耳语音信号处理研究及其在激光侦听中的应用

摘要

激光侦听是利用激光对语音信号进行获取，并进一步研分析处理。激光侦听常采用的是激光测振技术，它由激光多普勒技术发展而来。激光测振技术能够实现非接触、实时、精确的测量多种物理量，现已广泛应用于科研实验、工业生产、自动化控制、分析测量等各个领域。耳语音(wishper)作为一种日常生活中无处不在特殊语音形式，使得人们可以在交流时能够适应更多的场合。耳语音通常会包含说话人刻意隐藏的信息，结合激光测振技术开展针对耳语音的识别研究，我们能够实现非接触、远距离、安全隐秘的获取信噪比较高的耳语音信号的同时，通过信号处理的手段来进一步挖掘出说话人、语音内容等有价值的信息，这在情报安全、网络通信、自动化、司法鉴定等方面都有着巨大应用价值。
　　本文介绍了多普勒激光测振仪(LDV)的工作原理。以及分别通过直接测量声场、通过测量薄壁器物振动的方式直接或间接的获取耳语音信号方法，并探讨了噪声信号的处理，以获取信噪比较高的耳语音信号。同时还解释了一个完整的说话人识别系统的组成、实现说话人识别的具体步骤，并介绍了几种使用较为广泛的说话人系统模型。因耳语音声带不振动、能量低、没有基频等有别于正常音特点，在说话人识别的各个步骤上，尤其是特征参数提取的方法选择上，需要有更多的改进，文中介绍并对比了包括线性预测倒谱系数(LPCC)、美尔倒谱系数(MFCC)和针对耳语音改进的美尔倒谱系数特征参数提取算法。
　　本文在此基础上进行了激光测量玻璃振动来获取耳语音信号的实验，为了进行对比还使用传统录音设备获取了相同的耳语音信号。之后选取高斯混合模型(GMM)作为说话人识别模型，对两组语音信号进行说话人识别实验，并根据实验结果分析激光收集耳语音信号的识别效果、和对比相同耳语音信号不同的特征参数提取算法的识别效果。

目录

第一章 引言

1.1 激光测振简介

1.2 耳语音简介

1.3 正常语音说话人识别和耳语音说话人识别

1.4本文的主要工作

第二章 激光测振技术和耳语音相关研究发展现状

2.1 激光测振及激光多普勒仪发展现状

2.2耳语音相关研究发展进程和发展现状

第三章 声信号的激光测振法采集

3.1 激光多普勒测振工作原理

3.2激光测量声场基本原理

3.3通过测量玻璃等固体振动获取语音信号

3.4实验部分

第四章 耳语音的特点及说话人识别系统

4.1耳语音的特点

4.2说话人识别系统

第五章 耳语音特征参数的提取与识别

5.1特征参数提取算法

5.2 实验部分

5.3结果分析

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2 不足和展望

参考文献

致谢

附录：在学期间的研究成果及发表的学术论文