唇語特徵在身份認證中若干關鍵技術研究

《唇語特徵在身份認證中若干關鍵技術研究》是依託上海交通大學，由王士林擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：唇語特徵在身份認證中若干關鍵技術研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：王士林
• 依託單位：上海交通大學

項目摘要

眾所周知，不同人有不同的嘴唇形狀和外觀，在講話過程中的講述風格也各不相同。這些與講話過程相關的嘴唇信息被稱為唇語特徵。近期研究表明，唇語特徵之中包含了豐富的講話人身份信息，可被用來識別和認證講話人的身份。本項目旨在深入研究唇語這一與講話過程相關的新型生物特徵，探尋唇語特徵區分講話人身份的鑑別力根源所在，並設計適合其特點的講話人身份認證方法。重點的研究內容包括：（1）準確、魯棒、高效的唇語特徵提取技術；（2）唇語特徵身份認證機理；（3）針對特定/可變提示語，適合唇語特徵特點的講話人身份認證機制。通過本項目的研究，對揭示唇語特徵與講話人身份之間的內在聯繫有重要的理論意義。同時，為世界範圍內依據視覺信息進行講話人身份認證領域的若干研究難點提供了新的思路和解決方法。最後，項目預期研究成果可望融入各種多生物特徵身份認證系統，在安全性要求較高的入口控制系統和訪問控制系統中有廣闊的套用前景。

結題摘要

眾所周知，人講話時候的嘴唇及其運動變化中包含著豐富的講話人身份信息，可被用來識別和認證講話人的身份。本項目旨在深入研究唇語特徵這一新型生物特徵，探究唇語特徵在講話人識別和講話人認證這兩個典型環境下的套用效果和潛力。在項目研究過程中，課題組對於嘴唇圖像分割、嘴唇輪廓建模、唇語特徵身份鑑別力分析、最優唇語特徵的提取和表達、靜、動態唇語特徵建模以及講話人識別/認證機制設計等方面進行了深入、系統的研究，取得了一系列研究成果。具有代表性的有：（1）在唇語特徵身份鑑別力分析方面，課題組通過大量實驗驗證了動態唇語特徵相比靜態唇語特徵具備更高的身份鑑別力，進而說明了不同的講話風格比不同的嘴唇外觀更能區分講話人身份；（2）在最優唇語特徵提取方面，課題組通過引入時空域多層次稀疏編碼方法，提出了符合唇語特點的時空域唇語特徵表達，相比現有方法能夠取得更高的識別和認證性能。該技術處於國際先進水平；（3）在嘴唇分割方面，課題組提出了融合競爭模式和模糊聚類的嘴唇分割方法，能夠自動化的識別口腔內部的成分數，是目前為數不多的同時分割嘴唇內外輪廓的嘴唇分割算法；（4）在講話人身份識別和認證機制方面，課題組率先提出基於視位和視位轉移的靜、動態唇語特徵建模方法，依據講述不同內容時講話人講話的獨特程度差異，通過組合學習的方式提升整體身份識別和認證的效果；（5）最後，課題組所搭建的包含200個講話人，講述中英文混合提示語的大規模唇語圖像序列庫為世界範圍內唇語特徵的進一步研究提供了良好的測試平台。上述研究成果說明，通過本項目的研究，為唇語特徵這一新型生物特徵的研究奠定了良好的基礎，也為今後的相關研究指明了方向。