vdgtuВестник Дагестанского государственного технического университета. Технические наукиHerald of Dagestan State Technical University. Technical Sciences2073-61852542-095XDaghestan State Technical University10.21822/2073-6185-2024-51-2-77-82vdgtu-1522Research ArticleИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИINFORMATION TECHNOLOGY AND TELECOMMUNICATIONSМодуль голосовой аутентификации с использованием мел-кепстральных коэффициентовVoice authentication module using mel-cepstral coefficientsЕлизаровД. А.ElizarovD. A.

Елизаров Дмитрий Александрович, кандидат технических наук, доцент, доцент, кафедра «Информационная безопасность»

644046, г. Омск, пр. Маркса, 35

Dmitriy A. Elizarov, Cand. Sci. (Eng.), Assoc. Prof., Department of Information security

35 Marx Ave., Omsk 644046

elizarovdaib@gmail.comАшаеваП. А.AshaevaP. A.

Ашаева Полина Александровна, аспирант, кафедра «Информационная безопасность»

644046, г. Омск, пр. Маркса, 35

Polina A. Ashaeva, Postgraduate Student, Department «Information security»

35 Marx Ave., Omsk 644046

elizarovdaib@gmail.comСтепановаЕ. А.StepanovaE. A.

Степанова Елизавета Андреевна, кандидат технических наук, доцент, кафедра «Информационная безопасность»

644046, г. Омск, пр. Маркса, 35

Elizaveta A. Stepanova, Cand. Sci. (Eng.), Assoc. Prof., Department «Information security»

35 Marx Ave., Omsk 644046

elizarovdaib@gmail.comОмский государственный университет путей сообщенияРоссияOmsk State Transport UniversityRussian Federation2024250720245127782Copyright © Елизаров Д.А., Ашаева П.А., Степанова Е.А., 20242024Елизаров Д.А., Ашаева П.А., Степанова Е.А.Elizarov D.A., Ashaeva P.A., Stepanova E.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.dgtu.ru/jour/article/view/1522

Цель. Целью исследования является разработка и применение способа извлечения информации о личности пользователей из записей их голоса при помощи вычисления мел-кепстральных коэффициентов.Метод. Входе исследования использованы методы извлечения информативных признаков из голосовой записи, позволяющие идентифицировать диктора, а также представлена схема аутентификации с использованием мел-кепстральных коэффициентов.Результат. На основе данного метода был реализован модуль аутентификации с использованием аудио записей голоса пользователей простейшими MFCC. Модуль аутентификации был разработан с использованием языка Python.Вывод. Метод биометрической аутентификации является недорогим и относительно простым способом проверки подлинности пользователей. Несмотря на очевидные преимущества мел-кепстральных коэффициентов, данный метод имеет определенные недостатки, для устранения которых могут быть использованы различные частотные фильтры, а также сторонние алгоритмы анализа аудиозаписей.

Objective. The purpose of the study is to develop and apply a method for extracting information about the identity of users from recordings of their voices using the calculation of mel-cepstral coefficients.Method. In the study of the application of methods for extracting informative features from a voice recording, allowing identification of the speaker, an authentication scheme using mel-cepstral coefficients is presented.Result. Based on this method, an authentication module was implemented using audio recordings of user voices using the simplest MFCC. The authentication module was developed using Python languageConclusion. The biometric authentication method is an inexpensive and relatively simple way to verify the authenticity of users. Despite the obvious advantages of mel-cepstral coefficients, this method has certain disadvantages. To eliminate shortcomings, various frequency filters can be used, as well as third-party algorithms for analyzing audio recordings.

