Введение
Глава 1. Голосовая биометрия 11
1.1. Состояние и перспективы голосовой биометрии 13
1.2. Области использования голосовой биометрии 15
1.3. Коммерческие системы для решения задач голосовой биометрии 16
1.3.1. Коммерческие системы идентификации диктора и определения акцента .". 16
1.3.2. Коммерческие системы детектирования стресса 18
1.3.3. Оценка технологии голосовых анализаторов стресса 22
1.4. Модели речеобразования 23
1.4.1. Линейная модель 23
1.4.2. Нелинейная модель 26
1.5. Основные подходы к идентификации диктора 27
1.6. Основные подходы к определению акцента 28
1.7. Основные подходы к определению антропометрических данных 30
1.7.1. Определение роста 31
1.7.2. Определение пола 32
1.8. Основные методы исследования эмоциональной речи 32
1.8.1. Субъективные методы 33
1.8.2. Объективные методы 36
Выводы 43
Глава 2. Алгоритмы для решения задач голосовой биометрии 46
2.1. Идентификация диктора на основе технологии MFCC и VQ 46
2.1.1. Вычисление MFCC векторов 47
2.1.2. Алгоритм квантования векторов 51
2.2. Определение национальных особенностей диктора на основе скрытых моделей Маркова 54
2.3. Определение антропометрических характеристик диктора 58
2.3.1. Определение пола 58
2.3.2. Алгоритм определение роста 58
2.4. Определение психоэмоционального состояния 60
2.4.1. Алгоритмы определения основного тона и его характеристик 61
2.4.2. Джиттер и шиммер 66
2.4.3. Расчет Формант 67
2.4.4. Нелинейный оператор ТЕО 67
2.4.5. Однофакторный дисперсионный анализ ANOVA 68
Выводы 70
Глава 3. Программно-аппаратный комплекс для решения задач голосовой биометрии 72
3.1. Назначение программно-аппаратного комплекса 72
3.1.1. Функциональное назначение 72
3.1.2. Основные компоненты системы 72
3.1.3. Основные функции 72
3.1.4. Формат файлов 74
3.2. Общая схема программно-аппаратного комплекса 75
3.3. Спецификация программных модулей системы 75
3.4. Условия использования программно-аппаратного комплекса 90
3.4.1. Климатические условия эксплуатации 90
3.4.2. Минимальный состав технических средств 90
3.4.3. Минимальный состав программных средств 91
3.4.4. Верификация и валидация системы 91
3.4.5. Инструментальные средства разработки и документирования 91
Выводы 92
Глава 4. Применение программно-аппаратного комплекса для решения задач голосовой биометрии 93
4.1. Расчет характеристик голосового тракта с помощью Simulink 93
4.2. Идентификация диктора 95
4.2.1. Идентификация диктора на основе формантных частот 95
4.2.2. Идентификация диктора на основе MFCC и VQ 97
4.3. Определение национальных особенностей диктора 98
4.3.1. Классификация акцента на основе формантного анализа 98
4.3.2. Определение национальных особенностей диктора на основе Скрытых Моделей Маркова 100
4.4. Определение антропометрических характеристик диктора 102
4.4.1. Определение пола дикторов 102
4.4.2. Определение роста диктора на основе расчета акустических характеристик голосового тракта 103
4.4.3. Автоматическое определение роста диктора 106
4.4.4. Оценка точности работы модуля антропометрии 107
4.5. Определение психоэмоционального состояния 108
4.5.1. Определение психоэмоционального состояния на основе расчета основного тона 108
4.5.2. Определения психоэмоционального состояния с помощью классификатора с несколькими входными параметрами 112
4.6. Автоматическая экспертная оценка записи 121
Выводы 124
Заключение 126
Список используемой литературы 128
Приложения 132
