CN107396248A - 一种基于互联网的数字声控骨传导耳机系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于数据处理设备技术领域，公开了一种基于互联网的数字声控骨传导耳机系统，包括：耳麦机、语音控制单元、红外线影像检测模块、语音输入模块、语音输出模块、互联网通讯模块；互联网通讯模块与语音控制器连接，用于实现语音控制单元与指挥中心的信息交换。本发明提供的基于互联网的数字声控骨传导耳机系统，能通过声音有效且快捷控制耳机的工作，其结构简单、实现方便，成本低，给生产和使用带来方便；并引入了数字静噪技术，从而有效减少环境噪声对通信音质的影响；引入了无线SPEEX技术解码技术，从而有效拓展了产品的使用场合，给使用人员带来使用便利。
Description
技术领域
本发明属于数据处理设备技术领域，尤其涉及一种基于互联网的数字声控骨传导耳机系统。
背景技术
目前，耳机或骨传导耳机都是采用手动操作控制耳机的工作状态，导致使用场合的局限，另外手动的开关也给使用带来很不便利，给业界提出了新的要求。
现有技术中：声控骨传导耳机，包括一骨传导耳机和与骨传导耳机连接的PTT控制组件，还包括一声控装置，该声控装置与PTT控制组件通信连接经PTT控制组件控制骨传导耳机的通断。所述的PTT控制组件为无线PTT控制组件，其与骨传导耳机无线通讯连接。所述的PTT控制组件为有线PTT控制组件，其与骨传导耳机成一体结构且电性连接；所述的声控装置与骨传导耳机成一体结构。
为解决对讲机必须手持使用的缺点，市场上出现肩咪这样的产品。肩咪使用时可以固定在使用人员的肩部位置，其作用是通过相关连接线将对讲机的麦克风、喇叭和PTT按钮引到使用人员的肩部。如此设计使用人员无需一直手持对讲机，只有在发射时才需用手按下肩咪的PTT按钮进行发射，一定程度上起到了解放双手的作用。
但是并没有真正起到解放双手，肩咪仍需用手按PTT按钮实现发射功能，对使用人员的作业活动带来不便并带来安全隐患。
在发生危险的时候，区域内部市电供电将被切断，只有消防应急系统启动，并通过应急电源，此时即只有消防应急设备拥有电源；此时，消防员进入建筑内部，消防员与指挥中心或者消防员之间，只能通过对讲机进行联络；由于建筑结构的复杂，在很多建筑内部的局部，信号薄弱，无法实现可靠对讲；此时消防员就处危险的境地；同时，建筑内部的人员也需要及时和指挥中心联系，以便及时获得救援，但是，目前位置还没有一种可靠的方法能保证发生危险时，建筑内部对讲系统能够的可靠运行。
综上所述，现有技术存在的问题是：现有数字声控骨传导耳机系统功能单一，不能根据客户需求进行自动更换所要的内容；但是现有技术并没有结合互联网技术，真正起到解放双手，实现可靠对讲，肩咪仍需用手按PTT按钮实现发射功能，对使用人员的作业活动带来不便并带来安全隐患。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于互联网的数字声控骨传导耳机系统。
本发明是这样实现的，一种基于互联网的数字声控骨传导耳机系统，所述基于互联网的数字声控骨传导耳机系统包括：
耳麦机，用于为语音控制单元提供麦克风信号并将语音所述控制单元提供的耳机信号转换成相应语音；
语音控制单元，用于耳麦机传输的麦克风信号的控制、检测、通讯任务；将语音输入模块的语音信号转换成数字信号，进行实时压缩，变成数据量小的数据，通过通讯模块发送到指挥中心；所述数据采用双层布鲁姆过滤器；
所述布鲁姆过滤器采用长度为m的比特数组V以及k个相互独立的哈喜函数h1、h2、…、hk；当需要将元素s存储到布鲁姆过滤器时，分别计算设置h1(s)、h2(s)、…、hk(s)的值，并将V中对应位置的比特值置为‘1’；当需要判断元素u是否在布鲁姆过滤器中时，检查V中第h1(u)、h2(u)、…、hk(u)位置的比特值是否全为1，如果全为1，则元素u以较大概率在S中，如果不全为1，则u一定不在布鲁姆过滤器中；
红外线影像检测模块，与语音控制器连接，用于检测现场输入语音信号的人的输入操作动作；
所述红外线影像检测模块采用改进的基于同余数系统的Montgomery算法进行大数模乘运算，所述改进Montgomery算法具体为：将1024bit的大数表示成同余数系统下的数，即两组33个32bit的小数，以及1个冗余基下表示的32bit的数，表示过程即求模过程，分解成的32bit小数分别独立参与32bit的模乘、模乘累加、模加运算，并且各个32bit数据之间不存在依赖，进行并行执行运算；
