CN106921668A - 基于声纹识别的汽车用户快速验证方法及装置 - Google Patents

基于声纹识别的汽车用户快速验证方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于声纹识别的汽车用户快速验证方法及装置。通过为每个信息模板分配对应的存储单元，用于存储用户的声纹信息，并限定每个信息模板的使用上限，在登入验证时，通过用户输入的声纹数据所对应的文字信息，缩小声纹特征码的检索范围，从而大大缩短了声纹特征码比对的时间，从而使语音识别可应用于用户身份识别。通过用户的声纹数据即可验证用户的身份，用户无需手动输入用户名与密码，大大提高了用户登入操作的便捷性与智能性。

Description

基于声纹识别的汽车用户快速验证方法及装置
技术领域
本发明涉及汽车技术领域，特别是涉及一种基于声纹识别的汽车用户快速验证方法及装置。
背景技术
随着汽车技术的不断发展，现在的汽车越来越向节能环保方向以及智能互联方向发展，汽车内的功能也越来越复杂。而为了更好的管理这些功能，以及便于与驾驶者交互，通常会在汽车内设置有行车电脑等车载终端。驾驶者与车载终端之间的信息交互，可以通过控制按键输入或触屏输入；而一些汽车还可以通过语音输入进行控制，如雪弗兰汽车搭载的安吉星系统。在现有的车载终端中，在使用前通常要求进行用户验证，只有验证通过了才可以登入使用。
现有技术中，用户的验证主要是通过用户名与登入密码进行验证。在一些实现方案中，也有通过语音识别来实现控制指令的输入。现在的语音识别现控制指令的方案主要为：在系统中预先存储控制指令集，在使用时，从声音采集模块中采集到的用户语音，并在系统进行数字化处理，提取出语音的特征值，再与系统存储的语音命令集中的特征码进行匹配核对，识别出命令，后和其他控制器进行信息交流并执行动作。
在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中存在如下问题，现有的车载终端只能通过验证用户名与密码登入，车载终端登入操作不便，用户使用不够便捷，不够人性化。并且，现有的车载终端的语音控制的方法中，语音控制命令数据都基于一个语音数据库进行存储和调用，造成系统庞大，更新速度慢，成本高，系统灵活性低，更新和扩展不易；在判断每个语音指令都需要从整个数据库中检索和调用，匹配对应的命令子集去做校核，造成响应的时间相对较长。由于汽车用户的注册人数不断增加，所存储的用户数据十分庞大，现有的语音识别方案的耗时长，无法在短时间内根据用户的发音特征，识别出用户的身份，因此，现有的语音识别方案无法应用于登入时用户的身份识别上。
发明内容
为此，需要提供一种使用更加快速、简便且智能的汽车用户验证方法，用于解决现有技术中用户登入车载终端登入操作不便，且语音识别耗时长，无法用于用户身份识别的技术问题。
为实现上述目的，发明人提供了一种基于声纹识别的汽车用户快速验证方法，其特征在于，包括以下步骤：
预设两个以上用于用户身份验证的信息模板，分别为每个信息模板分配对应的存储单元，并设定每个信息模板被重复使用的上限值；
在用户注册时，获取用户根据其中一信息模板进行发音的声纹数据，并从所述声纹数据中提取用户的声纹特征码，以及将所述声纹特征码存储至所述信息模板所对应的存储单元；
在用户登入验证时，获取用户的声纹数据，识别用户声纹数据所对应的文字信息，并从所述声纹数据中提取用户的声纹特征码；
根据所识别的文字信息确定目标存储单元，并通过比较该用户的声纹特征码与目标存储单元中的声纹特征码是否吻合，验证该用户是否已注册。
进一步优化，所述声纹数据是通过汽车车载终端的拾音器获取；与每个信息模板对应的存储单元设置于云端服务器上；
在用户登入验证时，通过汽车车载终端识别用户声纹数据所对应的文字信息，并将所述声纹数据以及文字信息发送至云端服务器；以及
通过云端服务器从所述声纹数据中提取用户的声纹特征码，并根据所接收到的文字信息确定目标存储单元，并从目标存储单元中检索是否有与该用户匹配的声纹特征码，若有，则该用户为已注册用户，验证通过；若无，则该用户验证不通过。
