Исследование методов идентификации человека по

УДК 004.056:378(06) Проблемы информационной безопасности в системе высшей школы
О.В. ВАСИЛЕВСКАЯ, Ю.Г. ГОРШКОВ, И.Н. СПИРИДОНОВ
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ ИДЕНТИФИКАЦИИ
ЧЕЛОВЕКА ПО ПАРАМЕТРАМ РЕЧЕВОГО СИГНАЛА
Проведено сравнение двух методов идентификации диктора по речевому
сигналу. Проведена адаптация стандарта ИСО/МЭК 19795-1 под испытания
систем идентификации человека по речевому сигналу.
Значения характеристик речевого сигнала индивидуальны для каждого
человека, что связано с различием параметров гортани, голосовых связок
и резонаторов, к которым относятся ротовая и носовая полости.
Существует два основных метода идентификации диктора по голосу: с
использованием формантных признаков и основного тона. В данной
работе приводятся результаты тестирования данных методов.
В первом методе в качестве идентификационных признаков
использовались
положения
максимумов
мгновенного
спектра,
максимально соответствующих формантам. Исследовался диапазон
частот от 300 до 3500 Гц.
При исследовании метода идентификации по основному тону
происходило сравнение следующих статистик основного тона (ОТ):
 Минимальное значение ОТ (частота, ниже которой находится 2 %
значений ОТ);
 Максимальное значение ОТ (частота, выше которой находится 2%
значений ОТ);
 Отношение общей длительности участков с возрастающим ОТ к
общей длительности участков с ОТ;
 Средняя скорость изменения ОТ;
 Дисперсия логарифма ОТ;
 Средняя скорость изменения ОТ при его уменьшении;
 Асимметрия логарифма ОТ;
 Отношение длительности тональных участков к общей
длительности фонограммы.
Тестирование проводилось в соответствии с правилами тестирования
систем идентификации, установленными в стандарте ИСО/МЭК 19795-1
«Автоматическая идентификация. Идентификация биометрическая.
Эксплуатационные испытания и протоколы испытаний в биометрии». В
соответствии с данным стандартом необходимо проводить три вида
ISBN 978-5-7262-0886-2. XV Всероссийская научная конференция
27
УДК 004.056:378(06) Проблемы информационной безопасности в системе высшей школы
испытаний: идентификация на замкнутом множестве, идентификация на
открытом множестве и верификация.
Для проведения тестирования была собрана база данных, состоящая из
442 записей телефонных переговоров, 27 из которых вошли в
контрольную группу. При тестировании определялись следующие
параметры [1]:
1. Вероятность отказа регистрации (ВОР);
2. Вероятности истинно-положительной идентификации (ВИПИ) в
зависимости от ранга при идентификации на замкнутом множестве;
3. Вероятность ложного допуска (ВЛД);
4. Вероятность ложного недопуска (ВЛНД);
5. Вероятность ложно-положительной идентификации (ВЛПИ);
6. Вероятность ложно-отрицательной идентификации (ВЛОИ);
7. ВИПИ при идентификации на открытом множестве.
И строились следующие зависимости:
1. Зависимость ВИПИ от ранга;
2. Зависимость ВЛНД от ВЛД;
3. Зависимость ВЛОИ от ВЛПИ.
Таким образом, стандарт
ИСО/МЭК 19795-1 «Автоматическая
идентификация. Идентификация биометрическая. Эксплуатационные
испытания и протоколы испытаний в биометрии» был адаптирован под
испытания систем идентификации человека по речевому сигналу.
После анализа построенных зависимостей был сделан вывод о том,
что идентификация по формантным признакам является более надежной
по сравнению с идентификацией по выделенным статистикам ОТ.
Список литературы
1. ГОСТ Р ИСО/МЭК 19795-1. Автоматическая идентификация. Идентификация
биометрическая. Эксплуатационные испытания и протоколы испытаний в биометрии. М.:
ИПК Издательство стандартов, 2006. 97 с.
ISBN 978-5-7262-0886-2. XV Всероссийская научная конференция
28