所述算法具体包括下列步骤：输入：x,y,N在两组基和在冗余基mr下的表示,M′＝(M′1,M′2,...,M′k)B′,Mr＝Mmodmr；
输出：r＝xyM-1(mod N)在两组基和冗余基下的表示,r＜(k+2x)N；
Step1.1:zi＝(xi×yi)modmi；
Step2:(q1,q2,…,qk)B→(q′1,q′2,…,q′k)B′andqr；
Step3:rr＝(xr×yr+qr×Nr)×Mr(modmr)；
r′i＝(x′i×y′i+q′i×N′i)×M′i(modm′i)(i＝1,2,…,k)；
Step3.1:z′i＝(x′i×y′i)modm′i；
Step3.2:w′i＝(z′i+q′i×N′i)modm′i；
Step3.3:r′i＝(w′i×M′i)modm′i；
Step4:(r′1,r′2,…,r′k)B′→(r1,r2,…,rk)B；
第一次基转换算法：由基B到基B’的转换算法；输入：(q1,q2,...,qk)B；输出：(q′1,q′2,...,q′k)B′andqr；
第二次基转换算法：
由基B’到基B的转换算法：
输入：(r′1,r′2,...,r′k)B′andrr；
输出：(r1,r2,...,rk)B；
其中，B＝(m1,m2,...,mk),B是一组基，其中mi是基的元素，每一个mi32bit，M是所有mi的乘积，Mi是M除以mi得到的结果；
k是一组基中元素的个数；
B′是另一组基，其中mi′是基的元素，每一个mi′32bit，是所有m′i的乘积，是除以m′i得到的结果；
r是一个32bit的冗余基，xr、yr、qr、Nr、Mr分别是x、y、q、N、M对mr取同余；
N是RSA算法中的模数，Ni是N对mi取同余，Ni′是N对mi′取同余，是N对mi求逆并取负值；
M′＝(M1′,M2′…,Mk′)B′，M'是M在基B'下的表示，M′i是M对每一个mi′取同余；
xi＝xmodmi(0≤x≤M其中x是1024bit的数据，xi是x对mi取同余；
xi′＝xmodmi′其中x是1024bit的数据，xi′是x对mi′取同余；
其中Mi＝M/mi，代表Mi模mi并求逆；
qi、zi、z′i、w′i、li、β分别是32bit的中间数据；
r是结果，其中ri是r在mi下的表示，ri′是r在mi′下的表示，rr是r在mr下的表示；
Mi′,Mr是Mj对mi′取同余，是对mi′求逆，是对mi取同余，是对mr取同余，是对mi取同余；
语音输入模块，输入端与耳麦机连接，输出端与语音控制单元连接，用于采集耳麦机的音频信号并传输给语音控制单元；
语音输出模块，与语音控制器连接，用于将语音控制单元接收到的指挥中心传输过来的语音信息输出，与现场人员交互信息；
所述语音输出模块设置有无线体域网快速唤醒关联模块，所述无线体域网快速唤醒关联模块的关联方法包括：
步骤一，Hub根据当前通信的需要设置SSS、Asso_ctrl域为相应的值，构造Wakeup帧；在发送Wakeup帧后，向节点发送T-Poll帧；
步骤二，节点收到唤醒帧后，获得本次关联的配置信息以及Hub的公钥PKb，然后选择自己的私钥SKa长为256比特，计算公钥计算公钥PKa＝SKa×G，计算出公钥后，节点再计算基于口令的公钥，PKa'＝PKa-Q(PW)，Q(PW)＝(QX，QY)，QX＝232×PW+MX；节点根据收到的Wakeup帧中的Nonce_b以及自身选择的Nonce_a计算：
KMAC_1A
＝CMAC(Temp_1,Add_a||Add_b||Nonce_a||Nonce_b||SSS,64)
KMAC_2A
＝CMAC(Temp_1,Add_b||Add_a||Nonce_b||Nonce_a||SSS,64)；
利用上述计算的信息PKa、KMAC_2A构造第一关联请求帧，并向Hub发送；
步骤三，Hub收到第一关联请求帧后，首先复原当前节点的公钥PKa＝PKa'+Q(PW)，Q(PW)＝(QX，QY)，QX＝232×PW+MX；MX为使QX满足椭圆曲线上的点的最小非负整数；计算DHKey＝X(SKb×PKa)＝X(SKa×SKb×G)，这里X()函数是取椭圆曲线密钥的X坐标值，Temp_1＝RMB_128(DHKey)，根据收到的信息以及计算得到的信息计算：
