CN106685575A - 一种防止利用手机进行窃听的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防止利用手机进行窃听的装置，包括：内外嵌套的两层箱体，两层箱体之间形成隔层空间；内层箱体内部设有手机搁置架、内层声音传感器以及内层语音播放器；隔层空间内设有隔层声音传感器、以及向隔层空间播放干扰语音的语音干扰器；外层箱体上设有外层声音传感器、手机提醒器、以及用于在正常模式和防窃听模式之间进行转换的模式切换开关；还设有控制单元。本发明提供的防止利用手机进行窃听的装置，对窃听者进行主动信息表达，达到反窃听的目的，同时对手机来电状态进行监控，并实时告知手机用户。
Description
技术领域
本发明涉及防窃听技术领域，具体涉及一种防止利用手机进行窃听的装置。
背景技术
随着电子信息技术的发展，人们对手机的依赖程度也越来越高，手机逐渐成为人们工作、生活必不可少的一部分。与此同时，利用手机进行窃听也较为常见，例如，对用户通话信息进行窃听、对用户的所在位置进行定位等，甚至在用户不通话的情况下，开启录音功能进行远程窃听，不仅严重威胁用户的通信安全性和保密性，也对用户的个人生活造成严重影响。
公开号为CN105047191A的发明专利文献公开了一种超声波主动消音防窃听窃录的装置及使用该装置防窃听窃录的方法，该专利申请中，将超声波信号作为载波与主动消音干扰音频信息进行调制，形成经过调制的超声波信号，对现有技术中各种类型的窃听窃录设备都能进行有效的干扰，从而有效防止会议信息或军事内容被窃听或窃录，提高了信息的安全性。
公开号为CN104144601A的发明专利文献公开了一种防止利用手机进行窃听的装置，采用单隔层设计，手机被置于一个屏蔽罩内，在屏蔽罩内施加噪声，形成一个强干扰环境，手机听不到外界声音，外界听不到手机响声。通过检测电磁信号的感应模块(放置在屏蔽罩外)来检测手机来电，不区分手机电话或者短信。
公告号为CN102522087B的发明专利文献公开了一种防窃听语音传输的方法、装置和终端，将语音信息额外编码，以达到防窃听的目的。
授权公告号为CN204305141U的实用新型专利文献公开了一种可防窃听的移动终端，在移动终端进行充电的同时称量并记录移动终端的现场重量值，并在现场重量值与预设值的差值超出预设范围时产生警示，主要面向的是硬件改动。
利用手机进行窃听可以通过外部的硬件设备，或者手机内部的软件进行，在一定程度上对手机用户的隐私造成伤害。在一些特殊场合，例如开保密会议时，手机也可能作为窃听设备被使用，即使没有进行通话，也可以通过手机的录音功能对会议信息进行存储以及远程传送。现有技术中的防窃听手段，多只是单方面检测是否被窃听，或者对窃听进行干扰，使窃听的过程不能正常进行。
发明内容
本发明提供了一种防止利用手机进行窃听的装置，对窃听者进行主动信息表达，达到反窃听的目的，同时对手机来电状态进行监控，并实时告知手机用户。
一种防止利用手机进行窃听的装置，包括：内外嵌套的两层箱体，两层箱体之间形成隔层空间；
内层箱体内部设有手机搁置架、内层声音传感器以及内层语音播放器；
隔层空间内设有隔层声音传感器、以及向隔层空间播放干扰语音的语音干扰器；
外层箱体上设有外层声音传感器、手机提醒器、以及用于在正常模式和防窃听模式之间进行转换的模式切换开关；
还设有控制单元，所述控制单元用于接收内层声音传感器的信号，并通过手机提醒器发出手机来电提示；
所述控制单元还用于接收模式切换开关的信号，并按如下方式在对应模式下工作：
在防窃听模式下，依据隔层声音传感器采集信号生成干扰语音，并控制语音干扰器播放干扰语音，控制内层语音播放器播放预先存储的用户语音；
在正常模式下，播放外层声音传感器采集的声音。
所述的防止利用手机进行窃听的装置使用时，将手机放置在手机搁置架上，通过模式切换开关选择不同的模式，处于防窃听模式时，控制单元控制内层语音播放器播放预先录制的用户语音，即使手机处于被窃听状态，窃听者所获得的声音信息也为虚假信息。
现有的语音处理手段比较成熟，可以从微弱的环境语音中分割出目标语音，因此需要施加有效的干扰。本发明采用同声源语音加扰方法，即采集隔层空间中被窃听人的原始语音，该原始语音处理后产生同源干扰噪声，将同源干扰噪声加入原始语音中生成无法分割的干扰语音。
