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Development of a Speaker Verification Method Based on Phase Corrected by Vocal Source Information - Toward Forensic Science Application

Research Project

Project/Area Number 20K23357
Research Category

Grant-in-Aid for Research Activity Start-up

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section 1002:Human informatics, applied informatics and related fields
Research InstitutionNational Research Institute of Police Science

Principal Investigator

Okada Masahiro  科学警察研究所, 法科学第四部, 研究員 (80874502)

Project Period (FY) 2020-09-11 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywords位相補正 / Electroglottography / 声道フィルタの位相特性 / 話者性・個人性 / 発話スタイル / 角度統計 / 平均位相スペクトル / 声道の位相特性
Outline of Research at the Start

音声が関連する犯罪では、証拠として残る録音は短く手がかりが少ない。しかし、そのような状況にもかかわらず、通常の分析法ではその扱いづらさから音声の位相情報は利用されない。被疑者から音声サンプルを得る際、音声のみでなく声帯音源波形も採取することで精度良く録音の話者を推定できることが予想されるが、これに加えて、採取した声帯音源波形を用いて音声の位相を補正できれば位相の扱いづらさが緩和され、位相情報の利用により話者推定精度の更なる向上が見込まれる。
そこで本研究では、声帯音源波形をElectroglottographyにより測定し、音声と声帯音源の組み合わせによる位相補正に着目した話者推定法を開発する。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed a speaker estimation method based on phase corrected with the combination of speech and glottal sources. For speaker verification by visual observation, the phase characteristics of the vocal tract filter were visualized from real data of speech and glottal sources. As a result, the visualized phase characteristics were consistent for the same speaker in the same-sentence utterance and were different for different speakers despite the same-sentence utterance. Furthermore, for quantitative evaluation, we devised an average phase spectra that aggregated the visualized phase information and conducted a speaker verification experiment using the spectra. The experimental results showed that the accuracy for speaker verification was high regardless of the verification threshold. Therefore, it was clarified that speaker verification based on phase information was effective.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

特殊詐欺などの音声が関連する犯罪では証拠として残る録音は短く、犯人と思しき話者を推定するには手がかりが少ない。そのような情報が乏しい状況にもかかわらず、通常の分析法では音声に含まれる振幅のみが使用され、位相は用いられない。本研究は位相の話者識別能力を検証するものであり、それが示された今、位相利用が促進され、犯罪捜査へ貢献できるものと考えられる。また、学術的には、これまで着目されてこなかった位相への注目度が高まることが期待される。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2022 2021

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Visualization of phase characteristics of a vocal tract using phase-conversion method with electroglottograph signals2021

    • Author(s)
      Masahiro Okada
    • Journal Title

      Acoustical Science and Technology

      Volume: 42 Issue: 3 Pages: 150-153

    • DOI

      10.1250/ast.42.150

    • NAID

      130008033259

    • ISSN
      0369-4232, 1346-3969, 1347-5177
    • Year and Date
      2021-05-01
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 音声の位相における同一話者での一貫性についての予備的検討2022

    • Author(s)
      岡田昌大, 網野加苗, 蒔苗久則, 鎌田敏明, 長内隆
    • Organizer
      日本法科学技術学会第28回学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 伝送系の違いが周波数スペクトルに与える影響について2022

    • Author(s)
      長内隆, 岡田昌大, 網野加苗, 蒔苗久則, 鎌田敏明
    • Organizer
      日本法科学技術学会第28回学術集会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 話者識別における音声の位相の利用可能性についての検討2021

    • Author(s)
      岡田昌大, 網野加苗, 蒔苗久則, 鎌田敏明, 長内隆
    • Organizer
      日本法科学技術学会第27回学術集会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2020-09-29   Modified: 2024-01-30  

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