多场景下回放语音攻击检测关键技术研究

发布时间：2022-01-02 17:34

　　随着声纹认证技术不断发展,各种欺骗性语音对声纹认证系统的攻击也日趋严重。其中,回放语音因直接来源于目标说话人的真实声音,获取简单,并且不需要攻击者具备专业的知识,对声纹认证系统的威胁性最大。同时,随着音频编解码技术的成熟,高保真的录制设备和回放设备能够做到最小失真录制和高保真的回放,使得回放语音攻击声纹认证系统更容易实现。因此,如何对回放语音进行有效的检测成为声纹认证领域亟待解决的问题。本文对多场景下回放语音检测的关键技术进行研究和探索,深刻剖析了现有研究方法的思路、原理以及特点,发现现有的算法中存在检测率不高、鲁棒性不强、算法复杂度相对较高等缺点。根据现有算法的不足,开展了以下三部分的研究工作。1、从时域和频域两个角度细致分析了回放语音与真实语音的差异。研究表明,回放语音受不同回放配置影响会出现不同程度的失真,其失真信息主要分布在高频区和低频区。为度量回放语音相较于真实语音的失真大小,探究录制设备、回放设备以及声学环境对回放语音质量的影响,本文构建了相对熵特征。实验结果表明,三种因素中回放设备是影响回放语音失真大小的主要因素;当回放设备的质量由低变高时,其相对熵的波动范围最大,熵值从... 

【文章来源】：宁波大学浙江省

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
引言
1 绪论
    1.1 课题的研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 单场景下回放语音检测研究现状
        1.2.2 多场景下回放语音检测研究现状
    1.3 本文的主要研究工作和内容安排
2 数据库、分类器及性能指标
    2.1 数据库的构造及其使用规则
    2.2 检测算法的基本框架
    2.3 检测算法的性能指标
3 回放语音差异性研究和失真性度量
    3.1 回放攻击场景介绍
    3.2 回放语音差异性研究
        3.2.1 时域波形的分析
        3.2.2 频域谱图的分析
    3.3 数据库详细配置
        3.3.1 声学环境
        3.3.2 录制设备
        3.3.3 回放设备
    3.4 回放配置对回放语音的影响
    3.5 本章小结
4 基于修正倒谱特征的回放语音检测算法
    4.1 频域子带分析
        4.1.1 基于特征层面的分析
        4.1.2 基于模型层面的分析
    4.2 传统倒谱特征提取
        4.2.1 梅尔频率倒谱系数
        4.2.2 逆梅尔频率倒谱系数
        4.2.3 线性频率倒谱系数
    4.3 修正倒谱特征提取
        4.3.1 单一滤波器组设计
        4.3.2 组合滤波器组设计
        4.3.3 修正滤波器组的倒谱特征提取
    4.4 实验结果及分析
        4.4.1 实验设置
        4.4.2 实验结果及分析
    4.5 本章小结
5 基于带阻滤波倒谱特征的回放语音检测算法
    5.1 语音信号滤波介绍
        5.1.1 数字滤波器设计方法及其类型
        5.1.2 数字滤波器的频带变换
    5.2 特征构造及提取
        5.2.1 子带频率倒谱系数提取
        5.2.2 带阻滤波倒谱系数提取
    5.3 实验结果及分析
        5.3.1 实验设置
        5.3.2 实验结果及分析
    5.4 本章小结
6 信道补偿对回放语音检测的影响
    6.1 数学模型建立与信道补偿分析
        6.1.1 回放语音数学模型
        6.1.2 信道补偿分析
    6.2 特征层面信道补偿方法
        6.2.1 倒谱均值方差归一化方法
        6.2.2 分位数倒谱动态归一化方法
        6.2.3 倒谱增益归一化方法
    6.3 倒谱特征的提取
        6.3.1 常数Q倒谱系数
        6.3.2 高频倒谱系数
    6.4 实验设置及分析
        6.4.1 实验设置
        6.4.2 实验的结果及其分析
    6.5 本章小结
7 总结与展望
    7.1 本文工作总结
    7.2 研究工作展望
参考文献
在学研究成果
致谢
Abstract
论文摘要


【参考文献】：
期刊论文
[1]基于修正倒谱特征的回放语音检测算法[J]. 林朗,王让定,严迪群,李璨.  计算机应用. 2018(06)
[2]基于信道模式噪声的录音回放攻击检测[J]. 王志锋,贺前华,张雪源,罗海宇,苏卓生.  华南理工大学学报(自然科学版). 2011(10)
[3]防止假冒者闯入说话人识别系统[J]. 张利鹏,曹犟,徐明星,郑方.  清华大学学报(自然科学版). 2008(S1)



本文编号：3564595