KMAC_1B
＝CMAC(Temp_1,Add_a||Add_b||Nonce_a||Nonce_b||SSS,64)
KMAC_2B
＝CMAC(Temp_1,Add_b||Add_a||Nonce_b||Nonce_a||SSS,64)
对比收到的KMAC_2A和计算得到的KMAC_2B，如果相同则继续构造第二关联请求帧并进入本次关联请求的步骤五，如果不同则取消本次关联请求；
步骤四，节点收到第二关联请求帧，对比在步骤二中计算的KMAC_1A与收到的KMAC_1B，如果不同则取消本次关联请求，如果相同则进入本次关联的步骤五步；
步骤五，节点与Hub计算MK＝CMAC(Temp_2，Nonce_a||Nonce_b，128)，Temp_2＝LMB(DHKey)，为DHKey的最左128位；双方完成唤醒关联；
互联网通讯模块，与语音控制器连接，用于实现语音控制单元与指挥中心的信息交换；
所述互联网通讯模块支持向量机的决策面函数为：
其中代表正类支持向量的系数，代表负类支持向量的系数，l1和l2分别代表正类和负类的训练样本的个数；在zSVM中通过对乘以一个正数z，增加正类支持向量的权重，修改的支持向量机的决策面函数表示为：
进一步，所述基于互联网的数字声控骨传导耳机系统还包括：
电源模块，用于耳麦机、语音控制单元、红外线影像检测模块、语音输入模块、语音输出模块、互联网通讯模块的能源供给；所述电源模块的壳体上镶嵌有充电接口、充电管理模块和锂电池。
进一步，语音控制单元内置有可编程PLC单片机、智能开关、音频信号放大模块、A/D转换器、DSP模块、D/A转换器、电源及档位开关、RS485接口、嘀音产生模块、音频信号检测模块、无线蓝牙接收模块、耳麦插口；所述智能开关、音频信号放大模块、A/D转换器、DSP模块、D/A转换器、电源及档位开关、RS485接口、嘀音产生模块、音频信号检测模块、无线蓝牙接收模块、耳麦插口均通过信号线与可编程PLC单片机连接。
进一步，所述语音输入模块包括具有拾音、放大、调理的音频调理模块；所述音频调理模块通过信号线与语音控制单元连接。
进一步，语音控制单元采用低采样率、高压缩比的方法为：
4秒～5秒的语音压缩后的数据量小于4k～5k字节；可编程PLC单片机将要广播的信息利用SPEEX技术压缩成小数据包，然后将收到的数据利用SPEEX技术解码，获得语音信号。
本发明提供的基于互联网的数字声控骨传导耳机系统，能通过声音有效且快捷控制耳机的工作，其结构简单、实现方便，成本低，给生产和使用带来方便。并引入了数字静噪技术，从而有效减少环境噪声对通信音质的影响；引入了无线SPEEX技术解码技术，从而有效拓展了产品的使用场合，给使用人员带来使用便利。
本发明增加耳麦插口和内置电子开关，插上骨传导耳麦机就是数字声控骨传导耳机，拔下骨传导耳麦机就是智能数字声控肩咪，提高产品使用的通用性和灵活性；
本发明具有智能数字声控功能，自动触发语音控制单元，从而真正起到解放双手的作用，本发明可以适合不同使用人群和不同使用场合的需求。语音控制单元均有地址，同时在监控中心，可以显示，因此，可以快速定位使用的对讲的人，这是普通无线对讲系统无法实现的；本发明通过双向语音传输可以让被困人员报告自身的状态、人员数量，受伤与否，是否老弱病残孕特殊人群及环境信息，以便消防救援人员能够及时准确的的携带必要的救援设备，避免多次往返浪费时间；通过双向语音传输系统，可以让监控中心指导被困人员进行自救逃生。
附图说明
图1是本发明实施例提供的基于互联网的数字声控骨传导耳机系统示意图。
图中：1、耳麦机；2、语音控制单元；3、红外线影像检测模块；4、语音输入模块；5、语音输出模块；6、互联网通讯模块；7、电源模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作详细描述。
如图1是本发明实施例提供的基于互联网的数字声控骨传导耳机系统，包括：
耳麦机1，用于为语音控制单元提供麦克风信号并将语音所述控制单元提供的耳机信号转换成相应语音；
语音控制单元2，用于耳麦机传输的麦克风信号的控制、检测、通讯任务；将语音输入模块的语音信号转换成数字信号，进行实时压缩，变成数据量小的数据，通过通讯模块发送到指挥中心；
