Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Année 2008 Faculté de l’Ingénieur Département d’Informatique MEMOIRE Présenté e

Année 2008 Faculté de l’Ingénieur Département d’Informatique MEMOIRE Présenté en vue de l’obtention du diplôme de Magistère THEME CONCEPTION D’UN SYSTEME ACOUSTICO-ANATOMIQUE POUR L’IDENTIFICATION DU LOCUTEUR : ARCHITECTURE ET PARAMETRISATION Option : Texte, Image et Parole Par : Mme Feriel DEBBECHE-GUERID Directrice de mémoire : Nacira GHOUALMI-ZINE Maître de Conférences U. ANNABA Devant le jury : Président : Mohamed BENMOHAMED Professeur U. CONSTANTINE Examinateurs : Abdallah BOUKERAM Maître de Conférences U. SETIF Nora BOUNOUR Maître de Conférences U. ANNABA ii Résumé De nos jours, l’identification des utilisateurs est devenue une véritable nécessité. Dans cette optique, l’identification des personnes sur la base de leur voix est une technique biométrique prometteuse et compétitive en même temps pour plusieurs raisons. Elle est, en particulier, le seul moyen biométrique pour de nombreux types d’application. La voix présente cependant un vrai challenge pour les chercheurs, dû à sa variabilité intrinsèque et extrinsèque. Ce travail s’inscrit dans le cadre général de la Reconnaissance Automatique du Locuteur, domaine très fertile. Plus particulièrement, l’Identification Automatique du Locuteur en mode indépendant du texte et dans le cas où nous disposons de très peu de données d’apprentissage. L’approche de modélisation que nous utilisons est une approche intéressante qui consiste à représenter le Locuteur non plus de façon absolue mais relativement à un ensemble de Locuteurs bien appris. Chaque Locuteur est représenté par sa localisation dans un espace optimal de voix propres (Eigen Voices). Dans ce projet, nous présentons un système d’Identification Automatique du Locuteur (IAL) où l’espace de représentation est construit par l’Analyse en Composantes Principales (ACP). La localisation des nouveaux Locuteurs dans cet espace est faite par projection orthogonale. Notre système, dédié aux applications de très haute sécurité, repose essentiellement sur une idée originale qui consiste à exploiter, à côté des paramètres acoustiques pour la paramétrisation du Locuteur, des paramètres anatomiques. Ainsi, nous proposons une architecture acoustico-anatomique pour l’identification du Locuteur. Cette architecture se base principalement sur un algorithme de fusion de données hétérogènes. Etant donné que les données que nous