А,В,Соколов, 0,М, Степанюк - Скачать документы

Глава 3. Основные пути обеспечения безопасности информации 261
С выхода микрофона сигнал подается на вход звуковой карты персонального компьютера.
При записи звуковая карта представляет собой аналого-цифровой преобразователь
с широкими возможностями настройки параметров оцифровки. Основными
параметрами является частота дискретизации и разрядность кодирования. Данные
параметры определяют качество и размер выборки, получаемой в результате записи.
Причем размер записи и ее качество прямо пропорциональны, т. е. чем выше качество
записи, тем больше ее размер.
Чтобы обеспечить компромисс между качеством и размером, воспользуемся знаниями
о свойствах человеческого голоса при выборе параметров аналого-цифрового
преобразования.
К настоящему моменту у нас и за рубежом реализованы системы автоматической
идентификации по голосу, большинство из которых строятся по единой концептуальной
схеме:
Q производится регистрация пользователя и вычисляется шаблон;
Q выбираются участки речевого потока для дальнейшего анализа;
Q осуществляется первичная обработка сигнала;
G вычисляются первичные параметры;
G строится «отпечаток» (шаблон) голоса;
Q производится сравнение «отпечатков» голосов и формируется решение по идентичности
голосов или «близости» голоса к группе голосов.
Рассмотрим более подробно каждый из этапов.
На этапе регистрации новый пользователь вводит свой идентификатор, например,
имя и фамилию, а затем произносит несколько раз ключевое слово или фразу (создаются
эталоны). Число повторов ключевой фразы может варьироваться для каждого
пользователя, а может быть постоянным для всех. После предварительной обработки
фрагменты попарно сравниваются, и на основе их степени сходства вычисляется значение
«отпечатка» (шаблона).
Для выбора фрагментов фонограммы, с целью извлечения необходимых параметров,
существует несколько подходов. Например, часто применяют метод, в котором
используется весь речевой сигнал за исключением пауз. Также существует метод выбора
опорных сегментов — наиболее информативных участков речевого сигнала. При этом
выбирают наиболее энергетически мощные звуки, т. к. они менее зависимы от шумов и
искажений. В основном это гласные и звонкие согласные, произношение которых хорошо
отражает работу голосовых связок и речевого тракта. Эти звуки обязательно имеют
ярко выраженную неравномерность спектральной характеристики и именно в них выражена
индивидуальная особенность мышечной активности речевого тракта личности.
Вероятность присутствия характерных индивидуальных особенностей голоса личности
в 18 фонемах русского языка приведена в табл. 3.3, которая упорядочивает по
информативности фонемы русского языка с позиций решения задачи идентификации
личности. Фонема — это единица языка, с помощью которой различаются и отождествляются
морфемы и тем самым слова (проще говоря — звуки). Наиболее информативны
фонемы, расположенные в левой части таблицы. В правой части таблицы помещены
фонемы, малоинформативные для целей идентификации личности, так как они
позволяют узнавать диктора с вероятностью 0,5 и менее. Эти фонемы могут отражать
особенности голоса личности только в сочетании с другими звуками.