基于近超声感知声道行为的声纹认证增强技术研究
批准号:
62102354
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
卢立
依托单位:
学科分类:
物联网及其他新型网络
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
卢立
中文摘要
作为主流的生物特征识别解决方案之一,声纹认证因其突出的用户友好性、及可理解的个体区分方法,在学术研究和工业应用等领域受到广泛关注。然而,由于声纹内嵌于人发声形成的语音中,其面临着语音泄露声纹、场景信道干扰、文本内容掩蔽等挑战,使其虽经过数十年的发展,但普及程度却仍远不及指纹、人脸等其他主流生物特征识别技术。针对以上声纹认证面临的挑战,本项目拟深入研究面向移动与智能物联网场景的增强声纹认证技术,提出基于近超声感知声道行为的身份认证方法。首先,研究人体声道对近超声信号的影响,探索声道行为感知的活体识别和活体认证技术;其次,研究信道因素对声道行为感知的影响,探索不同环境和设备的信号差异平滑与消除技术;最后,研究细粒度声道行为特异性的精确感知方法,探索不同文本内容下共性特异性提取技术。本课题的成功开展将为声纹认证技术的大规模应用指出切实可行的发展方向,满足在智能家居、智能金融等关键领域的认证需求。
英文摘要
As one of the major biometric authentication solutions, voiceprint authentication has attracted enormous attentions of academia and industry, because of its significant user-friendliness and understandable individual distinguishing approach. However, due to the integration of voiceprint in speaking-generated voices, the authentication faces several challenges, including voiceprint leakage from voices, environmental channel interference, uniqueness hidden by speaking texts, etc. Hence, the voiceprint authentication is still not as prevalent as other biometric authentications, such as fingerprint and face, though voiceprint solutions have been continuously developed in the past decades. To deal with aforementioned challenges, this project aims to investigate an enhanced voiceprint authentication technique for mobile and AIoT scenarios, and propose an authentication solution based on sensing vocal tract behaviors by acoustic signals. First, we aim to study the impact of human vocal tract on acoustic signals, and investigate the vocal tract sensing-based liveness detection and liveness authentication techniques. Then, we plan to study the impact of signal channel on vocal tract sensing, and investigate the signal difference smoothing and mitigation techniques for various environments and devices. Finally, we intend to study the precise sensing method for extracting fine-grained vocal tract uniqueness, and investigate the common uniqueness extraction technique under different speaking texts. The success of this project will point out a practical development direction for the wide deployment of voiceprint authentication, satisfying the authentication demands for various key areas, such as smart home and smart finance.
声纹识别依托于语音识别这一“镶嵌在人工智能皇冠上的明珠”的优势在智能家居、移动安全访问等关键场景中备受关注,已成为智能物联网及其安全领域的关键共性技术之一。智能终端音频设备的快速发展,使得感知的音频质量与频段带宽大幅提升,为声纹识别的防伪与增强带来了新的技术支撑。本项目针对复杂场景近超声感知技术的两个核心问题-信道干扰消除和文本差异消除,深入研究移动物联场景下基于近超声信号的感知技术及其在声纹防伪的应用。.在重要研究成果方面,本项目取得的成果包括:1)提出了面向声纹认证的防伪增强技术及系统,通过设计基于超声波感知的伪造声纹检测算法,和面向声纹认证的对抗攻击检测算法,实现了低成本的声纹融合模态防伪能力;2)提出了基于声波信号的信道增强技术及系统,通过设计基于脉冲响应的设备信道数据增强算法,和基于声波信道失真的扰动调制算法,实现了近超声感知声道行为的信道无关增强认证;3)提出了基于音素词典的文本无关认证技术及系统,通过设计基于对抗扰动的通用音素词典构造算法,和面向现实场景的流式声纹认证一致性增强框架,实现了文本无关的声纹识别增强能力;4)设计并实现了基于近超声感知升到行为的声纹认证增强原型系统,并在其上开展实验验证,为声纹认证解决方案的在智能家居、智能金融等领域大规模应用提供技术支撑。.本项目超额完成考核指标。共发表高质量论文35篇,其中项目为第一标注论文6篇,CCF A类论文27篇,CCF B类论文6篇。包括高质量国际期刊论文13篇,其中IEEE Transactions on Information Forensics and Security 4篇、IEEE/ACM Transactions on Networking 2篇、ACM IMWUT/UbiComp 3篇等;高质量国际会议论文22篇,其中USENIX Security Symposium 3篇、IEEE INFOCOM 5篇等。申请国家发明专利11项,并获得软件著作权1项。获得2022年ACM MobiCom的Best Poster Runner-up Award。本项目的成功开展取得了国际领先的科研成果,为智能家居、智慧金融等重要产业提供关键共性技术支持。
面向物理域的实时语音匿名技术研究
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批准号:Y24F020037
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2024
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负责人:卢立
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依托单位:
国内基金
海外基金