声纹识别技术在车载语音交互中的应用前景

2023年12月31日发(作者：大众迈特威最新价格)

Reports1202101006声纹识别技术在车载语音交互中的应用前景?……………………………………………………………………………?李育贤李玓摘要：声纹识别除了要识别文本内容之外，还要识别说话人的身份，并根据应用场景为车内驾乘人员提供差别化服务，因此，相比目前已在汽车中广泛应用的语音交互，声纹识别是一个技术门槛相对更高的领域，在汽车中的应用还处于起步阶段。声纹识别可实现更精准的用户信息习惯采集，提升车内交互体验，并强化车辆安全防护，随着汽车智能座舱的兴起，会有较大应用空间。关键词：声纹识别车内交互智能座舱同，使得声纹具有跟指纹一样的特1技术原理点，每一个人声音都有独特的特征，通过该特征能将不同人的声音进行有声纹识别属于生物识别技术的一效区分。种，根据语音波形中的语音参数，反语音识别的目的是识别语音信号映说话人生理和行为特征，达到自动中每个字词，并理解其意义，并不需识别说话人身份的目的。由于每个人要考虑说话人是谁，它强调语音的共说话时，共鸣腔的大小和发音方式不性。声纹识别与语音识别不同，声纹30汽车工业研究·季刊2021年第1期识别关注语音信号中的语音参数，而不考虑语音中字词的意思，它强调说话人的个性。2技术特点2.1声纹识别除具有一般生物识别技技术优势术所具备的不会遗失和忘记、不需记忆、使用方便等优点外，还具有其他独特优势：（1）语音获取方便自然，因此用户接受程度高，无任何心理障碍。语音的声纹特征提取不涉及隐私问题。（2）利用声纹进行身份识别成本低廉。声音输入设备费用较低，在使用通讯设备时更无需额外的录音设备，其他生物识别技术的输入设备往往造价昂贵。（3）声纹识别算法较为简单。提取声纹特征的算法和声纹比对算法建模复杂度低，语音参数较为明确。（4）适合远程身份确认。在基于通讯网络或互联网络的身份验证应用中（电话银行、网络购物、远程登录等），声纹识别安全性更高，更有优势。（5）声纹识别具有更为准确。将语音识别和声纹识别结合，同步进行身份验证和内容鉴别，可以极大提高识别准确率。2.2声纹识别解决了当前车载人机交可实现功能互系统只能识别车内乘员所说的内容，而不能区分说话人身份的问题，让人机交互系统能够区分不同的角色，实现“闻声识人”，在此基础上，系统可以有针对性地对每个人提供不同的内容与服务。（1）车载互联防盗仅允许车主或取得授权的驾驶员激活车辆。将车主或取得车主授权的驾驶员的语音信号事先采集下来，存入车辆人机交互系统后台，也可以存

Reports语音检测声纹注册语音增强语音质量检测有效语音提取声纹特征提取声纹数据库比对算法特征比对提取算法语音检测语音增强语音质量检测有效语音提取声纹特征提取声纹验证识别结果图1声纹识别流程图入与车机相连的云端，车主或取得授权的驾驶员在车外只要说一声“开车”，车门就能马上解锁，并启动发动机。这种激活车辆的方式其他人不可使用。声纹识别技术还能应用于车辆远程控制。在与车机相连的手机APP中集成声纹识别功能，利用手机麦克风进行身份验证，仅车主或取得授权的驾驶员可远程控制车辆。（2）虚拟语音助手具备声纹识别功能的人机交互系统仅接受驾驶员的语音指令。通过声纹识别，汽车可以准确判断驾驶员与乘客身份，开车时辨认说话者是不是驾驶员，实现基于身份验证的专属交互，如车辆控制、信息推送等功能。此外，一些车辆把人脸识别和声纹识别结合起来，能更准确地识别驾驶员的情绪，自动调整车内氛围灯及音乐，并据此为驾驶员推送匹配其心情的设置和服务，也可以基于人工智能，实现主动关怀。（3）个性化服务通过声纹识别的认证方式确认驾驶员身份后，驾驶员在获取车辆使用权的同时，车辆会自动获取其驾驶习惯，从而实现对不同驾驶员进行个性化舒适性的调整。自动调整至驾驶员常用的位置、个性化的中控屏显示模式、个人喜好的音乐库等等。另外，声纹识别还能够分辨出不同人的指令，不止是驾驶员可以做语音控制，副驾和后排乘客也都可以，根据不同声源，完成不同指令，但系统需要提前设定好与行车安全相关的车辆控制只能接受驾驶员指令。2.3技术难点声纹识别虽然有其独特的优势，但在车载环境中，仍需面临以下挑战：（1）同一个人的声音具有易变性，易受身体状况、年龄、情绪等的影响；（2）车载环境中，持续震动会对麦克风和信道的性能产生影响，从而影响识别效果；（3）高速行驶产生的噪音对识别有干扰；（4）多人说话场景中声纹特征不易提取，需结合声源定位技术，并优化麦克风阵列和识别算法，将增加成本。所以，声纹识别目前主要还是被用于一些对于身份安全性要求并不太高的场景当中。3技术应用现状3.1装备水平由于声纹识别在车载场景中仍有诸多技术挑战，声纹识别是否使用，与其应用场景有较强关联，因此，现阶段声纹识别在汽车领域的应用还处于起步阶段，装备率不高，声纹识别有语音交互的车型可声纹识别无语音交互的车型无声纹识别6.18%44.51%55.49%49.30%图2有声纹识别功能的车型占装备语音交互功能车型的比例汽车工业研究·季刊2021年第1期31