红外线影像检测模块3，与语音控制器连接，用于检测现场输入语音信号的人的输入操作动作；
语音输入模块4，输入端与耳麦机连接，输出端与语音控制单元连接，用于采集耳麦机的音频信号并传输给语音控制单元；
语音输出模块5，与语音控制器连接，用于将语音控制单元接收到的指挥中心传输过来的语音信息输出，与现场人员交互信息；
互联网通讯模块6，与语音控制器连接，用于实现语音控制单元与指挥中心的信息交换。
所述基于互联网的数字声控骨传导耳机系统还包括：
电源模块7，用于耳麦机、语音控制单元、红外线影像检测模块、语音输入模块、语音输出模块、互联网通讯模块的能源供给；所述电源模块的壳体上镶嵌有充电接口、充电管理模块和锂电池。
语音控制单元2内置有可编程PLC单片机、智能开关、音频信号放大模块、A/D转换器、DSP模块、D/A转换器、电源及档位开关、RS485接口、嘀音产生模块、音频信号检测模块、无线蓝牙接收模块、耳麦插口；所述智能开关、音频信号放大模块、A/D转换器、DSP模块、D/A转换器、电源及档位开关、RS485接口、嘀音产生模块、音频信号检测模块、无线蓝牙接收模块、耳麦插口均通过信号线与可编程PLC单片机连接。
所述语音输入模块4包括具有拾音、放大、调理的音频调理模块；所述音频调理模块通过信号线与语音控制单元连接。
语音控制单元采用低采样率、高压缩比的方法为：
4秒～5秒的语音压缩后的数据量小于4k～5k字节；可编程PLC单片机将要广播的信息利用SPEEX技术压缩成小数据包，然后将收到的数据利用SPEEX技术解码，获得语音信号。
语音控制单元，用于耳麦机传输的麦克风信号的控制、检测、通讯任务；将语音输入模块的语音信号转换成数字信号，进行实时压缩，变成数据量小的数据，通过通讯模块发送到指挥中心；所述数据采用双层布鲁姆过滤器；
所述布鲁姆过滤器采用长度为m的比特数组V以及k个相互独立的哈喜函数h1、h2、…、hk；当需要将元素s存储到布鲁姆过滤器时，分别计算设置h1(s)、h2(s)、…、hk(s)的值，并将V中对应位置的比特值置为‘1’；当需要判断元素u是否在布鲁姆过滤器中时，检查V中第h1(u)、h2(u)、…、hk(u)位置的比特值是否全为1，如果全为1，则元素u以较大概率在S中，如果不全为1，则u一定不在布鲁姆过滤器中；
所述红外线影像检测模块采用改进的基于同余数系统的Montgomery算法进行大数模乘运算，所述改进Montgomery算法具体为：将1024bit的大数表示成同余数系统下的数，即两组33个32bit的小数，以及1个冗余基下表示的32bit的数，表示过程即求模过程，分解成的32bit小数分别独立参与32bit的模乘、模乘累加、模加运算，并且各个32bit数据之间不存在依赖，进行并行执行运算；
所述算法具体包括下列步骤：输入：x,y,N在两组基和在冗余基mr下的表示,M′＝(M′1,M′2,...,M′k)B′,Mr＝Mmodmr；
输出：r＝xyM-1(mod N)在两组基和冗余基下的表示,r＜(k+2x)N；
Step1.1:zi＝(xi×yi)modmi；
Step2:(q1,q2,…,qk)B→(q′1,q′2,…,q′k)B′andqr；
Step3:rr＝(xr×yr+qr×Nr)×Mr(modmr)；
r′i＝(x′i×y′i+q′i×N′i)×M′i(modm′i)(i＝1,2,…,k)；
Step3.1:z′i＝(x′i×y′i)modm′i；
Step3.2:w′i＝(z′i+q′i×N′i)modm′i；
Step3.3:r′i＝(w′i×M′i)modm′i；
Step4:(r′1,r′2,…,r′k)B′→(r1,r2,…,rk)B；
第一次基转换算法：由基B到基B’的转换算法；输入：(q1,q2,...,qk)B；输出：(q′1,q′2,...,q′k)B′andqr；
第二次基转换算法：
由基B’到基B的转换算法：
输入：(r′1,r′2,...,r′k)B′andrr；
输出：(r1,r2,...,rk)B；
其中，B＝(m1,m2,...,mk),B是一组基，其中mi是基的元素，每一个mi32bit，M是所有mi的乘积，Mi是M除以mi得到的结果；
k是一组基中元素的个数；
B′是另一组基，其中mi′是基的元素，每一个mi′32bit，是所有m′i的乘积，是除以m′i得到的结果；
