CN108768977A - 一种基于语音验证的终端系统登录方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于语音验证的系统登录方法，通过当所述终端设备处于系统锁定状态时，检测是否接收到系统启动指令；若是，则控制终端设备的屏幕进入系统登录验证界面；接收用户语音，并判断接收到的语音是否为预先存储的用户声音信号；若是，则控制发送随机登录验证码至与终端设备绑定的手机号码上，以及对用户输入的随机登录验证码进行验证，若验证成功，则启动终端系统。本方法中终端设备在进行声音验证时，并不是分别对这两个声音信号进行验证，而是把这两个声音信号进行合成得到验证声音信号，然后再将该验证声音信号与预存的默认声音信号进行匹配，而声音信号合成后，会产生更多的可验证参数，从而提高了验证的安全性。

Description

一种基于语音验证的终端系统登录方法

技术领域

本发明数据处理领域，尤其涉及一种基于语音验证的终端系统登录方法。

背景技术

现代社会中充满了各类声音，随着数据处理能力的提升，声音信号可以被用在许多的场景。

现有技术中，用户可以设置一段默认声音信号，并且将该默认声音信号作为登录某些终端设备(例如手机、房门等)系统的信号，当用户需要登录该终端设备时，可以发出声音，终端接收到用户发出的声音后，将该声音转换为验证声音信号，并将该验证声音信号与默认声音信号进行对比，如果一致，则进行系统登录。

该方案仅能对某一个特定的用户的声音信号进行校验，对于某些安全性要求较高的场景，会需要验证多个用户的声音信号，但是，即使是验证多个用户的声音信号，终端设备也是逐一的进行验证，并不能真正的提高安全性。