Reports技术的应用案例较少。3.2东风启辰应用案例T60使用了科大讯飞的人脸+声纹识别技术，人机交互系统能够第一时间确认主要驾驶者，从而作出相应的反应，如座椅能够自动调整至主驾驶者常用的位置，个性化的中控屏显示模式，个人喜好的音乐库等等。也可通过声纹识别特定对象的声音，进行顺畅的人机交流。第二代长安逸动XT，具有声纹启动功能，可以通过语音激活发动机。通过智慧声纹系统在车内呼叫“小安你好”便可以开启语音助手，后续可以完成“打开天窗”、“打开导航”、纹确认用户身份，用户获取车辆使用WEY概念车XEV可以通过识别声权后，车辆会开始获取用户的驾驶习惯，从而实现对用户进行个性化舒适性的调整。车辆还可以根据面部表情或声纹识别车主的心情，并据此为车主推送匹配其心情的设置和服务。当车主愤怒时，它可自动调整车内氛围灯及音乐，以平复其心情。捷途X70S也支持声纹解锁和启动、手机远程启动等人机交互功能。东风汽车与昊音通合作，将推出集成了车辆点火启动、开锁解锁、禁用原车钥匙等车载声纹启动功能的汽车款型。一汽奔腾T77的人机交互系统也加入了声纹识别技术，只需要车主念一句话，这套系统就能够自主记录车主声纹，方便在语音功能中更加直接地读到车主的指令。此外，该系统还能够分辨出不同人的指令，根据驾驶者的不同，即可在仪表盘主题、全息人物形象上自动设置成不同的属性。车联网公司小马立行使用了声扬科技提供的声纹识别服务，可以让车机系统准确判断车主与乘客身份，精准识别车内人数，为乘客提供个性化服务。32汽车工业研究·季刊2021年第1期北汽已与得意音通合作开展车载声纹项目，利用声纹识别和语音识别技术为驾驶员提供便捷的人车交互，有效提高车辆安全性能。东风风神WindLink3.0通过声纹识别技术实现个性化服务，车机能识别说出唤醒词的声音，防止被车内杂音影响使用感受；声纹识别登录车机，可以在用户发出诸如“打开导航”、作，避免每次都要唤醒的繁琐环节，更加贴合实际用车场景。4技术适用性目前，应用场景的复杂性导致声纹识别产生较大误差。首先，说话人的语音声学特征不可避免地具有发展性和变异性，既便是同一个人，即便采集到的两段语音内容都是相同的，但是在不同的时期或特殊的情境下，由于情绪、语速、疲劳程度等原因，声纹特征也不尽一致。其次，声纹特征提取是在现实环境中进行的，如何降噪以及去混响依然是声纹识别的一大难题。在外部环境中，各种噪音都会通过录音设备采集进来，这些噪音会在一定程度上混淆或者淹没说话人信息，使得声纹系统无法获取准确的说话人声纹特征。因此，应用声纹识别技术的产品大多适合在相对安静的场合使用。总体来看，与其他生物识别相比，声纹的采集只需要麦克风模块，声音输入设备成本相对低廉，供应商充分，而采集的方便性和安全性则更高。在车载场景中，可以通过麦克风阵列进行声源定位，并解决好降噪问题，比较容易实现，适用性较高。“播放音乐”等指令时，做到免唤醒操“打开音乐”等功能。