CN106653034A - 一种用于移动终端的语音通信系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种用于移动终端的语音通信系统和方法，该系统包括：语音采集器，用于采集用户的通信语音；编码器，用于对语音采集器采集的通信语音进行编码压缩；SM4加密组件，用于通过SM4加密算法对经编码器编码压缩后的通信语音进行语音加密；语音传输组件，用于对经过语音加密的通信语音进行通信传输；SM4解密组件，用于获取语音传输组件传输的通信语音，并通过SM4解密算法进行相应地语音解密；解码器，用于对经过SM4解密组件语音解密后的通信语音进行解码还原；语音播放器，用于对经过解码器解码还原的通信语音进行播放。采用SM4加解密算法直接对通信语音的信息进行加解密，既实现了安全通信，又降低了通信的延迟。
Description
技术领域
本发明涉及通信技术领域，特别是涉及一种用于移动终端的语音通信系统和方法。
背景技术
随着网络技术的发展和智能移动终端的普及，利用智能移动终端来实现通信的做法也越来越频繁，随之的要求也越来越高。
在移动互联网内，移动终端中出现了很多的即时通信应用，以满足人们的日常生活社交需求。但是随着人们对于社交需求的要求不断提高，有些用户需要使用基于小范围的局域网通信。作为移动终端的局域网的应用，需要使用无线网络，随着WiFi无线网络的覆盖面积越来越广，传输速度也日渐增强，免费的连接使用也为局域网通信提供了条件。目前，在移动终端的操作系统中，Andorid占据着很大的市场，一些用户通过手机等智能终端执行ZRTP密钥交换协议，实现了基于局域网的通信。但是，在实际应用中，由于在进行ZRTP加密通信时需要进行ZRTP密钥协商，使得移动终端之间的语音通信具有较大的延迟。
因此，如何既能实现移动终端在局域网中的安全通信，又能降低通信的延迟，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于移动终端的语音通信系统和方法，可以实现移动终端在局域网中的安全通信，又能降低通信的延迟。
为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：
一种用于移动终端的语音通信系统，包括：
语音采集器，用于采集用户的通信语音；
编码器，用于对所述语音采集器采集的所述通信语音进行编码压缩；
SM4加密组件，用于通过SM4加密算法对经所述编码器编码压缩后的通信语音进行语音加密；
语音传输组件，用于对经过语音加密的所述通信语音进行通信传输；
SM4解密组件，用于获取所述语音传输组件传输的通信语音，并通过SM4解密算法进行相应地语音解密；
解码器，用于对经过所述SM4解密组件语音解密后的通信语音进行解码还原；
语音播放器，用于对经过所述解码器解码还原的通信语音进行播放。
优选地，所述编码器包括iLBC编码器，所述解码器包括iLBC解码器。
优选地，所述语音采集器包括：
录音组件，用于获取用户的音频信号；
语音采集处理器，用于控制所述录音组件按照预设的音频采样值进行音频信号的采集。
优选地，所述语音播放器包括：
缓存组件，用于对经所述解码器解码还原的通信语音进行缓冲存储；
语音播放组件，用于调取所述存储组件中缓冲存储的通信语音，并对该通信语音进行解码播放。
优选地，所述语音传输组件包括：数据发送器和数据接收器；其中，所述数据发送器用于与外界服务器进行TCP连接，并在所述数据接收器亦和所述外界服务器建立TCP连接时和所述数据接收器建立UDP连接。
一种用于移动终端的语音通信方法，包括：
采集用户的通信语音；
对所述通信语音进行编码压缩；
通过SM4加密算法对经编码压缩后的通信语音进行语音加密；
对经过语音加密的所述通信语音进行通信传输；
获取该通信语音，并通过SM4解密算法对该通信语音进行相应地语音解密；
对经过语音解密后的通信语音进行解码还原；
对经过解码还原的通信语音进行播放。
优选地，所述对所述通信语音进行编码压缩包括：通过iLBC编码算法对所述通信语音进行编码压缩；
对经过语音解密后的通信语音进行解码还原包括：通过iLBC解码算法对经过语音解密后的通信语音进行解码还原。
优选地，采集用户的通信语音，包括：
获取预设的音频采样值；
根据所述音频采样值对用户的通信语音进行音频数据采样。
