CN108881168A - 一种家电设备的验证登录方法 - Google Patents

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Abstract

本发明一种家电设备的验证登录方法，所述家电设备上设有可用于采集语音的语音采集装置、以及处理语音信息的处理器，其特征在于，所述家电设备启动登录或者所述家电设备中某一功能启动登录时，所述家电设备需要通过语音采集装置采集两组不同用户的语音信号，并通过处理器处理后进行验证。通过两组语音信号来控制家电设备的登录验证，使得家电设备的启动或者部分功能的启动以及在工作过程中，至少有两个用户在一定的空间范围内，这样可以有效的对家电进行安全控制。

Description

一种家电设备的验证登录方法
技术领域
本发明属于家电设备领域，尤其涉及一种家电设备的验证登录方法。
背景技术
现代社会中充满了各种智能家电设备，且家电设备的功能更加强大，比如可以连接网络、可以游戏、可以购物，或者家电之间也可以进行互联。家电设备的功能强大化，也使得对于家电设备的应用更加宽泛化，那么这样对于家电设备的控制则要求更加智能安全化。比如，如果购物支付则要考虑支付验证；游戏、危险性则需要设置儿童锁等等。
而对于这种验证登录，一般的密码已经不能够适应现代社会智能化的要求，此时各类声音，随着数据处理能力的提升，声音信号可以被用在许多的验证解锁场景。
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解锁某些终端设备(例如手机、房门等)的信号，当用户需要解锁该终端设备时，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，则进行解锁。
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，比如儿童游戏控制，设置两个语音信号触发，再比如某些危险性功能，需要有两人相互照看时，但是，现有的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
本发明提供了一种可以快速处理、并且提高安全性的家电设备的验证登录方法。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种家电设备的验证登录方法，所述家电设备上设有可用于采集语音的语音采集装置、以及处理语音信息的处理器，其中，所述家电设备启动登录或者所述家电设备中某一功能启动登录时，所述家电设备需要通过语音采集装置采集两组不同用户的语音信号，并通过处理器处理后进行验证。
优选的，所述语音采集装置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；
所述处理器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；
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；
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。
优选的，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过程包括：
确定第一声音信号与第二声音信号之间的对齐点；
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。
优选的，确定第一声音信号与第二声音信号之间的对齐点的过程包括：
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；
计算第一时长和第二时长之间的差值；
根据差值与预设数值的关系确定对齐点。
优选的，若所述差值小于或等于预设数值，调整其中的一段声音信号的周期，使得两段声音信号最终的时长相同，以两段声音信号的首个音频帧作为对齐点；
或者，若所述差值大于预设数值，采用互相关算法来确定对齐点。
优选的，调整其中的一段声音信号周期的过程包括：
确定较短时长的声音信号；
确定差值占较短时长的声音信号的时长比例X；
计算较短时长音信号的音频帧数Y；
计算放大系数Z，Z＝X*(Y/(Y-1))；
按照该放大系数，对较短时长的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，使得第一声音信号长度与第二声音信号长度相同。
优选的，采用互相关算法来确定对齐点的过程包括：
使用相同的默认采样频率对第一声音信号以及第二声音信号分别进行采样得到第一采样组和第二采样组；
根据该默认采样频率、第一采样组、第二采样组以及互相关权值生成互相关组，该互相关权值与所述差值正相关，该互相关组中包含有多个数值；
将该互相关组中的多个数值进行比较，找出最大的数值；
使用所述最大的数值对应的音频帧位置作为对齐点。
优选的，根据该默认采样频率、第一采样组、第二采样组以及互相关权值生成互相关组的过程：
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。
优选的，使用所述最大的数值对应的音频帧位置作为对齐点的过程：
确定所述最大的数值在采样组中为位置m，获知采样数据；
确定该采样数据对应的音频帧，使用所述音频帧作为对齐点。
优选的，预设数值的取值范围可以为0至0.1秒。
本发明中，通过两组语音信号来控制家电设备的登录验证，使得家电设备的启动或者部分功能的启动以及在工作过程中，至少有两个用户在一定的空间范围内，这样可以有效的对家电进行安全控制，比如电视游戏，避免儿童单独沉迷其中，或者一些危险的家电设备，避免老人、儿童单独进行操作等等。
在验证登录过程中，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，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，提高了验证的时效性和安全性。
附图说明
图1为本发明一种家电设备的验证登录方法的实施例的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
如图1所示，一种家电设备的验证登录方法，所述家电设备上设有可用于采集语音的语音采集装置、以及处理语音信息的处理器，其中，所述家电设备启动登录或者所述家电设备中某一功能启动登录时，所述家电设备需要通过语音采集装置采集两组不同用户的语音信号，并通过处理器处理后进行验证。通过两组不同用户的语音信号进行验证，提升了家电设备使用的安全性。
在本实施例中，所述语音采集装置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；所述处理器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；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；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。在验证登录过程中，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，相比于逐一验证两段声音信号，提高了验证的时效性和安全性。
在本实施例中，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过程包括：确定第一声音信号与第二声音信号之间的对齐点；该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，换句话说，两段声音信号要合成的话，一定要找到从哪个音频帧开始合成，这个音频帧就可以理解为对齐点；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。