具体地干扰语音生成过程为：利用隔层声音传感器检测到的原始声音，计算时间窗口内原始声音的短时平均幅度，将进行三级延时累加，幅度值按照短时平均幅度进行归一，控制单元控制语音干扰器进行干扰。
本发明的防窃听一方面通过两层箱体进行静音，另一方面在隔层空间内施加干扰语音，防止外部环境(外层箱体外部)的声音被内层箱体内部的手机获得。
内层箱体和外层箱体需要选用具有适当隔音效果的材质，一方面保证隔层空间内具有适当强度的声音，以生成干扰语音，另一方面，保证外部环境的声音在内层箱体内部被削弱至难以被窃听，优选地，内层箱体和外层箱体均采用两层复合材料，所述两层复合材料由密度板层和静音棉层粘附而成。
为了便于手机的放置，优选地，外层箱体和内层箱体上均设有用于开放箱体内部空间的翻板。为了减小体积，优选地，所述外层箱体的底板兼做内层箱体的底板。
手机来电时，通过内层声音传感器检测来电声音，并通过手机提醒器提示手机用户来电。所述手机来电提示包括手机通话、短信、手机中各类软件提示音等需要用户查看或处理的信息提示。
所述手机提醒器可以采用各种形式，例如，音频提示、或屏幕提示等。
所述模式切换开关通过用户手动进行操作，例如，在开保密会议时，手动切换至防窃听模式，在防窃听模式下，即使手机处于被窃听状态，窃听者也仅能获得掺杂了干扰语音的预先录制的语音信号，无法得到期望的窃听结果。
作为优选，所述控制单元还用于：
在防窃听模式下，比较内层声音传感器采集信号与预先存储的用户语音的差异性，当差异性超过阈值时，通过手机提醒器发出手机来电提示；
正常模式，比较内层声音传感器采集信号与外层声音传感器采集信号的差异性，当差异性超过阈值时，通过手机提醒器发出手机来电提示。
为了保持隔层空间内有适当强度的干扰语音，优选地，所述控制单元还用于在防窃听模式下，依据隔层声音传感器采集声音的强度，自适应调整语音干扰器的输出音量大小。
作为优选，所述手机搁置架上还设有震动检测器，所述控制单元还用于接收震动检测器的信号，并通过手机提醒器发出手机来电提示。
手机来电时的信号既可以为声音信号，也可以为震动信号，若为声音信号，则通过内层声音传感器采集的信号，判断是否为手机来电，若为震动信号，则通过震动检测器检测到手机的震动频率，判断是否为手机来电。
作为优选，所述控制单元接收到震动检测器的压力信号时被唤醒。
手机搁置架上未放置物品时，控制单元处于休眠状态，当手机放置在手机搁置架上时，震动检测器检测到手机带来的压力，当压力超过阈值时，控制单元被唤醒。
本发明提供的防止利用手机进行窃听的装置相比现有技术，具有以下优点：
(1)通过内外嵌套的两层箱体构建了隔层空间，并在隔层空间内持续施加干扰语音，避免通过微弱的环境语音进行语音还原。
(2)通过模式切换开关在防窃听模式和正常模式下进行切换，达到主动控制窃听的目的。
(3)用户仍然可以正常或者手机来电信息。
附图说明
图1为本发明防止利用手机进行窃听的装置的结构示意图；
图2为本发明防止利用手机进行窃听的装置的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明防止利用手机进行窃听的装置做详细描述。
如图1所示，一种防止利用手机进行窃听的装置，包括：内外嵌套的两层箱体，两层箱体之间形成隔层空间。内层箱体300和外层箱体100均采用两层复合材料，两层复合材料具有一定的隔音效果，但并非完全隔离外界声音。
两层复合材料由密度板层和静音棉层粘附而成，制作箱体时，静音棉层处于箱体内侧，密度板层处于箱体外侧。
如图1所示，外层箱体100和内层箱体300均采用长方体结构，外层箱体100和内层箱体300的顶壁均为翻板，翻板的一侧沿与相邻侧壁铰接，通过翻板可以释放外层箱体100以及内层箱体300的内部空间，当翻板盖上时，形成封闭的箱体内部空间，具有一定的隔音效果。外层箱体100的底板兼做内层箱体300的底板。
如图1所示，内层箱体300内部设有手机搁置架303、内层声音传感器301以及内层语音播放器302。手机搁置架303包括承载手机的平板以及支撑平板的底脚，底脚放置在内层箱体300的底板上，底脚与内层箱体300的底板之间安装有震动检测器。内层声音传感器301用于检测内层箱体300内部的声音，内层语音播放器302用于向内层箱体300内部进行语音播报。