优选地，对经过解码还原的通信语音进行播放，包括：
构建音频解码缓冲区；
接收经过解码还原的通信语音，并将该通信语音存储在所述音频解码存储区中；
对存储在所述音频解码缓冲区中的通信语音进行解码播放。
与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：
本发明实施例所提供的一种用于移动终端的语音通信系统，包括：语音采集器，用于采集用户的通信语音；编码器，用于对语音采集器采集的通信语音进行编码压缩；SM4加密组件，用于通过SM4加密算法对经编码器编码压缩后的通信语音进行语音加密；语音传输组件，用于对经过语音加密的通信语音进行通信传输；SM4解密组件，用于获取语音传输组件传输的通信语音，并通过SM4解密算法进行相应地语音解密；解码器，用于对经过SM4解密组件语音解密后的通信语音进行解码还原；语音播放器，用于对经过解码器解码还原的通信语音进行播放。每一个用于在局域网中进行语音通信的移动终端均设有语音采集器、编码器、SM4加密组件、语音传输组件、SM4解密组件、解码器、语音播放器，当一个移动终端和其他移动终端建立关于局域网的通信连接时，该移动终端会采集对应用户的通信语音，并通过自身的编码器对通信语音进行编码压缩，并采用SM4加密组件进行加密，并通过语音传输组件发送出去，以保证语音信息传输的安全性；而通讯对方的移动终端的语音传输组件接收到该通信语音，并通过SM4解密组件进行解密，而后通过解码器进行解码还原，最后通过语音播放器进行播放；相应地，通讯对方的移动终端根据相同的通讯方式可以将通信对方的用户的通讯语音传输至本方移动终端。在该语音通信过程中，采用SM4加解密，直接对通信语音的信息进行加解密，而无需进行密钥交换来进行协商，大大降低了通信的延迟，且保证了语音通信的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种用于移动终端的语音通信系统结构示意图；
图2为本发明一种具体实施方式所提供的用于移动终端的语音通信方法流程图。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种用于移动终端的语音通信系统和方法，可以实现移动终端在局域网中的安全通信，又能降低通信的延迟。
为了使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
请参考图1，图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种用于移动终端的语音通信系统结构示意图。
本发明的一种具体实施方式提供了一种用于移动终端的语音通信系统，包括：语音采集器1，用于采集用户的通信语音；编码器2，用于对语音采集器1采集的通信语音进行编码压缩；SM4加密组件3，用于通过SM4加密算法对经编码器2编码压缩后的通信语音进行语音加密；语音传输组件4，用于对经过语音加密的通信语音进行通信传输；SM4解密组件5，用于获取语音传输组件4传输的通信语音，并通过SM4解密算法进行相应地语音解密；解码器6，用于对经过SM4解密组件5语音解密后的通信语音进行解码还原；语音播放器7，用于对经过解码器6解码还原的通信语音进行播放。
在本实施方式中，以Android手机作为进行语音通信的移动终端为例进行说明。各通信方的移动终端均设有语音采集器、编码器、SM4加密组件、语音传输组件、SM4解密组件、解码器、语音播放器。其中，各移动终端的语音采集器用于采集自身对应用户的语音数据。
在本发明的一种实施方式中，优选语音采集器包括：录音组件，用于获取用户的音频信号；语音采集处理器，用于控制录音组件按照预设的音频采样值进行音频信号的采集。其中，语音采集处理器可以通过调用Android多媒体模块中的AudioRecord模块采集PCM(脉冲编码调制)音频原始数据，通过AudioRecord模块设定音频通道CHANNEL_CONFIGURATION_MONO，且可以设定编码方式为ENCODING_PCM_16BIT，之后获得音频的采样大小，并按设定大小控制录音组件获取音频数据。