r是一个32bit的冗余基，xr、yr、qr、Nr、Mr分别是x、y、q、N、M对mr取同余；
N是RSA算法中的模数，Ni是N对mi取同余，Ni′是N对mi′取同余，是N对mi求逆并取负值；
M′＝(M1′,M2′…,Mk′)B′，M'是M在基B'下的表示，M′i是M对每一个mi′取同余；
xi＝xmodmi(0≤x≤M其中x是1024bit的数据，xi是x对mi取同余；
xi′＝xmodmi′其中x是1024bit的数据，xi′是x对mi′取同余；
其中Mi＝M/mi，代表Mi模mi并求逆；
qi、zi、z′i、w′i、li、β分别是32bit的中间数据；
r是结果，其中ri是r在mi下的表示，ri′是r在mi′下的表示，rr是r在mr下的表示；
Mi′,Mr是Mj对mi′取同余，是对mi′求逆，是对mi取同余，是对mr取同余，是对mi取同余；
所述语音输出模块设置有无线体域网快速唤醒关联模块，所述无线体域网快速唤醒关联模块的关联方法包括：
步骤一，Hub根据当前通信的需要设置SSS、Asso_ctrl域为相应的值，构造Wakeup帧；在发送Wakeup帧后，向节点发送T-Poll帧；
步骤二，节点收到唤醒帧后，获得本次关联的配置信息以及Hub的公钥PKb，然后选择自己的私钥SKa长为256比特，计算公钥计算公钥PKa＝SKa×G，计算出公钥后，节点再计算基于口令的公钥，PKa'＝PKa-Q(PW)，Q(PW)＝(QX，QY)，QX＝232×PW+MX；节点根据收到的Wakeup帧中的Nonce_b以及自身选择的Nonce_a计算：
KMAC_1A
＝CMAC(Temp_1,Add_a||Add_b||Nonce_a||Nonce_b||SSS,64)
KMAC_2A
＝CMAC(Temp_1,Add_b||Add_a||Nonce_b||Nonce_a||SSS,64)；
利用上述计算的信息PKa、KMAC_2A构造第一关联请求帧，并向Hub发送；
步骤三，Hub收到第一关联请求帧后，首先复原当前节点的公钥PKa＝PKa'+Q(PW)，Q(PW)＝(QX，QY)，QX＝232×PW+MX；MX为使QX满足椭圆曲线上的点的最小非负整数；计算DHKey＝X(SKb×PKa)＝X(SKa×SKb×G)，这里X()函数是取椭圆曲线密钥的X坐标值，Temp_1＝RMB_128(DHKey)，根据收到的信息以及计算得到的信息计算：
KMAC_1B
＝CMAC(Temp_1,Add_a||Add_b||Nonce_a||Nonce_b||SSS,64)
KMAC_2B
＝CMAC(Temp_1,Add_b||Add_a||Nonce_b||Nonce_a||SSS,64)
对比收到的KMAC_2A和计算得到的KMAC_2B，如果相同则继续构造第二关联请求帧并进入本次关联请求的步骤五，如果不同则取消本次关联请求；
步骤四，节点收到第二关联请求帧，对比在步骤二中计算的KMAC_1A与收到的KMAC_1B，如果不同则取消本次关联请求，如果相同则进入本次关联的步骤五步；
步骤五，节点与Hub计算MK＝CMAC(Temp_2，Nonce_a||Nonce_b，128)，Temp_2＝LMB(DHKey)，为DHKey的最左128位；双方完成唤醒关联；
所述互联网通讯模块支持向量机的决策面函数为：
其中代表正类支持向量的系数，代表负类支持向量的系数，l1和l2分别代表正类和负类的训练样本的个数；在zSVM中通过对乘以一个正数z，增加正类支持向量的权重，修改的支持向量机的决策面函数表示为：
本发明提供的基于互联网的数字声控骨传导耳机系统，能通过声音有效且快捷控制耳机的工作，其结构简单、实现方便，成本低，给生产和使用带来方便。并引入了数字静噪技术，从而有效减少环境噪声对通信音质的影响；引入了无线SPEEX技术解码技术，从而有效拓展了产品的使用场合，给使用人员带来使用便利。
本发明增加耳麦插口和内置电子开关，插上骨传导耳麦机就是数字声控骨传导耳机，拔下骨传导耳麦机就是智能数字声控肩咪，提高产品使用的通用性和灵活性；