进一步优化，所述声纹特征码包括声学特征和韵律特征。
进一步优化，所述通过比较该用户的声纹特征码与目标存储单元中的声纹特征码是否吻合具体包括：
通过该用户的声纹特征码与目标储存单元中的声纹特征码进行比对，当该用户的声纹特征码与目标储存单元中的声纹特征码的相似值超过设定值，则确认吻合，低于设定值则不吻合。
本发明人还提供了另一个技术方案一种基于声纹识别的汽车用户快速验证装置，包括预设单元、注册单元以及验证单元；
所述预设单元用于预设两个以上用于用户身份验证的信息模板，分别为每个信息模板分配对应的存储单元，并设定每个信息模板被重复使用的上限值；
所述注册单元用于在用户注册时，获取用户根据其中一信息模板进行发音的声纹数据，并从所述声纹数据中提取用户的声纹特征码，以及将所述声纹特征码存储至所述信息模板所对应的存储单元；
所述验证单元用于在用户登入验证时，获取用户的声纹数据，识别用户声纹数据所对应的文字信息，并从所述声纹数据中提取用户的声纹特征码；以及
根据所识别的文字信息确定目标存储单元，并通过比较该用户的声纹特征码与目标存储单元中的声纹特征码是否吻合，验证该用户是否已注册。
进一步优化，所述声纹数据是通过汽车车载终端的拾音器获取；与每个信息模板对应的存储单元设置于云端服务器上；
所述验证单元在用户登入验证时，通过汽车车载终端识别用户声纹数据所对应的文字信息，并将所述声纹数据以及文字信息发送至云端服务器；以及
通过云端服务器从所述声纹数据中提取用户的声纹特征码，并根据所接收到的文字信息确定目标存储单元，并从目标存储单元中检索是否有与该用户匹配的声纹特征码，若有，则该用户为已注册用户，验证通过；若无，则该用户验证不通过。
进一步优化，所述声纹特征码包括声学特征和韵律特征。
进一步优化，所述通过比较该用户的声纹特征码与目标存储单元中的声纹特征码是否吻合具体包括：
通过该用户的声纹特征码与目标储存单元中的声纹特征码进行比对，当该用户的声纹特征码与目标储存单元中的声纹特征码的相似值超过设定值，则确认吻合，低于设定值则不吻合。
区别于现有技术，上述技术方案通过预设两个以上的信息模板，以及为每个信息模板分配对应的存储单元，在用户注册时，每个用户根据其中一个信息模板进行发音，并获取用户发音的声纹特征码，存储于与信息模板对应的存储单元中；在用户登入验证时，识别用户的输入的声纹数据所对应的文字信息以及用户声纹的特征码，根据所述文字信息判断用户使用的是哪条信息模板，并在信息模板对应的存储单元中检索是否有该用户的声纹特征码相吻合的声纹特征码。上述技术方案通过为每个信息模板分配对应的存储单元，用于存储用户的声纹信息，并限定每个信息模板的使用上限，在登入验证时，通过用户输入的声纹数据所对应的文字信息，缩小声纹特征码的检索范围，从而大大缩短了声纹特征码比对的时间，从而使语音识别可应用于用户身份识别。进行一步的，上述技术方案通过用户的声纹数据即可验证用户的身份，用户无需手动输入用户名与密码，大大提高了用户登入操作的便捷性与智能性。
附图说明
图1为具体实施方式所述基于声纹识别的汽车用户快速验证方法的一种流程示意图；
图2为具体实施方式所述基于声纹识别的汽车用户快速验证装置的一种结构示意图。
具体实施方式
为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。
请参阅图1，本实施例一种基于声纹识别的汽车用户快速验证方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤110：预设两个以上用于用户身份验证的信息模板，分别为每个信息模板分配对应的存储单元，并设定每个信息模板被重复使用的上限值；
步骤120：在用户注册时，获取用户根据其中一信息模板进行发音的声纹数据，并从所述声纹数据中提取用户的声纹特征码，以及将所述声纹特征码存储至所述信息模板所对应的存储单元；
