我来介绍如何使用Python实现多人声纹识别。以下是一个基本的实现方案,使用librosa进行音频处理,scikit-learn进行声纹特征提取和识别:
首先需要安装必要的库:
pip install librosa numpy scikit-learn sounddevice
以下是实现代码:
import librosa
import numpy as np
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.mixture import GaussianMixture
import sounddevice as sd
import warnings
warnings.filterwarnings('ignore')
class VoiceprintRecognition:
def __init__(self):
self.speakers = {} # 存储说话人模型
self.sample_rate = 16000
def extract_features(self, audio_path):
"""提取音频特征"""
# 加载音频文件
y, sr = librosa.load(audio_path, sr=self.sample_rate)
# 提取MFCC特征
mfcc = librosa.feature.mfcc(y=y, sr=sr, n_mfcc=20)
# 添加delta特征
delta_mfcc = librosa.feature.delta(mfcc)
delta2_mfcc = librosa.feature.delta(mfcc, order=2)
# 合并特征
combined_features = np.concatenate([mfcc, delta_mfcc, delta2_mfcc])
return combined_features.T
def train_speaker_model(self, speaker_name, audio_paths):
"""训练说话人模型"""
features = []
for audio_path in audio_paths:
feature = self.extract_features(audio_path)
features.append(feature)
# 合并所有特征
features = np.vstack(features)
# 训练高斯混合模型
gmm = GaussianMixture(n_components=16, covariance_type='diag')
gmm.fit(features)
# 保存模型
self.speakers[speaker_name] = gmm
print(f"模型训练完成: {speaker_name}")
def identify_speaker(self, audio_path):
"""识别说话人"""
# 提取测试音频特征
features = self.extract_features(audio_path)
# 计算每个说话人模型的得分
scores = {}
for speaker_name, gmm in self.speakers.items():
score = np.mean(gmm.score(features))
scores[speaker_name] = score
# 返回得分最高的说话人
identified_speaker = max(scores.items(), key=lambda x: x[1])
return identified_speaker[0], scores
def record_audio(self, duration=5, filename="recorded_audio.wav"):
"""录制音频"""
print(f"开始录音 {duration} 秒...")
recording = sd.rec(int(duration * self.sample_rate),
samplerate=self.sample_rate,
channels=1)
sd.wait()
import soundfile as sf
sf.write(filename, recording, self.sample_rate)
print(f"录音完成,保存为: {filename}")
return filename
def main():
# 创建声纹识别器
recognizer = VoiceprintRecognition()
# 训练示例
# 注意:需要为每个说话人准备多个训练音频文件
speaker1_audios = ["speaker1_1.wav", "speaker1_2.wav", "speaker1_3.wav"]
speaker2_audios = ["speaker2_1.wav", "speaker2_2.wav", "speaker2_3.wav"]
# 训练模型
recognizer.train_speaker_model("说话人1", speaker1_audios)
recognizer.train_speaker_model("说话人2", speaker2_audios)
# 实时识别
while True:
input("按回车开始录音...")
audio_file = recognizer.record_audio()
# 识别说话人
speaker, scores = recognizer.identify_speaker(audio_file)
print(f"\n识别结果: {speaker}")
print("各说话人得分:")
for name, score in scores.items():
print(f"{name}: {score:.2f}")
choice = input("\n是否继续? (y/n): ")
if choice.lower() != 'y':
break
if __name__ == "__main__":
main() 使用说明:
首先需要收集每个说话人的多段语音样本用于训练。每个人建议至少3-5段不同的语音样本,每段5-10秒。
训练时,将语音样本文件路径添加到相应的列表中:
speaker1_audios = ["speaker1_1.wav", "speaker1_2.wav", "speaker1_3.wav"] speaker2_audios = ["speaker2_1.wav", "speaker2_2.wav", "speaker2_3.wav"]
程序会为每个说话人训练一个GMM(高斯混合模型)。
运行程序后,可以实时录音并识别说话人。
主要特点:
使用MFCC(梅尔频率倒谱系数)作为声纹特征使用GMM(高斯混合模型)进行说话人建模支持实时录音识别可以显示每个说话人的得分注意事项:
训练样本的质量很重要,建议在安静的环境下录制每个人的训练样本越多,识别效果越好实际使用时可能需要调整参数(如MFCC数量、GMM组件数等)来优化性能建议使用相同的录音设备和环境来保持一致性这个实现是基础版本,如果需要更高的识别准确率,可以:
使用更多的声学特征使用深度学习模型(如CNN、LSTM等)增加噪声处理和语音增强使用更多的训练数据添加声音活动检测(VAD)来分割有效语音网友回复