发明内容

鉴于上述现有技术中的不足之处，本发明的目的在于为用户提供一种基于语音验证的终端系统登录方法，克服现有技术中不能通过声音进行终端系统登录认证的缺陷。

本发明提供了一种基于语音验证的终端系统登录方法，其中，包括：

预先利用终端设备的录音装置录入至少两个终端用户声音信号，将录入的至少两个终端用户声音合成为默认声音信号，并将所述默认声音信号存储到终端设备内存；

当所述终端设备处于系统锁定状态时，检测是否接收到系统启动指令；

若接收到，则控制终端设备的屏幕进入系统登录验证界面；

终端设备接收用户语音，并判断接收到的语音是否与预先存储的默认声音信号相匹配；

若相匹配，则控制发送随机登录验证码至与终端设备绑定的手机号码上，并进入随机登录验证码的输入界面；

对用户输入的随机登录验证码进行验证，若验证成功，则启动终端系统，进入系统使用界面。

可选的，所述检测是否接收到系统启动指令步骤包括：

检测终端设备的触控屏是否接收到触屏操作；

或者，检测终端的设备摄像头是否捕获到人脸图像；

或者，检测终端设备的按键是否接收到按键操作。

可选的，所述接收用户语音，并判断接收到的语音是否为预先存储的用户声音信号的步骤包括：

终端设备获取第一用户发出的第一语音以及第二用户发出的第二语音；

终端设备将第一语音转换为第一声音信号，并将第二语音转换为第二声音信号；

终端设备对第一声音信号以及第二声音信号进行合成得到验证声音信号；

终端设备判断验证声音信号与预存的默认声音信号是否匹配，若匹配，则确认验证成功。

可选的，所述终端设备对第一声音信号以及第二声音信号进行合成得到验证声音信号的步骤包括：

终端设备确定第一声音信号与第二声音信号之间的对齐点；所述对齐点是指第一声音信号和第二声音信号开始匹配的位置；

终端设备根据对齐点将第一声音信号与第二声音信号合成为验证声音信号。

可选的，所述终端设备确定第一声音信号与第二声音信号之间的对齐点的步骤包括：

终端设备计算第一声音信号的第一时长以及第二声音信号的第二时长，所述时长表示声音持续的时间；

终端设备计算第一时长和第二时长之间的差值；

根据所述差值与预设数值的差距确认第一声音信号与第二声音信号之间的对齐点。

可选的，所述根据所述差值与预设数值的差距确认第一声音信号与第二声音信号之间的对齐点的步骤包括：

若所述差值小于或等于预设数值，则对其中任意一段声音信号进行周期上的缩小或放大，使得两段声音信号时长相同，再以两段声音信号的首个音频帧作为对齐点进行对齐；

若所述差值大于预设数值，则使用默认采样频率分别对第一声音信号和第二声音信号进行采样，得到第一采样组和第二采样组；根据所述默认采样频率、第一采样组、第二采样组以及互相关权值生成互相关组；所述互相关权值与所述差值正相关；选取所述互相关组中最大的数值，并以所述最大的数值对应的音频帧位置作为对齐点。

可选的，所述对其中任意一段声音信号进行周期上的缩小或放大，使得两段声音信号时长相同的步骤包括：

以时长较短的声音信号为第一声音信号，终端设备根据差值确定差值占第一声音信号的时长的比例X；

终端设备计算第一声音信号的音频帧数Y；

终端设备计算放大系数Z，Z＝X*(Y/(Y-1))；

终端设备按照所述放大系数Z，对第一声音信号中除了首个音频帧之外的其他音频帧进行等比例放大，使得放大后的第一声音信号长度与第二声音信号长度相同。

可选的，使用互相关组计算公式根据所述默认采样频率、第一采样组、第二采样组以及互相关权值生成互相关组，计算公式为：

其中，Sn[t]表示互相关组，x[m]表示第一采样组中的第m个采样数据，y[m-t]表示第二采样组中的第(m-t)个采样数据，t表示时间的偏移量，t为整数，取值为从0到m，Wt表示窗函数，其中n＝l*f，l为互相关权值，f为默认采样频率。

可选的，所述使用所述最大的数值对应的音频帧位置作为对齐点的步骤包括：

根据所述最大的数值和所述互相关组计算公式反推出m；

再确定所述采样数据所在的音频帧，并且使用该音频帧作为对齐点。

可选的，所述方法还包括步骤：

设置声音验证次数，若判断接收到的语音不是预先存储的用户声音信号的次数超过所述声音验证次数，则提示通过其他方式进行系统登录验证。

有益效果：本发明公开了一种基于语音验证的终端系统登录方法，本方法中终端设备在获取到第一声音信号和第二声音信号之后，并不是逐一的对这两个声音信号进行验证，而是把这两个声音信号进行合成得到验证声音信号，然后再将该验证声音信号与预存的默认声音信号进行匹配，而声音信号合成后，会产生更多的可验证参数(例如两段声音是否对齐，两段声音的相位差等)，相比于逐一验证两段声音信号，提高了验证的安全性。

附图说明

图1为本发明提供的一种基于语音验证的终端系统登录方法的步骤流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种基于语音验证的终端系统登录方法，如图1所示，包括：

步骤S101、预先利用终端设备的录音装置录入至少两个终端用户声音信号，将录入的至少两个终端用户声音合成为默认声音信号，并将所述默认声音信号存储到终端设备内存。

为了保证终端设备内存储的信息安全，本步骤中首先录入只是两个终端用户声音信号，将至少两个用户声音信号进行合成，得到默认声音信号，并将所述默认声音信号作为验证使用的标准声音信号，判断是否为合法登录用户。

步骤S102、当所述终端设备处于系统锁定状态时，检测是否接收到系统启动指令。

当终端设备处于系统锁定状态时，其可能是终端系统处于休眠状态，也可能是处于待机状态下，也可能是处于开机启动状态下等，则检测是否接受到对屏幕进行开锁启动指令，若接收到，则发出执行下一步。

