语音支付系统及其实现方法
【专利摘要】本发明语音支付系统及其实现方法，通过对人的声音的物理特性来进行识别的一种生物识别技术的研究，利用人的这种唯一性的特定人语音特征的分析和采集，也就是声纹验证技术，作为一种身份认证和识别，具体应用到银行在线支付领域，实现一种新型的实时在线支付技术——语音支付。截止到目前为止，这种语音支付被认为是一种最安全的银行支付技术，可广泛应用到电子商务、网上商城，以及各种实时在线支付的应用。
【专利说明】语音支付系统及其实现方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电子信息【技术领域】，通过对人的声音的物理特性来进行识别的一种生 物识别技术，利用人的这种唯一性的特定人语音特征的分析与研究，也就是声纹验证技术， 作为一种身份认证和识别，具体应用到在线支付领域。截止到目前为止，基于特定人语音的 实时在线支付技术被认为是一种最安全的银行支付技术，可广泛应用到电子商务、网上商 城，以及各种实时在线支付的应用。
【背景技术】
[0002] 特定人语音识别，可以看成语音识别技术的一种分支。早在上世纪五十年代，人们 就开始了语音识别技术的研究工作，美国在这方面研究起步比较早。语音识别技术相当复 杂，包括了声学、语言学、数字信号处理、统计模式、概率论和信息论、发声机理和听觉机理、 人工智能等多学科技术的一项综合性技术，研究所投入的人力、物力等非常大，所需时间相 对也比较长。直到进入90年代，语音识别技术逐渐开始了商业应用，起初主要应用于电信、 金融等行业，如美国电信运营商Sprint公司的语音助理、美洲银行的语音银行等，随着智 能手机等移动终端和通信网络的发展，应用也开始越来越普遍。经过近二十年的发展，已经 形成了一定规模的应用市场，除了在电信、金融得到了广泛应用外，在语音搜索、智能交通 等领域也逐渐应用起来，尤其近年来苹果手机siri语音识别，更是被人们所熟悉。
[0003] 我国在语音识别技术的研究起步比较晚，最早以中科院声学所以及个别高校研究 为主，限于研发投入、市场驱动等因素，大多尚处于实验室阶段，技术上还需要一定的突破， 离真正的商用还有段距离。但是近十年来，通过借鉴国外的语音识别技术和市场的推动，我 国的语音识别技术研究进展也很快，有不少科研单位和企业推出了相对比较成熟的语音识 别技术，也开始在市场中的到应用，发展潜力很大。
[0004] 特定人的语音识别，通常说的声纹验证，属于语音识别技术的一种，也是伴随着语 音识别技术研究而取得了不断的发展。除了人们所熟悉声纹锁的应用外，在信息技术、金 融、国防等领域也得到了应用。其中典型的有英国一家语音支付公司的Voicepay语音支付 应用，为银行、电子商务、购物网站提供支付认证。
[0005] 与其它生物识别技术，如指纹识别、虹膜识别、视网膜识别、面部识别等相比较，声 纹识别技术相对比较复杂，但是安全性是其中最高的，应用面也更广阔，市场应用前景潜力 很大，不久的将来会被广泛的应用。
[0006] 本发明在对声纹识别技术原理分析与研究的基础上，通过对语音特征提取和模式 匹配，实现了声纹识别技术的软件算法，并将该技术应用到银行支付领域，类似于目前的网 上银行和移动支付，实现了一种新型的实时在线支付技术，让在线支付更安全、更便捷，具 有广阔的应用前景。
【发明内容】
[0007]
【专利附图】
【附图说明】：图1为特定人的语音识别原理图；图2为语音支付系统网络拓扑及支 付过程图；图3为语音支付的用户注册流程图；图4为语音支付的用户实时支付过程图。
[0008] 作为一种新型的实时在线支付技术，本发明基于特定人语音的实时在线支付技术 及其应用，也就是语音支付技术及其应用，其
【发明内容】
主要包括：特定人的语音识别原理、 语音支付系统网络结构及支付过程、语音支付的用户注册流程、语音支付的用户实时支付 过程等四部分，下面将分别给予描述。
[0009] 特定人的语音识别原理 特定人的语音识别的基本原理如图1所示，主要包括两个阶段，即训练和识别。训练阶 段，系统的每个使用者说出若干训练语句，系统据此建立每个使用者的模板或模型参数。识 别阶段，由待识别人说的语音经特征提取后与系统训练时所产生的模板或模型参数进行比 较。在特定人的辨认中，取与测试音匹配距离最小的特定人模型所对应的特定人作为识别 结果；在特定人确认中，则通过判断测试音与所声称的特定人的模型的匹配距离是否小于 一定阀值作出判断。由图1可以看出，要实现特定人的识别，主要应解决如下基本问题： 1、 语音信号的预处理和特征提取，即提取出能够有效表征特定人特征的参数。实际上， 本发明所采用的特征是从语音信号模型中得到的，它们既包含特定人的语音特征，又包含 特定人的个性特征，并且互相交织在一起，以复杂的形式存于语音参数中； 2、 特定人模型的建立和模型参数的训练。主要包括模型结构的表示和参数估计算法； 3、 测试音与特定人模型的匹配距离计算。本发明采用的特定人模型结构对应于特定 人识别的不同方法。随着技术的发展，我们对特定人识别的方法又有所更新，包括矢量量 化，模板匹配法，隐马尔可夫模型，高斯混合马尔可夫模型，人工神经网络方法等，在此就不 描述了； 4、 识别与判断策略。根据匹配距离的计算结果判断特定人是否所声称的说话人或该特 定人到底是谁； 5、 自适应部分。考虑人的状况不断变化，本发明增加了自适应部分，从而能够根据特定 人识别的结果对其模型参数进行实时更新。
