Краткая история биометрии: как появилось распознавание по голосу

Мы продолжаем рассказывать про краткую историю биометрии. И нам осталось рассказать о распознавании голоса человека.

Историю биометрии голоса обычно начинают ^[1] с мейнфрейма AUDREY (Automatic Digit Recognizer), созданного в 1952 году в Bell Labs). Голоса разных людей он еще не распознавал, но уже их слышал, что по тем временам казалось чудом. Это устройство для «слышания» номеров, как писали в СМИ и рассказывали о ТВ, может избавить от необходимости набирать номер, но оно работает только при четком произношении цифр номера одну за другой.

Источник: https://rauterberg.employee.id.tue.nl/presentations/bell-labs.pdf

Дальше дело было за соответствующим ПО, которое могло бы конкурировать с «естественным интеллектом» человека, узнающего голос говорящего, даже не видя его, например, по телефону, из другой комнаты, путем моментального сравнения паттернов тембра, дикции, интонации, скорости речи говорящего с базой данных, хранящейся в головном мозге ^[2] слушающего. А если голос незнакомый, то отправляющего его характеристики в ту же базу данных, где они, если они не чересчур шокирующие и не повторяются, долго не хранятся, забываются. Понятно, что в ПО команду что-то забыть мог дать только оператор

Работа в этом направлении шла в разных странах, в том числе у нас в Институте кибернетики АН УССР под руководством академика Глушкова. Желающие могут почитать статью ^[3] 1968 года сотрудника Глушкова доктора технических наук Тараса Климовича Винцюка «Распознавание речи с помощью динамического программирования», опубликованную, кстати, на английском языке в журнале Kibernetika (англоязычном клоне советского журнала «Кибернетика», который выходил в США одновременно с очередными номерами у нас), и часто цитируемую сейчас в исторических обзорах.

Но так уж получилось, что лидерами в этой области были итальянцы. Один из первых патентов на «Устройство верификации голоса» получили ^[4] в 1983 году Микеле Кавацца и Альберто Чиарелла, инженеры туринского Исследовательского центра телекоммуникаций (CSELT). Там речь шла о сравнении голоса говорящего одну эталонную фразу с его же голосом, записанным ранее и говорившем ту же фразу. В 1990 году инженеры CSELT получили патент ^[5] на систему распознавания голоса, интегрированную в микропроцессор с гарвардской архитектурой, где комбинация скрытой марковской модели и DTW-алгоритма обрабатывала речевые сигналы. А проще говоря, опустив айтишный лексикон, их микропроцессор «с большим словарным запасом», как писали его изобретатели, мог распознавать связную речь конкретного человека в режиме реального времени.

Голосовая биометрия относится к динамической ее разновидности, ее еще называют поведенческой (behaviometrics) в отличие от физической (или статической, или габитусной) биометрии по внешним признакам (отпечаткам пальцев, радужке глаза, пропорциям тела и лица) и почерку. Но в последнее время эта граница стирается. Например, при голосовой аутентификации к звуковым паттернам добавляется патерны движения губ говорящего (см., например, этот патент ^[6]).

При биометрии человека по особенностями его почерка, он оставляет его образец, например, подпись не на бумаге, а на экране графического планшета, а компьютер оцифровывает ^[7] и запоминает характерны колебания пера и его давления на экран планшета.

Система кодирования мимики человека (FACS) была разработана ^[8] в 1970-е годы. В нулевые годы нашего столетия один за другим пошли патенты на «системы и методы автоматического кодирования мимики» (см. например, этот ^[9]). Пока препятствие к массовому внедрению этой биометрии для идентификации – недостаток образцов для сравнения в базах данных. Но если дело пойдет так и дальше, то вместо чипа с фотографией его владельца в смартфоне или паспорте будет видеозапись, как мы улыбаемся, хмуримся, подмигиваем, показываем язык, шевелим ушами (кто умеет).