fusionnons sont entachées d’imprécision et d’incertitude, nous utilisons les principes de la théorie des possibilités pour les fusionner. Cette fusion qui nous ramène à une nouvelle paramétrisation du Locuteur, i. e. un vecteur acoustico- anatomique représentatif de ce dernier, a pour but de renforcer le taux d’identification et d’apporter une dimension biométrique au système. Mots clés : Identification Automatique du Locuteur, Biométrie, Voix Propres, Analyse en Composantes Principales, Théorie des Possibilités, Architecture Acoustico-Anatomique, Algorithme de fusion, Paramétrisation du Locuteur, Vecteur Acoustico-Anatomique, Sécurité. i 0Bﻣﻠﺨﺺ ﻓﻲ ﻭﻗﺘﻨﺎ ﺍﻟﺤﺎﺿﺮ ﺃﺻﺒﺢ ﺍﻟﺘﻌﺮﻑ ﻋﻠﻰ ﻫﻮﻳﺔ ﺍﻟﻤﺴﺘﻌﻤﻞ ﺿﺮﻭﺭﺓ ﺣﻘﻴﻴﻘﻴﺔ . ﻣﻦ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﺰﺍﻭﻳﺔ، ﺍﻟﺘﻌﺮﻑ ﻋﻠﻰ ﺍﻷﺷﺨﺎﺹ ﺇﻧﻄﻼﻗﺎ ﻣﻦ ﺻﻮﺗﻬﻢ ﻳﻌﺘﺒﺮ ﺗﻘﻨﻴﺔ ﺑﻴﻮﻣﺘﺮﻳﺔ ﺟﺪ ﻭﺍﻋﺪﺓ ﻭﺗﻨﺎﻓﺴﻴﺔ ﻓﻲ ﻧﻔﺲ ﺍﻟﻮﻗﺖ ﻭﺫﻟﻚ ﻟﻌﺪﺓ ﺃﺳﺒﺎﺏ . ﺇﻧﻬﺎ ﺑﺎﻟﺨﺼﻮﺹ ﺍﻟﻄﺮﻳﻘﺔ ﺍﻟﺒﻴﻮﻣﺘﺮﻳﺔ ﺍﻟﻮﺣﻴﺪﺓ ﻷﻧﻮﺍﻉ ﻋﺪﻳﺪﺓ ﻣﻦ ﺍﻟﺘﻄﺒﻴﻘﺎﺕ. ﻟﻜﻦ ﺍﻟﺼﻮﺕ ﻳﻄﺮﺡ ﺗﺤﺪﻱ ﺣﻘﻴﻘﻲ ﻟﻠﺒﺎﺣﺜﻴﻦ، ﻭﺫﻟﻚ ﻟﺘﻐﻴﺮﺍﺗﻪ ﺍﻟﺪﺍﺧﻠﻴﺔ ﻭﺍﻟﺨﺎﺭﺟﻴﺔ. ﻳﻨﺪﺭﺝ ﻫﺬﺍ ﺍﻟﻌﻤﻞ ﻓﻲ ﺇﻁﺎﺭﺍﻟﺘﻌﺮﻑ ﺍﻵﻟﻲ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﻤﺘﻜﻠﻢ ﻭﻫﻮ ﻣﺠﺎﻝ ﺧﺼﺐ ﺟﺪﺍ .ﺑﺎﻟﺨﺼﻮﺹ ﺍﻟﺘﻌﺮﻑ ﺍﻵﻟﻲ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﻤﺘﻜﻠﻢ ﺑﺎﻟﻄﺮﻳﻘﺔ ﺍﻟﻤﻨﻔﺼﻠﺔ ﻋﻦ ﺍﻟﻨﺺ ﻭﻓﻲ ﺣﺎﻟﺔ ﺍﻟﺤﺼﻮﻝ ﻋﻠﻰ ﻣﻌﻠﻮﻣﺎﺕ ﺿﺌﻴﻠﺔ ﺣﻮﻝ ﺍﻟﺘﻤﺮﻳﻦ. ﻣﻨﻬﺠﻴﺔ ﺍﻟﻨﻤﺬﺟﺔ ﺍﻟﺘﻲ ﻧﺴﺘﻌﻤﻠﻬﺎ ﻫﻲ ﻁﺮﻳﻘﺔ ﻣﻬﻤﺔ ﺗﺤﺘﻮﻱ ﻋﻠﻰ ﺗﻤﺜﻴﻞ ﺍﻟﻤﺘﻜﻠﻢ، ﻻ ﺑﻄﺮﻳﻘﺔ ﻣﻄﻠﻘﺔ ﺑﻞ ﺍﺭﺗﺒﺎﻁﺎ ﺑﻌﺪﺩ ﻣﺘﻤﺮﻥ ﻣﻦ ﺍﻟﻤﺘﻜﻠﻤﻴﻦ .ﻳﺘﻢ ﺗﻤﺜﻴﻞ ﻛﻞ ﻣﺘﻜﻠﻢ ﻋﻦ ﻁﺮﻳﻖ ﺗﺤﺪﻳﺪﻩ ﻓﻲ ﻓﻀﺎء ﺃﻣﺜﻞ ﻣﻦ ﺃﺻﻮﺍﺕ ﺇﻳﻘﻦ. ﻓﻲ ﻫﺬﺍ ﺍﻟﻤﺸﺮﻭﻉ ﻧﻘﺪﻡ ﻧﻈﺎﻡ ﻝ ﻟﺘﻌﺮﻑ ﺍﻵﻟﻲ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﻤﺘﻜﻠﻢ ﺃﻳﻦ ﻳﻜﻮﻥ ﻓﻀﺎء ﺍﻟﺘﻤﺜﻴﻞ ﻣﺒﻨﻴﺎ ﺑﻄﺮﻳﻘﺔ ﺍﻟﺘﺤﻠﻴﻞ ﺍﻟﺮﺋﻴﺴﻲ ﻟﻠﻤﻜﻮﻧﺎﺕ. ﻳﺘﻢ ﺗﺤﺪﻳﺪ ﺍﻟﻤﺘﻜﻠﻤﻴﻦ ﺍﻟﺠﺪﺩ ﻓﻲ ﻫﺬﺍ ﺍﻟﻔﻀﺎء ﻋﻦ ﻁﺮﻳﻖ ﺍﻹﺳﻘﺎﻁ ﺍﻟﻤﺘﻌﺎﻣﺪ. ﻧﻈﺎﻣﻨﺎ ﻫﺬﺍ ﺍﻟﻤﻮﺟﻪ ﺍﻟﻰ ﺗﻄﺒﻴﻘﺎﺕ ﺫﺍﺕ ﺍﻣﻦ ﻋﺎﻟﻲ ﻳﺘﺮﻛﺰ ﺃﺳﺎﺳﺎ ﻋﻠﻰ ﻓﻜﺮﺓ ﺟﺪﻳﺪﺓ ﺗﺘﻤﺜﻞ ﻓﻲ ﺇﺳﺘﻌﻤﺎﻝ ﻋﻨﺎﺻﺮ ﺗﺸﺮﻳﺤﻴﺔ ﺇﻟﻰ ﺟﺎﻧﺐ ﺍﻟﻌﻨﺎﺻﺮ ﺍﻟﺴﻤﻌﻴﺔ ﻣﻦ ﺃﺟﻞ ﺗﻤﺜﻴﻞ ﺍﻟﻤﺘﻜﻠﻢ. ﺑﻤﺎ ﺃﻥ ﻫﺬﻩ ﺍﻟﺨﺼﺎﺋﺺ ﻏﻴﺮ ﺩﻗﻴﻘﺔ ﻭﻏﻴﺮ ﻣﻀﻤﻮﻧﺔ ﻧﺴﺘﻌﻤﻞ ﻣﺒﺎﺉ ﻧﻈﺮﻳﺔ ﺍﻹﻣﻜﺎﻧﻴﺔ ﻣﻦ ﺃﺟﻞ ﻣﺰﺟﻬﻢ. ﻫﺬﺍ ﺍﻟﻤﺰﺝ ﺍﻟﺬﻱ ﻳﻘﻮﺩﻧﺎ ﺍﻟﻰ ﺗﻤﺜﻴﻞ ﺟﺪﻳﺪ ﻟﻠﻤﺘﻜﻠﻢ ﻫﺪﻓﻪ ﺗﻘﻮﻳﺔ ﻧﺴﺒﺔ ﺍﻟﺘﻌﺮﻑ ﻭ ﺇﻋﻄﺎء ﺍﻟﻨﻈﺎﻡ ﺑﻌﺪ ﺑﻴﻮﻣﺘﺮﻱ . ﻛﻠﻤﺎﺕ ﻣﻔﺎﺗﻴﺢ : ﺍﻟﺘﻌﺮﻑ ﺍﻵﻟﻲ ﻋﻠﻰ ﺍﻟﻤﺘﻜﻠﻢ، ﺑﻴﻮﻣﺘﺮﻳﺔ، ﺃﺻﻮﺍﺕ ﺇﻳﻘﻦ، ﺗﺤﻠﻴﻞ ﺍﻟﻤﻜﻮﻧﺎﺕ ﺍﻷﺳﺎﺳﻴﺔ، ﻧﻈﺮﻳﺔ ﺍﻹﻣﻜﺎﻧﻴﺔ، ﻧﻈﺎﻡ ﺳﻤﻌﻲ ﺗﺸﺮﻳﺤﻲ، ﺧﻮﺍﺭﺯﻡ ﺍﻟﻤﺰﺝ، ﻧﻤﺬﺟﺔ ﺍﻟﻤﺘﻜﻠﻢ، ﻋﻤﻮﺩ ﺳﻤﻌﻲ ﺗﺸﺮﻳﺤﻲ، ﺃﻣﻦ. iii Abstract Nowadays, users’ identification has become a real necessity. In this vision, people’s identification on the basis of their voice is a very promising and competitive biometric technique at the same time for many reasons. It is in particular the only biometric means for numerous types of application. However, the