本步骤中，所述检测是否接收到系统启动指令步骤包括：

检测终端设备的触控屏是否接收到触屏操作；

或者，检测终端的设备摄像头是否捕获到人脸图像；

或者，检测终端设备的按键是否接收到按键操作。

由于终端设备可能为触控屏终端，也能含有人脸识别功能，也能含有各种功能按键，则在本步骤中可以通过其中任意一种方式，发出系统启动指令。

步骤S103、若接收到，则控制终端设备的屏幕进入系统登录验证界面。

若终端设备接收到系统启动指令，则控制终端设备进入声音验证界面，等待用户输入验证语音信息。

步骤S104、接收用户语音，并判断接收到的语音是否与预先存储的默认声音信号相匹配。

可选的，所述接收用户语音，并判断接收到的语音是否与预先存储的默认声音信号相匹配的步骤包括：

终端设备获取第一用户发出的第一语音以及第二用户发出的第二语音；

终端设备将第一语音转换为第一声音信号，并将第二语音转换为第二声音信号；

终端设备对第一声音信号以及第二声音信号进行合成得到验证声音信号；

终端设备判断验证声音信号与预存的默认声音信号是否匹配，若匹配，则确认验证成功。

通过终端音频部件接收用户发出的用于验证的语音，并对接收到的语音是否为用户声音信号进行判断，若是，则执行下一步，否则返回步骤S102。

步骤S105、若相匹配，则控制发送随机登录验证码至与终端设备绑定的手机号码上，并进入随机登录验证码的输入界面。

为了增加验证的安全性，若声音验证成功，则控制发送随机登录验证码到终端设备相对应的手机号码上，并控制系统进入验证码的验证界面。

步骤S106、对用户输入的随机登录验证码进行验证，若验证成功，则启动终端系统，进入系统使用界面。

若随机登录验证码验证成功，则系统登录成功，控制进入系统使用界面。

本发明所公开的方法由于采用了至少两个用户的声音信息进行验证，且还采用随机验证码登录认证，因此本发明所公开的系统登录方法可以实现较高的信息验证安全，较适宜用于对安全性需求较高的终端系统，比如：存储有保密信息的终端，或者存储有高价值信息材料的终端。由于需要采集至少两个用户声音信息，因此在系统登录时，需要至少两个用户同时在场，才能成功启动终端系统，避免了机密信息的泄露。

具体的，所述终端设备对第一声音信号以及第二声音信号进行合成得到验证声音信号的步骤包括：

终端设备确定第一声音信号与第二声音信号之间的对齐点；所述对齐点是指第一声音信号和第二声音信号开始匹配的位置；

终端设备根据对齐点将第一声音信号与第二声音信号合成为验证声音信号。

进一步的，上述步骤中所述终端设备确定第一声音信号与第二声音信号之间的对齐点的方法包括：

终端设备计算第一声音信号的第一时长以及第二声音信号的第二时长，所述时长表示声音持续的时间；

终端设备计算第一时长和第二时长之间的差值；

根据所述差值与预设数值的差距确认第一声音信号与第二声音信号之间的对齐点。

具体的，所述根据所述差值与预设数值的差距确认第一声音信号与第二声音信号之间的对齐点的步骤包括：

若所述差值小于或等于预设数值，则对其中任意一段声音信号进行周期上的缩小或放大，使得两段声音信号时长相同，再以两段声音信号的首个音频帧作为对齐点进行对齐；

若所述差值大于预设数值，则使用默认采样频率分别对第一声音信号和第二声音信号进行采样，得到第一采样组和第二采样组；根据所述默认采样频率、第一采样组、第二采样组以及互相关权值生成互相关组；所述互相关权值与所述差值正相关；选取所述互相关组中最大的数值，并以所述最大的数值对应的音频帧位置作为对齐点。

可选的，所述对其中任意一段声音信号进行周期上的缩小或放大，使得两段声音信号时长相同的步骤包括：

以时长较短的声音信号为第一声音信号，终端设备根据差值确定差值占第一声音信号的时长的比例X；

终端设备计算第一声音信号的音频帧数Y；

终端设备计算放大系数Z，Z＝X*(Y/(Y-1))；

终端设备按照所述放大系数Z，对第一声音信号中除了首个音频帧之外的其他音频帧进行等比例放大，使得放大后的第一声音信号长度与第二声音信号长度相同。

可以想到的是，还可以通过计算第二声音信号的缩小系数，对第二声音信号按照等比较缩小，使得缩小后的第二声音信号长度与第一声音信号长度相同，从而便于将第一声音信号和第二声音信号对齐。

