甚麼是聲紋?

聲紋識別技術的應用



所謂聲紋（voice print）是用電聲學儀器顯示的攜帶言語資訊的聲波頻譜。人的語言産生是人體語言中樞與發音器官之間一個複雜的生理物理過程，身體在講話時使用的器官--舌、牙齒、喉頭、肺、鼻腔在尺寸和形態方面每個人的差異很大，所以任何兩個人的聲紋圖譜都有差異。每個人的語音聲學特徵既有相對穩定性，又有變異性，不是絕對的、一成不變的。這種變異可來自生理、病理、心理、類比、僞裝，也與環境干擾有關。儘管如此，在一般情況下，聲紋的鑒定仍能區別不同的人或法定是同一人的聲音，從而可以進行個人身份識別。從20世紀60年代開始，聲紋識別技術被廣泛的進行研究，並應用到了電話查詢、電話交易、個人身份證明乃至偵察技術等諸多領域。





具體的說，聲紋識別技術可以應用到以下領域：





(1) 在資訊查詢領域的應用



在傳統的呼叫中心系統中，爲了向用戶提供個性化服務，並提高坐席的工作效率，在坐席的電腦端採用了"Screen Pop"技術。電話撥打進入呼叫中心後，系統通過識別撥打者的電話號碼來進行用戶識別，並從資料庫裏調出該用戶的個人及歷史交易資訊，從而能夠提高人工坐席的工作效率並向用戶提供更具有針對性的資訊服務。但通過電話號碼來進行用戶身份識別的缺陷是顯而易見的，一方面同一個電話的呼入者未必是同一個人，另一方面某個資訊查詢用戶可能會用不同的電話呼入。而聲紋識別技術就可以很好的解決上面的兩個問題。基於每個人的聲音特徵都是唯一而且幾乎很少會發生變化的特性，可以很好通過聲紋識別技術進行用戶身份識別，從而提高呼叫中心的工作有效性，尤其在更加需要人性化服務的醫療、教育、投資、票務、旅遊等應用方面，聲紋識別顯得尤其重要。





(2) 在電話交易方面的應用



在通過電話進行交易的系統中，如電話銀行系統、商品電話交易系統、證券交易電話委託系統，交易系統的安全性是最重要的，也是系統設計者所要重點考慮的內容。傳統的電話交易系統採用"用戶名+密碼"的控制機制，以確認用戶的身份並確保交易的安全性。然而這種控制機制有幾個明顯的缺點：



一是爲了降低用戶名以及密碼被猜中的可能性，用戶名和密碼往往很長而難以記憶或者容易遺忘；



二是密碼有可能被猜到，而且現有的電話系統中，如果沒有專用的端加密設備，通過DTMF信號輸入身份密碼，很容易就可能被別人竊取；



三是撥打者往往需要撥打很多數位才能完成身份驗證並最終進入系統，給用戶帶來很大的麻煩； 若在電話交易系統內採用聲紋識別技術來進行交易者身份識別與確認，上面的問題就可以迎刃而解，用戶的聲紋是唯一的，可以通過簡單的說幾句交易系統指定的話進行身份確認，其好處是顯而易見的：



提高了交易的安全性，大大降低了用戶名和密碼被猜中或者竊取的可能性； 對交易系統的用戶來說，交易過程更加簡單和人性化；若與電話自動語音識別技術相結合，通過語音下達交易指令，則更能提高交易的快捷性，縮短撥打用戶的撥打時間，降低電話交易難度；



準確的用戶身份識別，可以通過用戶資訊資料庫和歷史交易資料庫，爲提供真正的One-to-One 個性服務打下基礎； 降低交易系統費用：降低坐席的干涉時間，提高效率；由於縮短了撥打用戶的撥打時間，從而會減少IVR硬體系統的通道需求數量。



降低欺詐的可能性：商家可以根據有關的聲紋識別技術，判斷這些資訊的可信度如何，並據此決定是否送貨等，並可從資料庫內查看撥打者的信用狀況，由此可以大大地提高電話訂購商品的效率，推動"電話商務"的發展。





(3) 在PC以及掌上型設備上面的應用



在PC機及掌上型設備上，也需要進行用戶身份的識別，從而允許或拒絕用戶登陸電腦或者使用某些資源，或者進入特定用戶的使用介面。同樣採用傳統的用戶名加密碼的保護機制，存在著用戶名和密碼泄密、被竊取、容易遺忘等問題。



聲紋識別技術應用到PC以及掌上型設備上面，可以無須記憶密碼，保護個人資訊安全，大大提高系統的安全性，方便用戶使用。如在Mac OS 9作業系統中就增加了Voiceprint password的功能。用戶不需要通過鍵盤輸入用戶名和密碼，只需要對著電腦說一句話就可以進行登陸。





(4) 在保安系統以及證件防僞中的應用



聲紋識別系統可用於信用卡、銀行自動取款機、門、車的鑰匙卡、授權使用的電腦、聲紋鎖以及特殊通道口的身份卡，在卡上事先存儲了持卡者的聲音特徵碼。在需要時，持卡者只要將卡插入專用機的插口上，通過一個傳聲器讀出事先已儲存的暗碼，同時儀器接收持卡者發出的聲音，然後進行分析比較，從而完成身份確認。



同樣可以把含有某人聲紋特徵的晶片嵌入到證件之中，通過上面所述的過程完成證件防僞。





(5) 與二維條碼技術相結合的防僞應用



PDF417二維條碼是一種高密度、高資訊含量的攜帶型資料檔案，PDF417二維條碼及其 系統的開發應用範圍極廣，在國外已廣泛應用在國防、公安、交通運輸、醫療保健、工業、商業、金融、海關及政府管理等領域。其典型優點如下：



可容納約1,000個漢字資訊，比普通條碼資訊容量高幾十倍 可將照片、指紋、掌紋、聲音、簽字、文字等凡可數位化的資訊進行編碼糾錯能力強，破損面積不超過50%，可照常恢復全部資訊 誤碼率不超過千萬分之一，可靠性極高 容易製作且成本低廉。利用現有的點陣、鐳射、噴墨、熱敏/熱轉印、制卡機等列印技術，即可在紙張、PVC、甚至金屬表面上印出PDF417二維條碼採用聲紋識別的方法對重要的證件、文件、單據進行防僞，在其上需要一載體記載聲紋資訊，若採用晶片的方式，則晶片和證件文件的緊密結合不易實現，並且晶片造價過高。從可行性上考慮，證件文件的聲紋防僞需要選擇一種可以和證件、文件緊密結合的聲紋記載方法。綜合考慮，二維條碼不失爲一種理想辦法。



它的高資訊容量可以容納下特定人的聲紋資訊，而且可以很好的與證件文件等紙質結合。在需要進行證件確認的時候，通過二維條碼識別出用戶的聲紋特徵並輸入到聲紋確認儀器中，同時與持證人的聲音進行對比，從而完成證件和身份確認。



聲紋二維條碼技術也可以應用到人類生活的很多領域，例如物流配送方面，在提取貨物時、訂貨到達時可以通過聲紋的二維條碼技術來確認提貨人或者購物者的身份，從而大大降低冒領、拒領等現象的發生，提高物流運行效率，促進電子商務和電話商務的發展。