[發(fā)明專利]一種魯棒性的回放語音檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910070412.5
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN109599118A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王讓定;林朗;嚴迪群
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波大學(xué)
• 主分類號: G10L17/20
• 分類號: G10L17/20;G10L25/24;G10L25/27;G10L25/51
• 代理公司: 寧波誠源專利事務(wù)所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛(wèi);李娜

1.一種魯棒性的回放語音檢測方法，其特征在于：所述方法包括，

步驟一、分析真實語音和回放語音的頻率子帶之間的差異；

步驟二、根據(jù)分析結(jié)果選擇阻帶濾波器，將待測語音信號經(jīng)阻帶濾波器濾除后提取差異性子帶的倒譜特征，得到阻帶頻率倒譜特征；

步驟三、采用減均值去除所述阻帶頻率倒譜特征中的信道影響，并進行歸一化處理；

步驟四、采用高斯混合模型訓(xùn)練經(jīng)步驟三得到的倒譜特征，計算似然比，比較似然比與閾值大小，判斷待測語音信號為回放語音或真實語音。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于：

所述步驟三中利用減均值去除信道影響，其具體過程如下，

(a)簡化回放攻擊模型，得到時域線性卷積

其中，r為回放語音，s為真實語音，h為回放信道響應(yīng)；

(b)將時域線性卷積變換成頻域數(shù)字信號，得到

其中，F(xiàn)(·)表示傅里葉變換函數(shù)，F(xiàn)(r)、F(s)分別為回放語音r和真實語音s的頻譜系數(shù)，F(xiàn)(h)為頻域中信道響應(yīng)。

(c)通過取對數(shù)并進行離散余弦變換，將頻域中的乘性關(guān)系轉(zhuǎn)化為倒譜域中的加性關(guān)系，即

其中，R表示回放語音r的倒譜系數(shù)，S表示真實語音s的倒譜系數(shù)，H表示倒譜域中回放信道響應(yīng)h的脈沖響應(yīng)。

(d)對待測語音信號進行分幀處理，得到分幀的倒譜系數(shù)關(guān)系式

R_i＝S_i+H (8)

其中R_i表示分幀后的回放語音r的倒譜系數(shù)，S_i表示分幀后的真實語音s的倒譜系數(shù)，i表示幀數(shù)；

(e)求取整個語音信號均值，即

其中I為矢量矩陣；

(f)利用減均值，消除信道影響，即

其中，M_n表示減均值后的倒譜特征。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于：

所述步驟二中提取差異性子帶的倒譜特征，得到阻帶頻率倒譜特征，具體為，

(I)利用阻帶濾波器對待測語音信號進行濾波處理，得到濾波后的信號s(n)；

(II)對所述濾波后的信號s(n)進行預(yù)處理，得到分幀后的語音信號s_i(n)，i表示幀數(shù)；

(III)對每幀語音信號s_i(n)進行離散傅里葉變換，得到每幀語音信號s_i(n)的頻譜系數(shù)s_i(k)，即

其中，N表示傅里葉變換點數(shù)，K表示頻率點；

(IIII)根據(jù)頻譜系數(shù)求取語音信號s_i(n)的功率譜p_i(k)，公式為

并對功率譜取對數(shù)和離散余弦變換，得到阻帶頻率倒譜特征為

其中，L表示倒譜特征的維度，取值為40。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述方法，其特征在于：

所述步驟三采用減均值去除所述阻帶頻率倒譜特征中的信道影響，并進行歸一化處理，具體為，

將所述阻帶頻率倒譜特征代入公式(10)并進行方差歸一化處理，得到其中，表示分幀后整個阻帶頻率倒譜特征C_n的均值，表示分幀后整個阻帶頻率倒譜特征C_n的方差，表示執(zhí)行減均值并歸一化后的阻帶頻率倒譜特征。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述方法，其特征在于：

所述步驟四采用高斯混合模型訓(xùn)練經(jīng)步驟三得到的倒譜特征，計算似然比，比較似然比與閾值大小，判斷待測語音信號為回放語音或真實語音，具體為，

(X1)依次執(zhí)行步驟一至步驟三，提取真實語音、回放語音分別執(zhí)行減均值并歸一化后的倒譜特征，并根據(jù)該倒譜特征訓(xùn)練得到真實語音GMM模型λ_t和回放語音GMM模型λ_f(該處的)；

(X2)將所述執(zhí)行減均值并歸一化后的阻帶頻率倒譜特征在兩個GMM模型下計算似然比σ，公式為

(X3)將所述似然比σ與閾值T比較，大于閾值T，則判定所述待測語音信號為真實語音，反之為回放語音。