进一步地，优选编码器包括iLBC编码器，解码器包括iLBC解码器。在本实施方式中，iLBC编码器通过iLBC编码算法对采集的音频数据进行压缩编码，降低了编码比特率，将原始的音频数据变成了适合在网络上传输的格式，其中，为了保证可以通过iLBC编码器对音频数据进行编码，可以设置一个编码JNI接口，通过编码JNI接口实现一个audio-encode接口，通过该audio-encode接口编码器即可调用iLBC编码器的功能实现音频压缩编码。
在本发明的实施方式中，将编码后的通信语音通过线程的方式传递给SM4加密组件，SM4加密组件通过自身已经封装好的SM4加密算法进行加密，之后开启语音传输的线程，将经过加密后形成的比特流传输至语音传输组件中，之后，语音传输组件将音频数据以数据包的形式将通信语音发送至IP网络中。
在本发明的一种实施方式中，语音传输组件包括：数据发送器和数据接收器；其中，数据发送器用于与外界服务器进行TCP连接，并在数据接收器亦和外界服务器建立TCP连接时和数据接收器建立UDP连接。
在本实施方式中，各通信方的语音传输组件需要和外界的预设服务器进行连接。其中，服务器的主要功能是完成各通信方的移动终端的请求登录认证和响应，以及转发通信方的移动终端的IP地址和端口信息等。首先，服务器启动，监听各端口，等待各移动终端的连接，当收到移动终端的连接请求时，匹配认证信息，判断是否可以进行连接，在连接成功后保存该移动终端的IP地址和端口号信息，当有其他移动终端连接到该服务器时，服务器就会把各个移动终端的信息转发给除自身之外的其他移动终端，以方便后续的UDP连接，其中，服务器采用TCP协议作为下行方式，也可以实现组播功能，即实现多方通讯。即各移动终端需要首先和服务器进行TCP连接，然后再进行各移动终端之间的UDP连接。
其中，通信语音的接收方的移动终端与通信语音的发送端的移动终端连接后，接收方的移动终端的语音传输组件的数据接收器接收发送端的移动终端的数据发送器的实时音频数据。之后，接收方的移动终端的SM4解密组件对接收的通信语音进行语音解密，然后由解码器对经过解密的通信语音进行解码还原。最后由语音播放器进行语音播放。
在本发明的一种实施方式中，语音播放器包括：缓存组件，用于对经解码器解码还原的通信语音进行缓冲存储；语音播放组件，用于调取存储组件中缓冲存储的通信语音，并对该通信语音进行解码播放。
在本实施方式中，语音播放器通过缓存组件构建音频解码缓冲区，以将经在解码器解码还原的通信语音进行缓冲存储，然后再通过语音播放组件来对缓存组件中的通信语音进行解码播放。
在本发明的上述各实施方式中，系统中的语音采集器、编码器、SM4加密组件、语音传输组件、SM4解密组件、解码器、语音播放器之间直接采用多线程调用的方式实现边加密边发送，边接收边解密和播放，达到实时传输的效果。当某一功能器件运行线程时，先唤醒下一个功能器件的线程，通过设置较小的缓冲发送量，实现发送端边采集边加密边发送的过程，接收端边获取边解密边播放。
综上，本发明上述各实施方式所提供的用于移动终端的语音通信系统，采用SM4加解密对通信语音进行加解密，加密强度大，加密过程简单，无需经过UDP包来传递秘钥进行匹配，大大降低了通信的延迟，采用iLBC编解码，iLBC是专为包交换网络通讯过程中对丢包现象进行有效控制的一种高效的编解码算法，在同等编码速率情况下，对音频数据传输的完整性和音质上具有优秀的效果。
请参考图2，图2为本发明一种具体实施方式所提供的用于移动终端的语音通信方法流程图。
相应地，本发明一种实施方式还提供了一种用于移动终端的语音通信方法，包括：
S11：采集用户的通信语音。
在本发明的一种实施方式中，采集用户的通信语音，包括：获取预设的音频采样值；根据音频采样值对用户的通信语音进行音频数据采样。在本实施方式中，采集用户的通信语音的原始数据，将音频录制的声道设置为单声道，优选设置一个采样点的大小为16比特，即音频采样值设为16比特，从而实现以较小的缓冲发送量实现边采集后续边加密的过程。
S12：对通信语音进行编码压缩。
在本发明的一种实施方式中，对通信语音进行编码压缩包括：通过iLBC编码算法对通信语音进行编码压缩。
S13：通过SM4加密算法对经编码压缩后的通信语音进行语音加密。
S14：对经过语音加密的通信语音进行通信传输。
在本发明的一种实施方式中，对经过语音解密后的通信语音进行解码还原包括：通过iLBC解码算法对经过语音解密后的通信语音进行解码还原。
S15：获取该通信语音，并通过SM4解密算法对该通信语音进行相应地语音解密。