voice presents a real challenge to researchers, due to its intrinsic and extrinsic variability. This work comes among the general framework of Speaker’s Automatic Recognition, very fertile field. More particularly the Speaker’s Automatic Identification in independent to text mode and in the case where we have a few data of training. The modelling approach that we use is an interesting approach that consists of representing the speaker, not in an absolute way, but relatively to a well learned set of speakers. Every speaker is represented by his localisation in an optimal space of Eigen voices In this project, we present a system of Automatic Speaker Identification (ASI) where the representation space is built by the Principal Component Analysis (PCA). The localisation of new speakers in this space is done by orthogonal projection. Our system which is dedicated to high security applications is based mainly on an original idea that consists of using the acoustical parameters besides anatomical parameters for the speaker parameterisation. Hence we propose an acoustical anatomical architecture for the identification of the speaker. This architecture is based mainly on the algorithm of fusion of heterogeneous data. While these data being vitiated by imprecision and uncertainty, we use the principles of the possibility theory to fusion them. This fusion that leads us to a new Speaker parameterisation, i.e an acoustical anatomical vector, has an aim to reinforce the identification rate and to bring a biometrical dimension to the system Keywords : Automatic Speaker Identification, Biometrics, Eigen Voices, Principal Component Analysis , Possibility Theory, Acoustical anatomical Architecture, Fusion Algorithm, Speaker Parametrisation, Acoustical Anatomical Vector , Security. iv Dédicace De par ces quelques lignes écourtées, Je transmets un message bien édité A ma mère qui a tant sacrifié Pour qu’un jour elle me voie émancipée ; A mon père toujours occupé Mais de par ses conseils il ne m’a jamais privée ; Au reste de la famille bien adorée ; Mon frère, également mes deux sœurs qui ont su m’épauler ; A la mémoire de mon grand-père duquel j’ai appris que le savoir et la science doivent être vénérés ! Je termine par un être cher, mon bien aimé, Mon mari à qui je voue respect et fidélité, Car de bonheur, d’abnégation et de bienveillance il m’a toujours comblée. Fériel. v REMERCIEMENTS ﺤﻤﺪ ہﻠﻟ Le travail présenté dans ce mémoire a été réalisé au Laboratoire