在具体实施时，使用互相关组计算公式根据所述默认采样频率、第一采样组、第二采样组以及互相关权值生成互相关组，计算公式为：

其中，Sn[t]表示互相关组，x[m]表示第一采样组中的第m个采样数据，y[m-t]表示第二采样组中的第(m-t)个采样数据，t表示时间的偏移量，t为整数，取值为从0到m，Wt表示窗函数，其中n＝l*f，l为互相关权值，f为默认采样频率。

较佳的，所述使用所述最大的数值对应的音频帧位置作为对齐点的步骤包括：

根据所述最大的数值和所述互相关组计算公式反推出m；

再确定所述采样数据所在的音频帧，并且使用该音频帧作为对齐点。

具体的，为了避免多次声音验证失败，导致无法实现系统的成功登陆，所述方法还包括步骤：

设置声音验证次数，若判断接收到的语音不是预先存储的用户声音信号的次数超过所述声音验证次数，则提示通过其他方式进行系统登录验证。

在具体实施过程中，多次声音验证失败的情况的可能是由于本次进行验证的用户声音与预先存储的默认声音信息来自不相同的用户，还有可能是终端录音装置发生故障导致声音验证失败，因此为了避免多次声音验证失败无法正常登陆系统的情况发生，本步骤中，对声音验证失败的次数进行计数，若超过预设的声音验证次数，则提示通过其他方式进行系统登录验证，例如：密码验证、指纹验证、人脸识别验证或者手机短信验证等等。

本发明公开了一种基于语音验证的终端系统登录方法，通过预先利用终端设备的录音装置录入终端用户语音信号，并存储到终端设备内存；当所述终端设备处于系统锁定状态时，检测是否接收到系统启动指令；若接收到，则控制终端设备的屏幕进入系统登录验证界面；接收用户语音，并判断接收到的语音是否为预先存储的用户声音信号；若是，则控制发送随机登录验证码至与终端设备绑定的手机号码上，并进入随机登录验证码的输入界面；对用户输入的随机登录验证码进行验证，若验证成功，则启动终端系统，进入系统使用界面。本方法中终端设备在获取到第一声音信号和第二声音信号之后，并不是逐一的对这两个声音信号进行验证，而是把这两个声音信号进行合成得到验证声音信号，然后再将该验证声音信号与预存的默认声音信号进行匹配，而声音信号合成后，会产生更多的可验证参数(例如两段声音是否对齐，两段声音的相位差等)，相比于逐一验证两段声音信号，提高了验证的安全性。