биометрияголосовая аутентификациямел-кепстральные коэффициентыbiometricsvoice authenticationmel-cepstral coefficientsReferencesJain A., Hong L., Pankanti S. Biometric identification //Communications of the ACM. – 2000. – Т. 43. – №. 2. – С. 90-98.Jain A., Hong L., Pankanti S. Biometric identification. Communications of the ACM. 2000; 43( 2): 90-98.Размер рынка голосовой биометрии и анализ доли - Отчет об отраслевых исследованиях - Тенденции роста. URL: https://www.mordorintelligence.com/ru/industry-reports/voice-biometrics-market (дата обращения: 11.12.2023).Voice Biometrics market size and share analysis - Industry Research Report - Growth Trends. URL: https://www.mordorintelligence.com/ru/industry-reports/voice-biometrics-market (accessed date: 11.12.2023). (In Russ)Руководство по биометрии / Р. М. Болл, Дж. Х. Коннел, Ш. Панканти, Н. К. Ратха, Э. У. Сеньор. М.: Техносфера, 2007. 368 с.Biometrics Manual / R. M. Ball, J. H. Connell, S. Pancanti, N. K. Ratha, E. U. Senior. M.: Technosphere, 2007; 368 .Stevens S. S., Volkmann J., Newman E. B. A scale for the measurement of the psychological magnitude pitch // The journal of the acoustical society of America. 1937. Т. 8, №. 3. P. 185-190.Stevens S. S., Volkmann J., Newman E. B. A scale for the measurement of the psychological magnitude pitch. The journal of the acoustic society of America. 1937; 8(3):185-190.Гоноровский И. С. Радиотехнические цепи и сигналы: учебник для вузов. М.: «Сов. радио», 1986. 512 с.Gonorovskiy I. S. Radio engineering circuits and signals: textbook for universities. M.: "Soviet radio", 1986;512. (In Russ)Судьенкова А. В. Обзор методов извлечения акустических признаков речи в задаче распознавания диктора // Сборник научных трудов Новосибирского государственного технического университета. 2019. №. 3-4. С. 139-164.Sudyenkova A.V. Review of methods for extracting acoustic signs of speech in the speaker recognition problem. Collection of scientific papers of Novosibirsk State Technical University. 2019; 3-4:139-164. (In Russ)Alim S. A., Rashid N. K. A. Some commonly used speech feature extraction algorithms // IntechOpen. 2018. P. 2-19.Alim S. A., Rashid N. K. A. Some commonly used speech feature extraction algorithms. IntechOpen. 2018; 2-19.Allen J. B., Rabiner L. R. A unified approach to short-time Fourier analysis and synthesis // Proceedings of the IEEE. 1977. Т. 65, №. 11. P. 1558-1564.Allen J. B., Rabiner L. R. A unified approach to short-time Fourier analysis and synthesis. Proceedings of the IEEE. 1977; 65(11):1558-1564.Charan R., Manisha A., Karthik R., Rajesh K. M. A text-independent speaker verification model: A comparative analysis // 2017 International Conference on Intelligent Computing and Control (I2C2). – IEEE. 2017. P. 1-6.Charan R., Manisha A., Karthik R., Rajesh K. M. A text-independent speaker verification model: A comparative analysis. 2017 International Conference on Intelligent Computing and Control (I2C2). IEEE. 2017; 1-6.Misra S. et al. Comparison of MFCC and LPCC for a fixed phrase speaker verification system, time complexity and failure analysis //2015 International Conference on Circuits, Power and Computing Technologies [ICCPCT-2015]. – IEEE, 2015. – С. 1-4.Misra S. et al. Comparison of MFCC and LPCC for a fixed phrase speaker verification system, time complexity and failure analysis. 2015 International Conference on Circuits, Power and Computing Technologies [ICCPCT-2015]. IEEE, 2015; 1-4.SpeechRecognition-3.8.1. URL: https://pypi.org/project/SpeechRecognition/ (дата обращения: 10.08.2023).SpeechRecognition-3.8.1. URL: https://pypi.org/project/SpeechRecognition / (accessed date: 10.08.2023).Swaroop C. H. A byte of python. – Independent, 2013.Swaroop C. H. A byte of python. – Independent, 2013.Pythonnet – Python.NET URL: https://github.com/pythonnet/pythonnet (дата обращения: 10.08.2023).Pythonnet – Python.NET URL: https://github.com/pythonnet/pythonnet (accessed date: 10.08.2023).PyAudio-0.2.11. URL: https://pypi.org/project/PyAudio/ (дата обращения: 10.08.2023).PyAudio-0.2.11. URL: https://pypi.org/project/PyAudio / (accessed date: 10.08.2023).Random-Word-1.0.7. URL: https://pypi.org/project/Random-Word/ (дата обращения: 10.08.2023).Random-Word-1.0.7. URL: https://pypi.org/project/Random-Word / (accessed date: 10.08.2023).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.