本发明具有智能数字声控功能，自动触发语音控制单元，从而真正起到解放双手的作用，本发明可以适合不同使用人群和不同使用场合的需求。语音控制单元均有地址，同时在监控中心，可以显示，因此，可以快速定位使用的对讲的人，这是普通无线对讲系统无法实现的；本发明通过双向语音传输可以让被困人员报告自身的状态、人员数量，受伤与否，是否老弱病残孕特殊人群及环境信息，以便消防救援人员能够及时准确的的携带必要的救援设备，避免多次往返浪费时间；通过双向语音传输系统，可以让监控中心指导被困人员进行自救逃生。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种基于互联网的数字声控骨传导耳机系统，其特征在于，所述基于互联网的数字声控骨传导耳机系统包括：
耳麦机，用于为语音控制单元提供麦克风信号并将语音所述控制单元提供的耳机信号转换成相应语音；
语音控制单元，用于耳麦机传输的麦克风信号的控制、检测、通讯任务；将语音输入模块的语音信号转换成数字信号，进行实时压缩，变成数据量小的数据，通过通讯模块发送到指挥中心；所述数据采用双层布鲁姆过滤器；
所述布鲁姆过滤器采用长度为m的比特数组V以及k个相互独立的哈喜函数h1、h2、…、hk；当需要将元素s存储到布鲁姆过滤器时，分别计算设置h1(s)、h2(s)、…、hk(s)的值，并将V中对应位置的比特值置为‘1’；当需要判断元素u是否在布鲁姆过滤器中时，检查V中第h1(u)、h2(u)、…、hk(u)位置的比特值是否全为1，如果全为1，则元素u以较大概率在S中，如果不全为1，则u一定不在布鲁姆过滤器中；
红外线影像检测模块，与语音控制器连接，用于检测现场输入语音信号的人的输入操作动作；
所述红外线影像检测模块采用改进的基于同余数系统的Montgomery算法进行大数模乘运算，所述改进Montgomery算法具体为：将1024bit的大数表示成同余数系统下的数，即两组33个32bit的小数，以及1个冗余基下表示的32bit的数，表示过程即求模过程，分解成的32bit小数分别独立参与32bit的模乘、模乘累加、模加运算，并且各个32bit数据之间不存在依赖，进行并行执行运算；
所述算法具体包括下列步骤：输入：x,y,N在两组基和在冗余基mr下的表示,M′＝(M′1,M′2,...,M′k)B′,Mr＝Mmodmr；
输出：r＝xyM-1(mod N)在两组基和冗余基下的表示,r＜(k+2x)N；
Step1.1:zi＝(xi×yi)modmi；
Step2:(q1,q2,…,qk)B→(q′1,q′2,…,q′k)B′andqr；
Step3:rr＝(xr×yr+qr×Nr)×Mr(modmr)；
r′i＝(x′i×y′i+q′i×N′i)×M′i(modm′i)(i＝1,2,…,k)；
Step3.1:z′i＝(x′i×y′i)modm′i；
Step3.2:w′i＝(z′i+q′i×N′i)modm′i；
Step3.3:r′i＝(w′i×M′i)modm′i；
Step4:(r′1,r′2,…,r′k)B′→(r1,r2,…,rk)B；
第一次基转换算法：由基B到基B’的转换算法；输入：(q1,q2,...,qk)B；输出：(q′1,q′2,...,q′k)B′andqr；
第二次基转换算法：
由基B’到基B的转换算法：
输入：(r′1,r′2,...,r′k)B′andrr；
输出：(r1,r2,...,rk)B；
其中，B＝(m1,m2,...,mk),B是一组基，其中mi是基的元素，每一个mi32bit，M是所有mi的乘积，Mi是M除以mi得到的结果；
k是一组基中元素的个数；
B′是另一组基，其中mi′是基的元素，每一个mi′32bit，是所有m′i的乘积，是除以m′i得到的结果；
r是一个32bit的冗余基，xr、yr、qr、Nr、Mr分别是x、y、q、N、M对mr取同余；
N是RSA算法中的模数，Ni是N对mi取同余，Ni′是N对mi′取同余，是N对mi求逆并取负值；
M′＝(M1′,M2′…,Mk′)B′，M'是M在基B'下的表示，M′i是M对每一个mi′取同余；
xi＝xmodmi(0≤x≤M其中x是1024bit的数据，xi是x对mi取同余；
xi′＝xmodmi′其中x是1024bit的数据，xi′是x对mi′取同余；
其中Mi＝M/mi，代表Mi模mi并求逆；
qi、zi、z′i、w′i、li、β分别是32bit的中间数据；
r是结果，其中ri是r在mi下的表示，ri′是r在mi′下的表示，rr是r在mr下的表示；
