[發明專利]基于i-vector局部加權的光纖振動振源識別分類方法及系統

在審

• 申請號: 201810424808.0
• 申請日: 2018-05-07
• 公開（公告）號: CN110458179A
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 劉本剛;張潔;鄧子璇;顧宗隨;柴軍杰;魏嘉
• 申請（專利權）人: 光子瑞利科技(北京)有限公司
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于i-vector局部線性加權的光纖振動振源分類裝置，其特征在于，包括：脈沖光路系統，分束器、APD光電轉換器、數據采集卡、數據采集模塊、i-vector預警識別模塊、預警事件分類推送模塊。

2.根據權利要求1所述的方法，脈沖光路系統用于產生脈沖光束，作為光纖振動傳感介質的，其特征在于，包括：激光器、可調衰減器、調制器、驅動器、EDFA放大器、環形器等；

激光器發射穩定的光信號，通過驅動器進行脈沖控制，進而通過EDFA放大器進行能量放大、提高信噪比；

而后發射光通過環形器射出，反射光通過環形器接收并通過PBS分光器后進入APD光電轉換，最終變為數字信號并上傳。

3.根據權利要求1所述的方法，i-vector預警識別模塊提高待識別振源樣本近鄰域局部類間的分辨能力，從而減少因信道差異而產生的識別錯誤，從而提高識別準確率；

在提取振源音頻i-vector特征時，其特征在于，包括：采用T子空間參數集對振源i-vector特征進行標記作u_s,h，把語音的差異性用單一的更低維的T空間和殘差來表示；

將該段目標振源的0 階和1 階Baum-Welch 統計量，以及訓練T矩陣時產生的方差，通過式(2)的運算從而得到一個長度固定、維度比超向量更低的向量u_s,h，用來表示i-vector特征。

4.根據權利要求3所述的方法，為了在保持目標振源聲紋特征的同時并消除信道差異性，采用LDA投影實現2次降維，通過增加待識別振源音頻近鄰樣本計算散度可顯著改善算法的收斂性能；

其特征在于使用類間散度矩陣S_B，類內散度矩陣S_w描繪目標振源特征u_s；

通過式(10) 和(11)分別計算S_B和S_W;根據式(5)，求得投影矩陣P;根據式(6)，對測試振源音頻i-vector 進行投影變換，生成新的特征向量;計算登記目標振源語音樣本和待識別振源音頻樣本的GPLDA 得分; 根據相似度，從高到低取前k 個登記目標振源語音樣本，將第k個樣本和待識別振源音頻樣本的GPLDA得分設為θ; 根據式(6)，對訓練振源音頻i-vector 進行投影變換，生成新的特征向量，在此基礎上計算訓練集振源音頻樣本和待識別振源音頻樣本GPLDA 得分; 根據θ確定待識別語音的近鄰樣本，將近鄰樣本對應的ws設為α;計算這k 個登記目標振源和待識別振源音頻樣本的GPLDA 得分;選擇該k 個登記目標振源中和待識別振源音頻樣本的GPLDA 得分最高者，作為識別結果輸出。