Файзулаєва Ольга Миколаївна, Пастушенко Микола Савелійович

Експериментальні дослідження амплітудного та фазового спектрів мовного сигналу користувача систем голосової аутентифікації

Розглядається наукове завдання підвищення якості голосової аутентифікації комп’ютерних систем і мереж за рахунок використання фазової складової мовного сигналу користувача, що реєструється. Об’єктом дослідження є процес цифрової обробки сигналів у системах голосової аутентифікації. Досліджуються методи й процедури цифрової обробки мовних сигналів, що застосовуються до систем голосової аутентифікації. Обробці піддавався мовний сигнал користувача. Процедури обробки включали перетворення Гільберта, розрахунок фази мовного сигналу та побудова амплітудного й фазового спектрів. Як свідчать результати експериментальних досліджень, найбільш інформативною є область низьких частот (до 600 Гц), як для амплітудного, так і для фазового спектрів. Разом з тим, інформативність амплітудного спектру майже у два рази перевищує інформативність фазового спектру.

Ключові слова: мовний сигнал, спектр, доступ, ознака

Faizulaieva Olha Mykolaivna, Pastushenko Mykola Saveliiovych

Experimental Studies of the Amplitude and Phase Spectra of a User’s Voice Signal in Voice Authentication Systems

The scientific challenge of improving the quality of voice authentication of computer systems and networks using the phase component of the registered user speech signal is considered. The object of research is the process of digital signal processing in the voice authentication systems. The methods and procedures for digital processing of speech signals are studied in relation to the voice authentication systems. The voice signal of the user, which comprises a sequence of the same digits entered into the laptop via an amplifier and microphone, has been subject to processing. The procedures of digital processing included the Hilbert transform, the calculation of the speech signal phase and the construction of the amplitude and phase spectra. The cross-correlation coefficient has been used as the quantitative characteristics to assess the amplitude and phase spectra informativeness of the user voice signal. As the results of experimental studies have shown, the most informative area for both the amplitude and phase spectra is low frequencies (600 Hz). However, the amplitude spectrum informativeness is almost twice higher than the informativeness of the phase spectrum. The latter can be conditioned by the fact that for the calculation of the quadrature component of the speech signal Hilbert transform has been used, which does not always give satisfying results in processing of polyharmonic and nonstationary data. The obtained results can be useful for specialists, performing research in speech and speaker recognition.

Keywords: voice signal, spectrum, access, attribute

Файзулаева Ольга Николаевна, Пастушенко Николай Савельевич

Экспериментальные исследования амплитудного и фазового спектров речевого сигнала пользователя систем голосовой аутентификации

Рассматривается научная задача повышения качества голосовой аутентификации компьютерных систем и сетей за счет использования фазовой составляющей регистрируемого речевого сигнала пользователя. Объектом исследования является процесс цифровой обработки сигналов в системах голосовой аутентификации. Исследуются методы и процедуры цифровой обработки речевых сигналов применительно к системам голосовой аутентификации. Обработке подвергался речевой сигнал пользователя. Процедуры обработки включали преобразование Гильберта, расчет фазы речевого сигнала и построение амплитудного и фазового спектров. Как свидетельствуют результаты экспериментальных исследований, наиболее информативной является область низких частот (до 600 Гц), как для амплитудного, так и для фазового спектра. Вместе с тем, информативность амплитудного спектра почти в два раза превышает информативность фазового спектра.

Ключевые слова: речевой сигнал, спектр, доступ, признак