Mi′,Mr是Mj对mi′取同余，是对mi′求逆，是对mi取同余，是对mr取同余，是对mi取同余；
语音输入模块，输入端与耳麦机连接，输出端与语音控制单元连接，用于采集耳麦机的音频信号并传输给语音控制单元；
语音输出模块，与语音控制器连接，用于将语音控制单元接收到的指挥中心传输过来的语音信息输出，与现场人员交互信息；
所述语音输出模块设置有无线体域网快速唤醒关联模块，所述无线体域网快速唤醒关联模块的关联方法包括：
步骤一，Hub根据当前通信的需要设置SSS、Asso_ctrl域为相应的值，构造Wakeup帧；在发送Wakeup帧后，向节点发送T-Poll帧；
步骤二，节点收到唤醒帧后，获得本次关联的配置信息以及Hub的公钥PKb，然后选择自己的私钥SKa长为256比特，计算公钥计算公钥PKa＝SKa×G，计算出公钥后，节点再计算基于口令的公钥，PKa'＝PKa-Q(PW)，Q(PW)＝(QX，QY)，QX＝232×PW+MX；节点根据收到的Wakeup帧中的Nonce_b以及自身选择的Nonce_a计算：
KMAC_1A
＝CMAC(Temp_1,Add_a||Add_b||Nonce_a||Nonce_b||SSS,64)
KMAC_2A
＝CMAC(Temp_1,Add_b||Add_a||Nonce_b||Nonce_a||SSS,64)；
利用上述计算的信息PKa、KMAC_2A构造第一关联请求帧，并向Hub发送；
步骤三，Hub收到第一关联请求帧后，首先复原当前节点的公钥PKa＝PKa'+Q(PW)，Q(PW)＝(QX，QY)，QX＝232×PW+MX；MX为使QX满足椭圆曲线上的点的最小非负整数；计算DHKey＝X(SKb×PKa)＝X(SKa×SKb×G)，这里X()函数是取椭圆曲线密钥的X坐标值，Temp_1＝RMB_128(DHKey)，根据收到的信息以及计算得到的信息计算：
KMAC_1B
＝CMAC(Temp_1,Add_a||Add_b||Nonce_a||Nonce_b||SSS,64)
KMAC_2B
＝CMAC(Temp_1,Add_b||Add_a||Nonce_b||Nonce_a||SSS,64)
对比收到的KMAC_2A和计算得到的KMAC_2B，如果相同则继续构造第二关联请求帧并进入本次关联请求的步骤五，如果不同则取消本次关联请求；
步骤四，节点收到第二关联请求帧，对比在步骤二中计算的KMAC_1A与收到的KMAC_1B，如果不同则取消本次关联请求，如果相同则进入本次关联的步骤五步；
步骤五，节点与Hub计算MK＝CMAC(Temp_2，Nonce_a||Nonce_b，128)，Temp_2＝LMB(DHKey)，为DHKey的最左128位；双方完成唤醒关联；
互联网通讯模块，与语音控制器连接，用于实现语音控制单元与指挥中心的信息交换；
所述互联网通讯模块支持向量机的决策面函数为：
<mrow>
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<mi>f</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>x</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
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<mi>n</mi>
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<mo>+</mo>
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<mo>)</mo>
</mrow>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
<mo>;</mo>
</mrow>
其中代表正类支持向量的系数，代表负类支持向量的系数，l1和l2分别代表正类和负类的训练样本的个数；在zSVM中通过对乘以一个正数z，增加正类支持向量的权重，修改的支持向量机的决策面函数表示为：
<mrow>
<mi>f</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