步骤130：在用户登入验证时，获取用户的声纹数据，识别用户声纹数据所对应的文字信息，并从所述声纹数据中提取用户的声纹特征码；
步骤140：根据所识别的文字信息确定目标存储单元，并通过比较该用户的声纹特征码与目标存储单元中的声纹特征码是否吻合，验证该用户是否已注册。
预设两个以上的信息模板，以及为每个信息模板分配对应的存储单元，在用户注册时，每个用户根据其中一个信息模板进行发音，并获取用户发音的声纹特征码，存储于与信息模板对应的存储单元中；在用户登入验证时，识别用户的输入的声纹数据所对应的文字信息以及用户声纹的特征码，根据所述文字信息判断用户使用的是哪条信息模板，并在信息模板对应的存储单元中检索是否有该用户的声纹特征码相吻合的声纹特征码。上述技术方案通过为每个信息模板分配对应的存储单元，用于存储用户的声纹信息，并限定每个信息模板的使用上限，在登入验证时，通过用户输入的声纹数据所对应的文字信息，缩小声纹特征码的检索范围，从而大大缩短了声纹特征码比对的时间，从而使语音识别可应用于用户身份识别。进行一步的，上述技术方案通过用户的声纹数据即可验证用户的身份，用户无需手动输入用户名与密码，大大提高了用户登入操作的便捷性与智能性。
预设多个模版，如模版“云度汽车改变平凡”、模版“云度汽车追求卓越”、模版“一路平安”等，在用户注册时，根据一种的一个模版“云度汽车改变平凡”，用户进行发音，获取用户发音的声纹特征码，并存储在与信息模版对应的存储单元中；当用户登入验证时，识别用户输入的声纹数据所对应的文字信息“云度汽车改变平凡”，以及用户声纹的特征码，根据文字信息“云度汽车改变平凡”判断用户使用的是信息模版“云度汽车改变平凡”，并在信息模版对应的存储单元中检索是否有该用户的声纹特征码相吻合的声纹特征码。
在本实施例中，为了方便获取用户的声纹数据，并对其进行验证，所述声纹数据是通过汽车车载终端的拾音器获取；与每个信息模板对应的存储单元设置于云端服务器上；在用户登入验证时，通过汽车车载终端识别用户声纹数据所对应的文字信息，并将所述声纹数据以及文字信息发送至云端服务器；以及通过云端服务器从所述声纹数据中提取用户的声纹特征码，并根据所接收到的文字信息确定目标存储单元，并从目标存储单元中检索是否有与该用户匹配的声纹特征码，若有，则该用户为已注册用户，验证通过；若无，则该用户验证不通过。通过利用汽车上的车载终端上的拾音器来获取用户的声纹数据，并在云端服务器上建立与每个信息模块对应的存储单元，而通过汽车上的车载终端进行识别用户的声纹数据所对应的文字信息，并同时将声纹数据和文字信息发送至云端服务器，通过云端服务器从声纹数据中提取用户的声纹特征码，并根据所接收到的文字信息确定目标存储单元，并从目标存储单元中检索是否有与该用户匹配的声纹特征码，若有，则该用户为已注册用户，验证通过；若无，则该用户验证不通过。利用汽车上的车载终端的拾音器方便用户进行语音输入，从而获取用户的声纹数据，并利用云端服务器的充分利用网络资源等快速帮助用户进行验证。
在本实施例中，为了增加声纹特征码的精准验证，所述声纹特征码包括声学特征和韵律特征。通过验证声纹特征码中的声学特征(倒频谱)、和韵律特征(利用n-gram描述的基音和能量“姿势”)，进而使得声纹特征码的验证更加精准。
在本实施例中，为了有效识别声纹特征码，所述通过比较该用户的声纹特征码与目标存储单元中的声纹特征码是否吻合具体包括：通过该用户的声纹特征码与目标储存单元中的声纹特征码进行比对，当该用户的声纹特征码与目标储存单元中的声纹特征码的相似值超过设定值，则确认吻合，低于设定值则不吻合，例如，所述设定值为80％。由于各种环境的影响等原因，用户的声纹特征码与目标储存单元中的声纹特征码无法100％吻合，通过将用户的声纹特征码与目标存储单元中的声纹特征码进行比对，当相似值超过设定值，则确认吻合。在本实施例中，通过设定相似值为80％，则有效地识别声纹特征码，且减少错误的可能。