隔层空间内设有用于检测隔层空间声音的隔层声音传感器201、以及向隔层空间内播放干扰语音的语音干扰器202。隔层声音传感器201以及语音干扰器202均安装在外层箱体100的内壁上，且相对布置。
外层箱体100的外壁上安装有外层声音传感器101、手机提醒器102、以及用于在正常模式和防窃听模式之间进行转换的模式切换开关103。
外层声音传感器101用于检测外层箱体100外部的声音，手机提醒器102用于向外层箱体100外部提供手机来电信息。
还设有控制单元，控制单元用于控制处理内层声音传感器301、内层语音播放器302、外层声音传感器101、手机提醒器102、模式切换开关103、隔层声音传感器201、以及语音干扰器202的信号。
如图2所示，控制单元作为整个装置的中枢，与其他各相关硬件进行通信或电路连接，以传递所需的数字信号或模拟信号。控制单元安装在装置的任意位置上，优选安装于内层箱体300内部。图2中，外部环境是指外层箱体外部的环境，隔层环境为内层箱体和外层箱体之间夹层的环境，内层环境为内层箱体内部的环境。
控制单元用于接收模式切换开关103的信号，控制内层语音播放器302在防窃听模式下播放预先存储的用户语音，在正常模式下播放外层声音传感器101采集的声音。
模式切换开关103使用拨键开关，通过0或1的信号输入控制单元，使控制单元在防窃听模式和正常模式之间进行切换。
内层声音传感器301、隔层声音传感器201、外层声音传感器101采用现有技术，例如，使用TLV320AIC23B芯片与音频传感器的典型电路实现。
内层声音传感器301、隔层声音传感器201、外层声音传感器101的处理信息均以数字信息形式传输至控制单元。内层声音传感器301、隔层声音传感器201、外层声音传感器101的控制口配置成I2C并与控制单元的I2C端口连接，控制单元分别对内层声音传感器301、隔层声音传感器201、外层声音传感器101的控制寄存器进行设置。内层声音传感器301、隔层声音传感器201、外层声音传感器101的数据口分别与控制单元的McBSP接口连接进行数据传输。
语音干扰器202、内层语音播放器302与手机提醒器102均采用现有技术，例如，使用TLV320AIC23B芯片与扬声器的典型电路实现。
控制单元采用高速DSP芯片TMS320VC5509，控制单元的存储功能可以采用外接64Mb Flash实现，码本存储单元使用内部存储空间，为程序写入时自带数据。
控制单元接收TLV320AIC23B芯片转换的声音信号后，设语音波形时域信号为x[t]，对语音进行分帧、加窗处理后，可得到第n帧语音信号xn[m]为：
xn[m]＝w[m]*x[n*m+m],0≤m≤N-1
其中：N为窗口宽度；t为时间；n为帧序号；m为第n帧第m个数据点。
w[m]为长度是N的窗口函数，例如矩形窗，则第n帧语音信号的短时平均幅度Mn为：
窗口宽度N的选择要有利于判断当前的语音强度局部峰值，被窃听人说话时单字范围内，局部语音强度最高，字与字之间语音强度较弱。由于正常人说话时，语速相对确定，每个单字持续时间一般不会超过1s。因此N可选为1秒内的采样量。
得到x(t)，Mn后，根据延时T1,T2,T3分别计算延时语音输出：
y1(t)＝x(t+T1)
y2(t)＝x(t+T2)
y3(t)＝x(t+T3)
求和后输出为y(t)＝y1(t)+y2(t)+y3(t)+x(t)
根据短时平均幅度计算公式，计算平均幅度为：
根据比率归一化后计算干扰语音输出：
控制单元根据y’(t)控制语音干扰器202输出干扰语音。
控制单元还用于接收内层声音传感器301的信号，并通过手机提醒器102发出手机来电提示，具体如下：
在防窃听模式下，比较内层声音传感器301采集信号与预先存储的用户语音的差异性，当差异性超过阈值时，通过手机提醒器102发出手机来电提示；
正常模式，比较内层声音传感器301采集信号与外层声音传感器101采集信号的差异性，当差异性超过阈值时，通过手机提醒器102发出手机来电提示。