[0010] 语音支付系统网络结构及其支付过程 本发明特定人语音的实时在线支付技术及其应用，以下简称语音支付应用。语音支付 是指特定人的识别通过计算机软件技术得以实现，并应用到银行支付业务中。涉及到具体 的应用，必须考虑到与现有业务及相关系统的集成与协同能力。图2为语音支付系统网络 结构及其支付过程及步骤示意图，下面分别描述： 1、 语音支付系统网络结构 语音支付系统网络，相对比较复杂，尤其涉及到银行支付，安全性是首先要考虑的，其 次是网络结构的合理性与可建设性。图2展示了语音支付系统整个网络结构，其中包括声 纹验证部分与购物网站、支付网关、银行系统，以及它们之间相互调用和通信的关系； 2、 语音支付过程及步骤 语音支付过程是指一次支付所经历的语音支付系统各个环节的逻辑关系，如图2所 示，分别描述如下： 步骤一：用户选择语音支付，向支付系统发出认证请求； 步骤二：支付系统声纹认证后，返回支付结果； 步骤三：支付模块向支付网关发送银行帐户支付信息； 步骤四：支付网关向银行系统发送支付和交易指令； 步骤五：银行系统向支付网关返回支付和交易结果； 步骤六：支付网关返回给商户支付信息，支付完成。
[0011] 语音支付的用户注册流程 语音支付注册流程，是语音支付中非常重要的一个环节。语音支付注册主要涉及到用 户声纹的采集，并储存起来，作为以后用户每次使用语音支付时的认证标准。本发明所涉及 的语音支付注册流程如图3所示。语音支付注册流程主要涉及到三个环节 ： 1、 声纹采集的发起 用户首先在支付网站进行注册，提交有关个人信息，其中包括至少一部电话号码， 手机或固定电话，为了考虑个性化因素，通常建议至少提供一个手机号码。网上注册信息提 交后，系统自动触发一个电话外呼，拨打用户预留的电话号码； 2、 声纹采集与确认 用户接通系统的呼叫后，会听到系统的语音提示，一般会让用户说出指定的数字号 码，并要求重复两次，同时，通过语音识别技术交互，核对用户注册时的信息，此过程主要是 采集到了该用户的声纹信息，并保存在数据库中； 3、 成功注册的确认 声纹采集成功后，系统就完成了该用户的注册，同时发送一份邮件至用户的邮箱，也可 以选择发送短信到用户的手机，用户注册成功。
[0012] 语音支付的用户实时支付过程 成功通过语音支付注册的用户，随时可以使用语音支付，进行网上购物等交易。首先， 银行或第三方支付公司要先开通语音支付，电子商务网站或商户要在自己的支付网页增加 语音支付链接。用户外网上购物或交易，进入支付页面后，如果选择语音支付，就出发语音 支付过程。支付语音支付的实时支付过程，如图4所示。主要包括以下三个环节： 1、 用户进入支付环节 用户点击语音支付的链接后，系统自动产生一个外呼，拨打用户注册时预留的手机号 码，如有更改，用户可以临时输入新的号码供系统来拨打； 2、 系统与用户的语音交互 用户接通系统的电话呼叫后，会听到系统随机提出几个问题请用户来回答，如今天是 星期几、交易金额等，用户回答的过程，系统会将用户的语音与用户注册时系统储存的声纹 进行比对，核实该用户； 3、 支付的确认 系统若匹配用户的声纹成功，则提示用户支付的身份认证和支付成功，同时将信息发 送给支付网关进行具体处理；若匹配用户的声纹不成功，提示用户支付失败，取消此次支 付。
【权利要求】
1. 一种语音支付系统及其实现方法，包括对特定人语音识别原理的研究，其特征是： 将其实现到银行支付领域，形成一种新型的实时在线支付手段，即语音支付系统。
2. 根据权利要求1所述语音支付系统，其特征是：对特定人语音识别原理与实现，包括 训练和识别两个阶段。
3. 根据权利要求1所述语音支付系统，其特征是：该语音支付系统网络结构及其支付 过程与步骤。
4. 根据权利要求1所述语音支付系统，其特征是：该语音支付系统的用户语音支付注 册流程与步骤。
5. 根据权利要求1所述语音支付系统，其特征是：该语音支付系统的用户语音支付的 支付流程与步骤。
【文档编号】G10L17/00GK104156857SQ201310174932
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2013年5月13日 优先权日:2013年5月13日
【发明者】安枫, 李怀, 蔡潮力 申请人:上海言海网络信息技术有限公司