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于语音验证的终端系统登录方法，其特征在于，包括：

预先利用终端设备的录音装置录入至少两个终端用户声音信号，将录入的至少两个终端用户声音合成为默认声音信号，并将所述默认声音信号存储到终端设备内存；

当所述终端设备处于系统锁定状态时，检测是否接收到系统启动指令；

若接收到，则控制终端设备的屏幕进入系统登录验证界面；

接收用户语音，并判断接收到的语音是否与预先存储的默认声音信号相匹配；

若相匹配，则控制发送随机登录验证码至与终端设备绑定的用户手机号码上，并进入随机登录验证码的输入界面；

接收用户输入的随机登录验证码，并对所述随机登录验证码进行验证，若验证成功，则启动终端系统，进入系统使用界面。

2.根据权利要求1所述的基于语音验证的终端系统登录方法，其特征在于，所述检测是否接收到系统启动指令步骤包括：

检测终端设备的触控屏是否接收到触屏操作；

或者，检测终端的设备摄像头是否捕获到人脸图像；

或者，检测终端设备的按键是否接收到按键操作。

3.根据权利要求2所述的基于语音验证的终端系统登录方法，其特征在于，所述接收用户语音，并判断接收到的语音是否与预先存储的默认声音信号相匹配的步骤包括：

终端设备获取第一用户发出的第一语音以及第二用户发出的第二语音；

终端设备将第一语音转换为第一声音信号，并将第二语音转换为第二声音信号；

终端设备对第一声音信号以及第二声音信号进行合成得到验证声音信号；

终端设备判断验证声音信号与预存的默认声音信号是否匹配，若匹配，则确认验证成功。

4.根据权利要求3所述的基于语音验证的终端系统登录方法，其特征在于，所述终端设备对第一声音信号以及第二声音信号进行合成得到验证声音信号的步骤包括：

终端设备确定第一声音信号与第二声音信号之间的对齐点；所述对齐点是指第一声音信号和第二声音信号开始匹配的位置；

终端设备根据对齐点将第一声音信号与第二声音信号合成为验证声音信号。

5.根据权利要求4所述的基于语音验证的终端系统登录方法，其特征在于，所述终端设备确定第一声音信号与第二声音信号之间的对齐点的步骤包括：

终端设备计算第一声音信号的第一时长以及第二声音信号的第二时长，所述时长表示声音持续的时间；

终端设备计算第一时长和第二时长之间的差值；

根据所述差值与预设数值的差距确认第一声音信号与第二声音信号之间的对齐点。

6.根据权利要求5所述的基于语音验证的终端系统登录方法，其特征在于，所述根据所述差值与预设数值的差距确认第一声音信号与第二声音信号之间的对齐点的步骤包括：

若所述差值小于或等于预设数值，则对其中任意一段声音信号进行周期上的缩小或放大，使得两段声音信号时长相同，再以两段声音信号的首个音频帧作为对齐点进行对齐；

若所述差值大于预设数值，则使用默认采样频率分别对第一声音信号和第二声音信号进行采样，得到第一采样组和第二采样组；根据所述默认采样频率、第一采样组、第二采样组以及互相关权值生成互相关组；所述互相关权值与所述差值正相关；选取所述互相关组中最大的数值，并以所述最大的数值对应的音频帧位置作为对齐点。

7.根据权利要求6所述的基于语音验证的终端系统登录方法，其特征在于，所述对其中任意一段声音信号进行周期上的缩小或放大，使得两段声音信号时长相同的步骤包括：

以时长较短的声音信号为第一声音信号，终端设备根据差值确定差值占第一声音信号的时长的比例X；

终端设备计算第一声音信号的音频帧数Y；

终端设备计算放大系数Z，Z＝X*(Y/(Y-1))；

终端设备按照所述放大系数Z，对第一声音信号中除了首个音频帧之外的其他音频帧进行等比例放大，使得放大后的第一声音信号长度与第二声音信号长度相同。

8.根据权利要求7所述的基于语音验证的终端系统登录方法，其特征在于，使用互相关组计算公式根据所述默认采样频率、第一采样组、第二采样组以及互相关权值生成互相关组，计算公式为：

其中，Sn[t]表示互相关组，x[m]表示第一采样组中的第m个采样数据，y[m-t]表示第二采样组中的第(m-t)个采样数据，t表示时间的偏移量，t为整数，取值为从0到m，Wt表示窗函数，其中n＝l*f，l为互相关权值，f为默认采样频率。

9.根据权利要求8所述的基于语音验证的终端系统登录方法，其特征在于，所述使用所述最大的数值对应的音频帧位置作为对齐点的步骤包括：

根据所述最大的数值和所述互相关组计算公式反推出m；

再确定所述采样数据所在的音频帧，并且使用该音频帧作为对齐点。

10.根据权利要求9所述的基于语音验证的终端系统登录方法，其特征在于，所述方法还包括步骤：

设置声音验证次数，若判断接收到的语音不是预先存储的用户声音信号的次数超过所述声音验证次数，则提示通过其他方式进行系统登录验证。