在本实施例中，为有效利用每个信息模版，每个信息模板被重复使用的上限值为十万次。将每个信息模版被重复使用的上限值设置为十万次，既能够满足用户的需要，且能够更新用户使用的模版，有效地利用每个信息模版。而在其他实施方式中，可根据需要设定每个信息模板被重复使用的上限值。
请参阅图2，在另一个实施例基于声纹识别的汽车用户快速验证装置中，包括预设单元、注册单元以及验证单元；
所述预设单元用于预设两个以上用于用户身份验证的信息模板，分别为每个信息模板分配对应的存储单元，并设定每个信息模板被重复使用的上限值；
所述注册单元用于在用户注册时，获取用户根据其中一信息模板进行发音的声纹数据，并从所述声纹数据中提取用户的声纹特征码，以及将所述声纹特征码存储至所述信息模板所对应的存储单元；
所述验证单元用于在用户登入验证时，获取用户的声纹数据，识别用户声纹数据所对应的文字信息，并从所述声纹数据中提取用户的声纹特征码；以及
根据所识别的文字信息确定目标存储单元，并通过比较该用户的声纹特征码与目标存储单元中的声纹特征码是否吻合，验证该用户是否已注册。
在本实施例中，所述声纹数据是通过汽车车载终端的拾音器获取；与每个信息模板对应的存储单元设置于云端服务器上；所述验证单元在用户登入验证时，通过汽车车载终端识别用户声纹数据所对应的文字信息，并将所述声纹数据以及文字信息发送至云端服务器；以及通过云端服务器从所述声纹数据中提取用户的声纹特征码，并根据所接收到的文字信息确定目标存储单元，并从目标存储单元中检索是否有与该用户匹配的声纹特征码，若有，则该用户为已注册用户，验证通过；若无，则该用户验证不通过。
在本实施例中，所述声纹特征码包括声学特征、词法特征和韵律特征。
在本实施例中，所述通过比较该用户的声纹特征码与目标存储单元中的声纹特征码是否吻合具体包括：通过该用户的声纹特征码与目标储存单元中的声纹特征码进行比对，当该用户的声纹特征码与目标储存单元中的声纹特征码的相似值超过设定值，则确认吻合，低于设定值则不吻合。
在本实施例中，每个信息模板被重复使用的上限值为十万次，而在其他实施方式中，可根据需要设定每个信息模板被重复使用的上限值。
预设两个以上的信息模板，以及为每个信息模板分配对应的存储单元，在用户注册时，每个用户根据其中一个信息模板进行发音，并获取用户发音的声纹特征码，存储于与信息模板对应的存储单元中；在用户登入验证时，识别用户的输入的声纹数据所对应的文字信息以及用户声纹的特征码，根据所述文字信息判断用户使用的是哪条信息模板，并在信息模板对应的存储单元中检索是否有该用户的声纹特征码相吻合的声纹特征码。上述技术方案通过为每个信息模板分配对应的存储单元，用于存储用户的声纹信息，并限定每个信息模板的使用上限，在登入验证时，通过用户输入的声纹数据所对应的文字信息，缩小声纹特征码的检索范围，从而大大缩短了声纹特征码比对的时间，从而使语音识别可应用于用户身份识别。进行一步的，上述技术方案通过用户的声纹数据即可验证用户的身份，用户无需手动输入用户名与密码，大大提高了用户登入操作的便捷性与智能性。
通过利用汽车上的车载终端上的拾音器来获取用户的声纹数据，并在云端服务器上建立与每个信息模块对应的存储单元，而通过汽车上的车载终端进行识别用户的声纹数据所对应的文字信息，并同时将声纹数据和文字信息发送至云端服务器，通过云端服务器从声纹数据中提取用户的声纹特征码，并根据所接收到的文字信息确定目标存储单元，并从目标存储单元中检索是否有与该用户匹配的声纹特征码，若有，则该用户为已注册用户，验证通过；若无，则该用户验证不通过。利用汽车上的车载终端的拾音器方便用户进行语音输入，从而获取用户的声纹数据，并利用云端服务器的充分利用网络资源等快速帮助用户进行验证。
通过验证声纹特征码中的声学特征(倒频谱)和韵律特征(利用n-gram描述的基音和能量“姿势”)，进而使得声纹特征码的验证更加精准。
由于各种环境的影响等原因，用户的声纹特征码与目标储存单元中的声纹特征码无法100％吻合，通过将用户的声纹特征码与目标存储单元中的声纹特征码进行比对，当相似值超过80％，则确认吻合，通过设定相似值为80％，则有效地识别声纹特征码，且减少错误的可能。