К сожалению, это издержки бурной компьютеризации биометрии. Угроза со стороны хакеров стала во весь рост еще в 1990-е годы. А в 2001 году то, о чем сказано выше, с легкой руки завкафедрой компьютерных наук профессора Джорджтаунского университета Дороти Деннинг получило название «liveness ^[10]», то есть жизненность или одушевленность по-русски.

По данным TAdviser, сегодня объем мирового рынка биометрических технологий оценивается в 42,6 млрд долларов, из которых больше половины (23,6 млрд) приходится на рынок потребительских биометрических систем. Прогноз на конец текущего года уже $80–100 млрд. Это большие деньги, и понятно, что владельцы этого бизнеса и их инвесторы могут рассчитывать на подобные темпы роста доходов только при условии достаточно надежной защиты их биометрических устройств от имитации и прямой кражи чужой биометрии, и, соответственно, инженерно-изобретательская мысль будет стимулироваться в первую очередь в области защиты.

О сервисе Онлайн Патент:

Онлайн Патент — цифровая система № 1 в рейтинге Роспатента. С 2013 года мы создаем уникальные LegalTech‑решения для защиты и управления интеллектуальной собственностью. Зарегистрируйтесь в сервисе ^[11] Онлайн‑Патент и получите доступ к следующим услугам:

Онлайн‑регистрация программ, патентов на изобретение, товарных знаков, промышленного дизайна;
Подача заявки на внесение в реестр отечественного ПО ^[12];
Поиск по программам ^[13];
Регистрация программы в Роспатенте ^[14];
Регистрация товарных знаков ^[15];
Опции ускоренного оформления услуг;
Бесплатный поиск по базам патентов, программ, товарных знаков;
Мониторинги новых заявок по критериям;
Онлайн‑поддержку специалистов.

Автор: sokolovps

Источник ^[16]

Сайт-источник PVSM.RU: https://www.pvsm.ru

Путь до страницы источника: https://www.pvsm.ru/patenty/450821

Ссылки в тексте:

[1] начинают: https://rauterberg.employee.id.tue.nl/presentations/bell-labs.pdf

[2] мозге: http://www.braintools.ru

[3] статью: https://www.sci-hub.ru/10.1007/bf01074755

[4] получили: https://patents.google.com/patent/US4752958A/en

[5] патент: https://patents.google.com/patent/US4907278A/en

[6] патент: https://patents.google.com/patent/CN104200146A/en

[7] оцифровывает: https://patents.google.com/patent/RU2541131C2/ru

[8] разработана: https://www.paulekman.com/wp-content/uploads/2013/07/Measuring-Facial-Movement.pdf

[9] этот: https://patents.google.com/patent/US20100086215A1/en

[10] liveness: https://faculty.nps.edu/dedennin/publications/biometrics.pdf?ref=blog.humanode.io

[11] сервисе: https://my.onlinepatent.ru/client/registration?context=Claim&type=TradeMark&utm%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C_source=habr&utm%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C_medium=smm&utm%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C_campaign=habr%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C_smm%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C_postpodval260502

[12] Подача заявки на внесение в реестр отечественного ПО: https://onlinepatent.ru/uslugi/reestr/?utm%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C_source=habr&utm%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C_medium=smm&utm%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C_campaign=habr%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C_smm%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C_postpodval2512%5C260502

[13] Поиск по программам: https://onlinepatent.ru/software/?utm%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C_source=habr&utm%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C_medium=smm&utm%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C_campaign=habr%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C_smm%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C_postpodval260502

[14] Регистрация программы в Роспатенте: https://onlinepatent.ru/uslugi/registraciya-programmy-dlya-evm/?utm%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C_source=habr&utm%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C_medium=smm&utm%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C_campaign=habr%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C_smm%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C_postpodval260502

[15] Регистрация товарных знаков: https://onlinepatent.ru/uslugi/registraciya-tovarnogo-znaka/?utm%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C_source=habr&utm%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C_medium=smm&utm%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C_campaign=habr%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C_smm%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C%5C_postpodval260502

[16] Источник: https://habr.com/ru/companies/onlinepatent/articles/1030432/?utm_campaign=1030432&utm_source=habrahabr&utm_medium=rss

Нажмите здесь для печати.