 为常数 ； 例如 C 0.2， D 0.01，。
11、 E 0.12， K 0.39。 0019 本发明的声纹认证装置， 根据监测到的环境噪声水平， 对系统判决阈值进行相应 的调整， 通过动态的去修正判决阈值， 使得声纹认证系统在各种不同的背景噪声环境下， 都 能保持一种相对稳定的系统性能， 不至于导致发生大量的用户的正确请求被拒绝或者错误 请求被接受的情况。 附图说明 0020 下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细说明。 0021 图 1 是噪声对声纹认证系统阈值的影响示意图 ； 0022 图 2 是本发明的声纹认证装置结构示意图 ； 0023 图 3 是采用固定错误接受率 FA 时的阈值曲线 ； 0024 图 4 是用固定错误拒绝率。
12、 FR 时的阈值曲线。 具体实施方式 0025 本发明的声纹认证装置一实施方式如图 2 所示， 包括背景噪声监测模块、 动态阀 值修正模块、 声纹认证系统。 0026 所述背景噪声监测模块， 用于监测背景噪声， 输出背景噪声信号到所述动态阀值 修正模块 ； 0027 所述动态阀值修正模块， 接收背景噪声信号并确定信噪比 SNR， 根据所述信噪比确 定一阀值 Th， 所述阈值 Th 可以表示为一个与环境噪声相关的函数 Th f(SNR)。 说 明 书 CN 102254551 A CN 102254557 A3/3 页 5 0028 对于一个固定的错误接受率 FA， 所述动态阀值修正模块确定的阈。
13、值可以表示为 ： 0029 ThFA C*log(SNR)+f(FA)， f(FA) D*FA2-E*FA+K (1) 0030 式 (1) 中 ThFA为对于一个固定的错误接受率的阈值， FA 为错误接受率， SNR 为信 噪比， C、 D、 E、 K 为常数， 其值可以通过仿真的方法得到， 一实施例中， C 0.08， D 0.01， E 0.12， K 0.39 ； 0031 而对于一个固定的错误拒绝率 FR， 所述动态阀值修正模块确定的阈值可以表示 为 ： 0032 ThFR C*log(SNR)+f(FR)， f(FR) -(D*FR2-E*FR+K) (2) 0033 式 (2) 。
14、中 ThFR为对于一个固定的错误拒绝率的阈值， FR 为错误拒绝率， SNR 为信 噪比， C、 D、 E、 K 为常数， 其值可以通过仿真的方法得到， 一实施例中， C 0.2， D 0.01， E 0.12， K 0.39 ； 0034 可以分别在不同噪音类别 ( 如平稳噪音、 不平稳噪音 ) 情况下进行仿真得到所述 阀值表示式 (1) 及 (2) 中的 C、 D、 E、 K 的值。 0035 采用固定错误接受率 FA 时的阈值曲线如图 3 所示， 图中标有 “0” 的线为通过式 (1) 得到的阈值曲线， 标有 “*” 的线为根据实际测量值得到的对应于各固定错误接受率 FA 的阈值曲线， 。
15、通过对所述两种阀值曲线的拟合， 可以得到式 (1) 中 C、 D、 E、 K 的值。 0036 采用固定错误拒绝率 FR 时的阈值曲线如图 4 所示， 图中标有 “0” 的线为通过式 (2) 得到的阈值曲线， 标有 “*” 的线为根据实际测量值得到的对应于各固定错误拒绝率 FR 的阈值曲线， 通过对所述两种阀值曲线的拟合， 可以得到式 (2) 中 C、 D、 E、 K 的值。 0037 所述声纹认证系统， 根据声纹测试分数和所述动态阀值修正模块确定的阈值之间 的关系， 给出一个声纹识别判决。 0038 本发明的声纹认证装置， 根据监测到的环境噪声水平， 对系统判决阈值进行相应 的调整， 通过动态的去修正判决阈值， 使得声纹认证系统在各种不同的背景噪声环境下， 都 能保持一种相对稳定的系统性能， 不至于导致发生大量的用户的正确请求被拒绝或者错误 请求被接受的情况。 说 明 书 CN 102254551 A CN 102254557 A1/3 页 6 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102254551 A CN 102254557 A2/3 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 102254551 A CN 102254557 A3/3 页 8 图 4 说 明 书 附 图 CN 102254551 A 。