将每个信息模版被重复使用的上限值设置为十万次，既能够满足用户的需要，且能够更新用户使用的模版，有效地利用每个信息模版。
尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于声纹识别的汽车用户快速验证方法，其特征在于，包括以下步骤：
预设两个以上用于用户身份验证的信息模板，分别为每个信息模板分配对应的存储单元，并设定每个信息模板被重复使用的上限值；
在用户注册时，获取用户根据其中一信息模板进行发音的声纹数据，并从所述声纹数据中提取用户的声纹特征码，以及将所述声纹特征码存储至所述信息模板所对应的存储单元；
在用户登入验证时，获取用户的声纹数据，识别用户声纹数据所对应的文字信息，并从所述声纹数据中提取用户的声纹特征码；
根据所识别的文字信息确定目标存储单元，并通过比较该用户的声纹特征码与目标存储单元中的声纹特征码是否吻合，验证该用户是否已注册。
2.根据权利要求1所述的汽车用户快速验证方法，其特征在于，所述声纹数据是通过汽车车载终端的拾音器获取；与每个信息模板对应的存储单元设置于云端服务器上；
在用户登入验证时，通过汽车车载终端识别用户声纹数据所对应的文字信息，并将所述声纹数据以及文字信息发送至云端服务器；以及
通过云端服务器从所述声纹数据中提取用户的声纹特征码，并根据所接收到的文字信息确定目标存储单元，并从目标存储单元中检索是否有与该用户匹配的声纹特征码，若有，则该用户为已注册用户，验证通过；若无，则该用户验证不通过。
3.根据权利要求1所述的汽车用户快速验证方法，其特征在于，所述声纹特征码包括声学特征和韵律特征。
4.根据权利要求1所述的汽车用户快速验证方法，其特征在于，所述通过比较该用户的声纹特征码与目标存储单元中的声纹特征码是否吻合具体包括：
通过该用户的声纹特征码与目标储存单元中的声纹特征码进行比对，当该用户的声纹特征码与目标储存单元中的声纹特征码的相似值超过设定值，则确认吻合，低于设定值则不吻合。
5.一种基于声纹识别的汽车用户快速验证装置，其特征在于，包括预设单元、注册单元以及验证单元；
所述预设单元用于预设两个以上用于用户身份验证的信息模板，分别为每个信息模板分配对应的存储单元，并设定每个信息模板被重复使用的上限值；
所述注册单元用于在用户注册时，获取用户根据其中一信息模板进行发音的声纹数据，并从所述声纹数据中提取用户的声纹特征码，以及将所述声纹特征码存储至所述信息模板所对应的存储单元；
所述验证单元用于在用户登入验证时，获取用户的声纹数据，识别用户声纹数据所对应的文字信息，并从所述声纹数据中提取用户的声纹特征码；以及
根据所识别的文字信息确定目标存储单元，并通过比较该用户的声纹特征码与目标存储单元中的声纹特征码是否吻合，验证该用户是否已注册。
6.根据权利要求5所述的汽车用户快速验证装置，其特征在于，所述声纹数据是通过汽车车载终端的拾音器获取；与每个信息模板对应的存储单元设置于云端服务器上；
所述验证单元在用户登入验证时，通过汽车车载终端识别用户声纹数据所对应的文字信息，并将所述声纹数据以及文字信息发送至云端服务器；以及
通过云端服务器从所述声纹数据中提取用户的声纹特征码，并根据所接收到的文字信息确定目标存储单元，并从目标存储单元中检索是否有与该用户匹配的声纹特征码，若有，则该用户为已注册用户，验证通过；若无，则该用户验证不通过。
7.根据权利要求5所述的汽车用户快速验证装置，其特征在于，所述声纹特征码包括声学特征和韵律特征。
8.根据权利要求5所述的汽车用户快速验证装置，其特征在于，所述通过比较该用户的声纹特征码与目标存储单元中的声纹特征码是否吻合具体包括：
通过该用户的声纹特征码与目标储存单元中的声纹特征码进行比对，当该用户的声纹特征码与目标储存单元中的声纹特征码的相似值超过设定值，则确认吻合，低于设定值则不吻合。
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