LRI à l’Université Mokhtar Badji sous le précieux suivi de Madame le Docteur N. Zine-Ghoualmi. Qu’il me soit permis de lui témoigner toute ma gratitude pour m’avoir si bien suivie dans cette étude, pour m’avoir encadrée et pour m’avoir attribué un sujet fort intéressant et d’actualité qui a nourri en moi un esprit scientifique et de recherche. Aussi, je tiens à lui exprimer ma reconnaissance la plus vive pour ses valeureuses directives et ses critiques très constructives, pour sa rigueur et la main de fer avec laquelle elle a piloté ce travail ne laissant rien au hasard et contrôlant le moindre détail. Pour m’avoir honorée de sa présence au sein de ce jury, et pour avoir acquiescé sans hésiter d’en assurer la présidence, Monsieur M. BenMohammed est prié d’agréer l’expression de mes sincères remerciements. Monsieur A. Boukeram a d’emblée accepté de siéger à ce jury et d’en faire ainsi partie ; j’en suis honorée et fortement comblée et je le prie de croire en ma reconnaissance infinie. Pour l’intérêt qu’elle a bien voulu porter à l’ensemble de ce travail, Madame N. Bounour, est priée de trouver sans faille l’expression de ma reconnaissance pour toujours. Une pensée distinctive s’adresse à mon mari qui n’a ménagé aucun effort pour m’aider et m’apporter du réconfort. Je suis particulièrement reconnaissante envers mon ami de toujours, Monsieur Yassine Hammouche, pour chaque instant passé ensemble en tant que binôme et pour l’aide précieuse et l’appui qu’il m’a toujours fournis. Un grand merci pour Monsieur Azzedine Boussaada pour m’avoir fait confiance et, de faire partie de son équipe, m’a donné la chance ; aussi pour tous ses conseils et encouragements, sans cesse et en permanence. Une large part de ces remerciements est réservée à mon cher père, mon grand frère Hichem et Imène mon adorable petite sœur ; à mes tantes, mes oncles et ma belle-famille pour le soutien moral qu’ils n’ont jamais cessé de m’apporter. Pour avoir pris la peine de lire et de corriger ce manuscrit, ma très chère sœur Hanane est priée de bien vouloir trouver à travers ces modestes lignes mes sentiments sincères de reconnaissance et d’estime. Ne sachant les citer un par un et sans exception aucune, à tout un chacun et toute une chacune dont l’aide et l’assistance m’ont été des plus opportunes. Et à la fin, je ne saurais manquer d’exprimer toute ma gratitude envers la personne la plus chère au monde qui n’a jamais cessé de me pousser à uploads/Ingenierie_Lourd/ debbeche-feriel.pdf