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<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<mi>s</mi>
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<mi>y</mi>
<mi>i</mi>
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<mi>K</mi>
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<mn>2</mn>
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</munderover>
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<mi>&alpha;</mi>
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<mi>x</mi>
</mrow>
<mo>)</mo>
<mo>+</mo>
<mi>b</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>.</mo>
</mrow>
2.如权利要求1所述的基于互联网的数字声控骨传导耳机系统，其特征在于，所述基于互联网的数字声控骨传导耳机系统还包括：
电源模块，用于耳麦机、语音控制单元、红外线影像检测模块、语音输入模块、语音输出模块、互联网通讯模块的能源供给；所述电源模块的壳体上镶嵌有充电接口、充电管理模块和锂电池。
3.如权利要求1所述的基于互联网的数字声控骨传导耳机系统，其特征在于，语音控制单元内置有可编程PLC单片机、智能开关、音频信号放大模块、A/D转换器、DSP模块、D/A转换器、电源及档位开关、RS485接口、嘀音产生模块、音频信号检测模块、无线蓝牙接收模块、耳麦插口；所述智能开关、音频信号放大模块、A/D转换器、DSP模块、D/A转换器、电源及档位开关、RS485接口、嘀音产生模块、音频信号检测模块、无线蓝牙接收模块、耳麦插口均通过信号线与可编程PLC单片机连接。
4.如权利要求1所述的基于互联网的数字声控骨传导耳机系统，其特征在于，所述语音输入模块包括具有拾音、放大、调理的音频调理模块；所述音频调理模块通过信号线与语音控制单元连接。
5.如权利要求1所述的基于互联网的数字声控骨传导耳机系统，其特征在于，语音控制单元采用低采样率、高压缩比的方法为：
4秒～5秒的语音压缩后的数据量小于4k～5k字节；可编程PLC单片机将要广播的信息利用SPEEX技术压缩成小数据包，然后将收到的数据利用SPEEX技术解码，获得语音信号。
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|---|---|---|---|---|
| CN101373519A (zh) * | 2007-08-20 | 2009-02-25 | 富士通株式会社 | 字符识别装置和方法 |
| CN203554660U (zh) * | 2013-10-31 | 2014-04-16 | 南京正泽科技有限公司 | 一种数字声控骨传导耳机 |
| CN104301973A (zh) * | 2014-10-30 | 2015-01-21 | 西安电子科技大学 | 一种无线体域网快速唤醒关联的方法 |
| CN106712950A (zh) * | 2017-01-18 | 2017-05-24 | 中译语通科技（北京）有限公司 | 基于同余数的rsa公钥加密算法对语料数据的加密方法 |
| CN107046548A (zh) * | 2017-05-22 | 2017-08-15 | 东莞理工学院 | 一种隐私保护下的数据包过滤方法 |
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2017
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