S16：对经过语音解密后的通信语音进行解码还原。
S17：对经过解码还原的通信语音进行播放。
对经过解码还原的通信语音进行播放，包括：构建音频解码缓冲区；接收经过解码还原的通信语音，并将该通信语音存储在音频解码存储区中；对存储在音频解码缓冲区中的通信语音进行解码播放。
综上所述，本发明所提供的用于移动终端的语音通信系统和方法，采用SM4加解密对通信语音进行加解密，加密强度大，加密过程简单，无需经过UDP包来传递秘钥进行匹配，大大降低了通信的延迟，采用iLBC编解码，iLBC是专为包交换网络通讯过程中对丢包现象进行有效控制的一种高效的编解码算法，在同等编码速率情况下，对音频数据传输的完整性和音质上具有优秀的效果。从而实现了移动终端在局域网中的安全通信，又降低了通信的延迟。
以上对本发明所提供一种用于移动终端的语音通信系统和方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种用于移动终端的语音通信系统，其特征在于，包括：
语音采集器，用于采集用户的通信语音；
编码器，用于对所述语音采集器采集的所述通信语音进行编码压缩；
SM4加密组件，用于通过SM4加密算法对经所述编码器编码压缩后的通信语音进行语音加密；
语音传输组件，用于对经过语音加密的所述通信语音进行通信传输；
SM4解密组件，用于获取所述语音传输组件传输的通信语音，并通过SM4解密算法进行相应地语音解密；
解码器，用于对经过所述SM4解密组件语音解密后的通信语音进行解码还原；
语音播放器，用于对经过所述解码器解码还原的通信语音进行播放。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述编码器包括iLBC编码器，所述解码器包括iLBC解码器。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述语音采集器包括：
录音组件，用于获取用户的音频信号；
语音采集处理器，用于控制所述录音组件按照预设的音频采样值进行音频信号的采集。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述语音播放器包括：
缓存组件，用于对经所述解码器解码还原的通信语音进行缓冲存储；
语音播放组件，用于调取所述存储组件中缓冲存储的通信语音，并对该通信语音进行解码播放。
5.根据权利要求1至4任一项所述的系统，其特征在于，所述语音传输组件包括：数据发送器和数据接收器；其中，所述数据发送器用于与外界服务器进行TCP连接，并在所述数据接收器亦和所述外界服务器建立TCP连接时和所述数据接收器建立UDP连接。
6.一种用于移动终端的语音通信方法，其特征在于，包括：
采集用户的通信语音；
对所述通信语音进行编码压缩；
通过SM4加密算法对经编码压缩后的通信语音进行语音加密；
对经过语音加密的所述通信语音进行通信传输；
获取该通信语音，并通过SM4解密算法对该通信语音进行相应地语音解密；
对经过语音解密后的通信语音进行解码还原；
对经过解码还原的通信语音进行播放。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述对所述通信语音进行编码压缩包括：通过iLBC编码算法对所述通信语音进行编码压缩；
对经过语音解密后的通信语音进行解码还原包括：通过iLBC解码算法对经过语音解密后的通信语音进行解码还原。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，采集用户的通信语音，包括：
获取预设的音频采样值；
根据所述音频采样值对用户的通信语音进行音频数据采样。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，对经过解码还原的通信语音进行播放，包括：
构建音频解码缓冲区；
接收经过解码还原的通信语音，并将该通信语音存储在所述音频解码存储区中；
对存储在所述音频解码缓冲区中的通信语音进行解码播放。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170510 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |