Идентификация летчика в составе экипажа на основе речевой передаточной функции

Рассмотрена проблема идентификации летчика в составе экипажа по голосу, что является одним из направлений совершенствования интерфейса кабины пилота современного самолета. Предложена методика идентификации личности говорящего, основанная на применении речевой передаточной функции диктора по частоте и алгоритма классификации данных k ближайших соседей. В силу особенностей задачи идентификация проведена для небольших групп операторов численностью до четырех человек. Приведены основные результаты апробации предложенной методики на экспериментальных речевых данных. Показана возможность идентификации оператора по небольшому числу кодовых слов с точностью около 97...99 % при использовании речевой передаточной функции диктора по частоте. Представлено сравнение результатов применения методики для летчиков вертолетной авиации с диагностированными заболеваниями органов слуха и для группы операторов без заболеваний органов слуха

Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект РФФИ № 18-08-01142-а)

Литература

[1] Желтов С.Ю., Себряков Г.Г. Моделирование многофункциональной деятельности человека-оператора при управлении летательным аппаратом. XXVII Всерос. науч.-техн. конф. школы-семинара "Передача, прием, обработка и отображение информации о быстропротекающих процессах". М., ИД Академии им. Н.Е. Жуковского, 2016, с. 266--275.

[2] Rabiner L., Juang B.H. Fundamentals of speech recognition. Prentice Hall, 1993.

[3] Аграновский A.B., Леднов Д.А., Репалов С.А. Метод текстонезависимой идентификации диктора на основе индивидуальности произношения гласных звуков. Акустика и прикладная лингвистика, 2002, № 3, с. 103--115.

[4] Аграновский A.В., Леднов Д.А. Теоретические аспекты алгоритмов обработки и классификации речевых сигналов. М., Радио и связь, 2004.

[5] Зубова П.И., Коваль С.Л. Идентификация личности по голосу и звучащей речи на основе комплексного анализа фонограмм. Теория и практика судебной экспертизы, 2007, № 3 (7), с. 68--76.

[6] Сорокин В.Н., Вьюгин В.В., Тананыкин А.А. Распознавание личности по голосу: аналитический обзор. Информационные процессы, 2012, т. 12, № 1. URL: http://www.jip.ru/2012/1-30-2012.pdf

[7] Greenberg C.S., Martin A.F., Przybocki M.A. Human assisted speaker recognition. URL: https://www.nist.gov/sites/default/files/documents/oles/8-Greenberg_Craig-Human-Assisted-Speaker-Recognition.pdf (дата обращения: 15.02.2019).

[8] Евстигнеев Д.А., Копысов В.Х. Психологические основы взаимодействия в экипаже. Ульяновск, УВАУ ГА, 2007.

[9] Korsun O.N., Mikhaylov E.I., Nakhaev M.Z. Speech spectral transfer function. ITM Web Conf., 2017, vol. 10. DOI: https://doi.org/10.1051/itmconf/20171001006

[10] Корсун О.Н., Нахаев М.З. Речевая передаточная функция диктора по частоте. ВКИТ, 2016, № 10 (148), с. 11--16.

[11] Корсун О.Н., Михайлов Е.И. Метод выделения речевого сигнала, основанный на технологии контрольных карт. Вестник компьютерных и информационных технологий, 2017, № 9(159), с. 24--31.

[12] Корсун О.Н., Нахаев М.З. Понятие речевой передаточной функции диктора и экспериментальная оценка ее свойств. Труды ГосНИИАС. Сер. Вопросы авионики, 2016, № 1 (25), с. 33--38.

[13] Hastie T., Tibshirani R., Friedman J. The elements of statistical learning. Springer Series in Statistics. New York, Springer, 2009. DOI: 10.1007/978-0-387-84858-7

[14] Nigsch F., Bender A., van Buuren B., et al. Melting point prediction employing k-nearest neighbor algorithms and genetic parameter optimization. J. Chem. Inf. Model., 2006, vol. 46, no. 6, pp. 2412--2422. DOI: https://doi.org/10.1021/ci060149f

[15] Воронцов К.В. Алгоритмы кластеризации и многомерного шкалирования. М., МГУ, 2007.

[16] Корсун О.Н., Михайлов Е.И., Нахаев М.З. Результаты исследований параметров речи летчиков вертолетной авиации. Научные чтения по авиации, посвященные памяти Н.Е. Жуковского, 2014, № 2, с. 158--161.

[17] Корсун О.Н., Иванов А.И., Михайлов Е.И. Исследование особенностей речи пилотов с диагнозом "тугоухость". XXIV Всерос. науч.-техн. конф. школы-семинара "Передача, прием, обработка и отображение информации о быстропротекающих процессах". М., РПА АПР, 2013, с. 428--438.