[发明专利]一种基于声纹特征及语义压缩的水声语音数字通信方法

权利要求书

1.一种基于声纹特征及语义压缩的水声语音数字通信方法，其特征在于包括下述步骤：

步骤1：通过设备对用户的声纹进行学习并建模，并根据声纹为不同用户分配不同的声纹身份ID_v∈{1,...,I}，从而得到一一对应于不同用户的不同声纹特征模型，使设备能够识别某段语音来自于哪一已知用户或不属于已知用户；

步骤2：使不同用户按照需求所预定义的语音内容库输入语音k，语音内容库的语音内容容量为K，k∈{1,...,K}，设备对语义特征m_ki及声纹特征v_ki进行提取，完成对语义特征及声纹特征的特征匹配，从而使输入的语音与各用户建立匹配关系，并记录入语义-声纹库L；

步骤3：在对输入语音建立语义特征及声纹特征的匹配关系的同时，提取该语音的语速特征s_j，j∈{1,...,J}，建立语速模型；并对语义-声纹库与语速特征进行模式拟合，得到语音对应的拟合特征y＝f(m_ki,v_ki,s_j)，i∈{1,...,I}，k∈{1,...,K}，j∈{1,...,J}；

步骤4：模式拟合完成后，建立语音的压缩映射关系；

当有语音输入时，若该语音属于语义-声纹库，则提取该语音的语速特征，并结合其语义-声纹为语音分配压缩代码N_y，拟合特征y分配唯一的压缩代码N_y，y∈{1,...,I×K×J}，记录语音及对应的压缩代码入压缩代码库，从而建立了各用户、各语音内容及语速的完整的压缩映射关系；否则抛弃该输入语音，等待新的语音输入；

步骤5：压缩映射关系建立完成后，当输入端有语音输入时，首先判断该语音是否属于语义-声纹库L：若语音属于语义-声纹库L，则对该语音进行语义、声纹及语速的提取，得到用户身份ID_v，并进行语音压缩，得到压缩代码；否则，抛弃该输入语音，等待新的语音输入；

步骤6：语音压缩完成后，将压缩代码打包成数据包p，数据包p由发送端身份ID_t∈{1,...,I}，接收端身份ID_r∈{1,...,I}，用户身份ID_v及语音所对应的压缩代码构成，并发送数据包p至接收端；发送端身份ID_t与用户身份ID_v含义不同，发送端身份ID_t表征了该用户在通信网络中的ID号，而用户身份ID_v表征了该用户的声纹ID号；

步骤7：当接收端接收到数据包后，首先判断包头中用户身份IDv与压缩代码库中Ny对应的声纹信息是否匹配：若匹配，则对接收到的数据进行解压缩，得到压缩代码对应的语音的语义、声纹及语速信息，进而进行语音的播报；否则，该数据包视为语音特征不匹配，抛弃该数据包。