在本实施例中，确定第一声音信号与第二声音信号之间的对齐点的过程包括：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，该时长表示声音持续的时间；计算第一时长和第二时长之间的差值；根据差值与预设数值的关系确定对齐点。
若所述差值小于或等于预设数值，调整其中的一段声音信号的周期，使得两段声音信号最终的时长相同，以两段声音信号的首个音频帧作为对齐点；或者，若所述差值大于预设数值，采用互相关算法来确定对齐点。
如果该差值小于或等于预设数值，则说明两段声音信号在输入时的差距较小，此时可以对其中的一段声音信号进行周期上的缩放，例如对时长长的声音信号进行周期上的压缩(也就是俗称的快进)，和/或对时长短的声音信号进行周期上的放大(也就是俗称的慢进)，使得两段声音信号最终的时长相同，再以两段声音信号的首个音频帧作为对齐点进行对齐。
该预设数值的取值范围可以为0至0.1秒。
如果该差值大于预设数值，则说明两段声音信号在输入时的差距较大，如果此时还是对其中的一段声音信号进行周期上的缩放，则缩放后会造成比较严重的失真，后续的校验会出现问题，所以就要采用互相关算法来确定对齐点。
在本实施例中，调整其中的一段声音信号周期的过程包括：确定较短时长的声音信号；确定差值占较短时长的声音信号的时长比例X；计算较短时长音信号的音频帧数Y；计算放大系数Z，Z＝X*(Y/(Y-1))；按照该放大系数，对较短时长的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，使得第一声音信号长度与第二声音信号长度相同。
假设第一声音信号时长较短，则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))；终端设备按照该放大系数，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。
比如：第一时长为1秒，第二时长为1.1秒，则比例X为(1.1-1)/1＝0.1，假设第一声音信号有100个音频帧，则Y为100，放大系数Z为0.1*(100/ (100-1))＝0.101，则对除首个音频帧之外的其他99个音频帧按照0.101的放大系数进行时间上的放大，放大后的100个音频帧即有1.1秒的时长了。
在本实施例中，采用互相关算法来确定对齐点的过程包括：使用相同的默认采样频率对第一声音信号以及第二声音信号分别进行采样得到第一采样组和第二采样组；根据该默认采样频率(例如8000Hz到10000Hz)、第一采样组、第二采样组以及互相关权值生成互相关组，该互相关权值与前述的差值正相关(例如该互相关权值可以为差值的1.5倍)，该互相关组中包含有多个数值；将该互相关组中的多个数值进行比较，找出最大的数值；使用该最大的数值对应的音频帧位置作为对齐点。
根据该默认采样频率、第一采样组、第二采样组以及互相关权值生成互相关组的过程：
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。
使用所述最大的数值对应的音频帧位置作为对齐点的过程：确定所述最大的数值在采样组中为位置m，获知采样数据；确定该采样数据对应的音频帧，使用所述音频帧作为对齐点。找到最大的数值后，可以根据上述的公式反推出m是多少，也就是哪一个采样数据，然后再确定该采样数据所在的音频帧是哪一个，并且使用该音频帧作为对齐点。
本发明中，通过两组语音信号来控制家电设备的登录验证，使得家电设备的启动或者部分功能的启动以及在工作过程中，至少有两个用户在一定的空间范围内，这样可以有效的对家电进行安全控制，比如电视游戏，避免儿童单独沉迷其中，或者一些危险的家电设备，避免老人、儿童单独进行操作等等。
在验证登录过程中，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，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，提高了验证的时效性和安全性。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种家电设备的验证登录方法，所述家电设备上设有可用于采集语音的语音采集装置、以及处理语音信息的处理器，其特征在于，所述家电设备启动登录或者所述家电设备中某一功能启动登录时，所述家电设备需要通过语音采集装置采集两组不同用户的语音信号，并通过处理器处理后进行验证。
2.根据权利要求1所述的家电设备的验证登录方法，其特征在于，
所述语音采集装置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；
所述处理器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；
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；
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。
3.根据权利要求2所述的家电设备的验证登录方法，其特征在于，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过程包括：
确定第一声音信号与第二声音信号之间的对齐点；
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。
4.根据权利要求3所述的家电设备的验证登录方法，其特征在于，确定第一声音信号与第二声音信号之间的对齐点的过程包括：
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；
计算第一时长和第二时长之间的差值；
根据差值与预设数值的关系确定对齐点。
5.根据权利要求4所述的家电设备的验证登录方法，其特征在于，
若所述差值小于或等于预设数值，调整其中的一段声音信号的周期，使得两段声音信号最终的时长相同，以两段声音信号的首个音频帧作为对齐点；
或者，若所述差值大于预设数值，采用互相关算法来确定对齐点。
6.根据权利要求5所述的家电设备的验证登录方法，其特征在于，调整其中的一段声音信号周期的过程包括：
确定较短时长的声音信号；
确定差值占较短时长的声音信号的时长比例X；
计算较短时长音信号的音频帧数Y；
计算放大系数Z，Z＝X*(Y/(Y-1))；
按照该放大系数，对较短时长的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，使得第一声音信号长度与第二声音信号长度相同。
7.根据权利要求5所述的家电设备的验证登录方法，其特征在于，采用互相关算法来确定对齐点的过程包括：
使用相同的默认采样频率对第一声音信号以及第二声音信号分别进行采样得到第一采样组和第二采样组；
根据该默认采样频率、第一采样组、第二采样组以及互相关权值生成互相关组，该互相关权值与所述差值正相关，该互相关组中包含有多个数值；
将该互相关组中的多个数值进行比较，找出最大的数值；
使用所述最大的数值对应的音频帧位置作为对齐点。
8.根据权利要求7所述的家电设备的验证登录方法，其特征在于，根据该默认采样频率、第一采样组、第二采样组以及互相关权值生成互相关组的过程：
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所述的家电设备的验证登录方法，其特征在于，使用所述最大的数值对应的音频帧位置作为对齐点的过程：
确定所述最大的数值在采样组中为位置m，获知采样数据；
确定该采样数据对应的音频帧，使用所述音频帧作为对齐点。
10.根据权利要求3所述的家电设备的验证登录方法，其特征在于，预设数值的取值范围可以为0至0.1秒。
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