手机搁置架303上没有放置手机时，控制单元处于休眠状态，手机放置在手机搁置架303上时，震动检测器检测到压力，将压力信号传递至控制单元，控制单元接收到该压力信号时被唤醒，并根据模式切换开关103的状态在对应的模式下工作。
内层声音传感器301检测内层箱体300内部的声音l(t)，在防窃听模式下，控制单元根据预先存储的用户语音生成k(t)，在正常模式下，控制单元根据外层声音传感器101采集信号生成k(t)，在没有手机来电的情况下，k(t)和l(t)波形近似，有手机来电的情况下，k(t)和l(t)波形近似度下降。
分别取l(t)，k(t)的绝对值，记为l'(t)，k'(t)，因语音采样率较高，在计算相关性时不需要高采样率，因此对原数据进行减采样，取A点平均，获得la'(t)，ka'(t)。利用下式计算la'(t)、ka'(t)的局部相关系数rlk(t)，
式中：s+t为进行相关系数计算的数据集的下标，其中s范围为当前计算的-P，Q之间数据序列。
在没有手机来电时，rlk(t)接近1；当有手机来电时，rlk(t)下降。
计算变化率：δr(t)＝rlk(t)-rlk(t-Tδ)
计算变化率时需选择不同时间点的相关性来计算差异，如果时间过短，差异性无法及时体现，如果时间过长，系统响应时间过缓。其中，Tδ为预设延时。
当δr≥φ时，判断为手机来电，其中φ为预设阈值。
为了保证隔层空间内具有合适强度的干扰语音，控制单元还用于在防窃听模式下，依据隔层声音传感器201采集声音的强度，自适应调整语音干扰器202的输出音量大小。
控制单元还用于接收震动检测器的信号，并通过手机提醒器102发出手机来电提示。
手机来电时的信号既可以为声音信号，也可以为震动信号，若为声音信号，则通过内层声音传感器301采集的信号，判断是否为手机来电，若为震动信号，则通过震动检测器检测到手机的震动频率，判断是否为手机来电。
手机提醒器102可以采用各种形式，例如扬声器、或显示屏。
Claims (8)
1.一种防止利用手机进行窃听的装置，其特征在于，包括：内外嵌套的两层箱体，两层箱体之间形成隔层空间；
内层箱体内部设有手机搁置架、内层声音传感器以及内层语音播放器；
隔层空间内设有隔层声音传感器、以及向隔层空间播放干扰语音的语音干扰器；
外层箱体上设有外层声音传感器、手机提醒器、以及用于在正常模式和防窃听模式之间进行转换的模式切换开关；
还设有控制单元，所述控制单元用于接收内层声音传感器的信号，并通过手机提醒器发出手机来电提示；
所述控制单元还用于接收模式切换开关的信号，并按如下方式在对应模式下工作：
在防窃听模式下，依据隔层声音传感器采集信号生成干扰语音，并控制语音干扰器播放干扰语音，控制内层语音播放器播放预先存储的用户语音；
在正常模式下，播放外层声音传感器采集的声音。
2.如权利要求1所述的防止利用手机进行窃听的装置，其特征在于，所述控制单元还用于：
在防窃听模式下，比较内层声音传感器采集信号与预先存储的用户语音的差异性，当差异性超过阈值时，通过手机提醒器发出手机来电提示；
正常模式，比较内层声音传感器采集信号与外层声音传感器采集信号的差异性，当差异性超过阈值时，通过手机提醒器发出手机来电提示。
3.如权利要求1所述的防止利用手机进行窃听的装置，其特征在于，所述控制单元还用于在防窃听模式下，依据隔层声音传感器采集声音的强度，自适应调整语音干扰器的输出音量大小。
4.如权利要求1所述的防止利用手机进行窃听的装置，其特征在于，所述手机搁置架上还设有震动检测器，所述控制单元还用于接收震动检测器的信号，并通过手机提醒器发出手机来电提示。
5.如权利要求4所述的防止利用手机进行窃听的装置，其特征在于，所述控制单元接收到震动检测器的压力信号时被唤醒。
6.如权利要求1～5任一项所述的防止利用手机进行窃听的装置，其特征在于，内层箱体和外层箱体均采用两层复合材料，所述两层复合材料由密度板层和静音棉层粘附而成。
7.如权利要求1～5任一项所述的防止利用手机进行窃听的装置，其特征在于，外层箱体和内层箱体上均设有用于开放箱体内部空间的翻板。
8.如权利要求1～5任一项所述的防止利用手机进行窃听的装置，其特征在于，所述外层箱体的底板兼做内层箱体的底板。
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