CN108882133A - 一种实现语音助手安全使用的麦克风及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种实现语音助手安全使用的麦克风及方法，该麦克风包括：包括：麦克风电路，其特征在于，麦克风电路中设置有使人声语音电信号通过的滤波电路，人声语音电信号由麦克风电路对人可以接收到的语音信息转化得到。本发明实施例通过在麦克风电路中设置滤波电路，对麦克风电路接收到的语音电信号进行过滤，保留其中人可以接收到的语音信号转化的电信号，过滤掉其他频率的电信号，防止不法分子将语音信号调制为高频状态，用户无法听取该语音信号，而智能终端的语音助手识别该语音而进行操作，对用户财产造成危害的情况。
Description
技术领域
本发明涉及智能终端设备技术领域，尤其涉及一种实现语音助手安全使用的麦克风及方法。
背景技术
目前业界使用的MIC电路如图1所示，没有对20KHz的高频信号做衰减处理，如果把人耳能听到的语音信号通过高频信号调制成超声波，高频信号如25KHz～40KHz频率的信号，MIC仍能接收到这个频段的信号，并转化为电信号，但是在普通电路中对25KHz～40KHz这个频段的电信号是不做衰减的，所以就会在电路中并存被调试的普通声音信号和调制信号这两种信号，此时，调制信号就可以对安装有语音助手的终端设备进行语音控制，对用户的财产造成危害。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明的至少一个实施例提供了一种实现语音助手安全使用的麦克风，包括：麦克风电路，所述麦克风电路中设置有使人声语音电信号通过的滤波电路，所述人声语音电信号由所述麦克风电路对人可以接收到的语音信息转化得到。
基于上述技术方案，本发明实施例还可以做出如下改进。
可选的，所述滤波电路为低通滤波电路。
可选的，所述低通滤波电路的截止频率的范围为8kHz-20kHz。
可选的，所述低通滤波电路包括：R-C滤波电路和/或L-C滤波电路。
可选的，所述R-C滤波电路包括：至少一组由电容和电阻组成的第一滤波电路，所述电阻串联在所述麦克风电路中，所述电容并联在所述麦克风电路中。
可选的，当所述R-C滤波电路包括：至少两组所述第一滤波电路，所有所述第一滤波电路并联。
可选的，所述L-C滤波电路包括：由电感和电容组成的第二滤波电路；所述电感串联在所述麦克风电路中，所述电容并联在所述麦克风电路中。
可选的，所述第二滤波电路包括：一个串联在所述麦克风电路中的电感和一个并联在所述麦克风电路中的电容、一个串联在所述麦克风电路中的电感和两个并联在所述电感两端的麦克风电路中的电容、两个串联在所述麦克风电路中的电感和并联在两个所述电感之间的麦克风电路中的电容之中任意一种。
可选的，所述滤波电路包括：巴沃斯滤波器、切比雪夫滤波器或贝塞尔滤波器。
本发明实施例还提供了一种实现语音助手安全使用的方法，包括：
通过所述麦克风电路对所有语音信号进行接收，并转化为电信号进行传输；
对所述电信号进行过滤，保留人声语音电信号；所述人声语音电信号由所述麦克风电路对人可以接收到的语音信息转化得到。
本发明的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：本发明实施例通过在麦克风电路中设置滤波电路，对麦克风电路接收到的语音电信号进行过滤，保留其中人可以接收到的语音信号转化的电信号，过滤掉其他频率的电信号，防止不法分子将语音信号调制为高频状态，用户无法听取该语音信号，而智能终端的语音助手识别该语音而进行操作，对用户财产造成危害的情况。
附图说明
图1是本发明实施例现有技术提供的麦克风电路示意图；
图2是本发明又一实施例提供的一种实现语音助手安全使用的麦克风电路示意图；
图3是本发明另一实施例提供的一种实现语音助手安全使用的方法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的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。
如图2所示，本发明实施例提供的一种实现语音助手安全使用的麦克风，包括：麦克风电路，麦克风电路中设置有使人声语音电信号通过的滤波电路，人声语音电信号由麦克风电路对人可以接收到的语音信息转化得到。
上述实施例中，通过在麦克风电路中设置滤波电路，通过在电路上增加滤波电路，以实现将高频的语音信号转换得到的电信号进行过滤，高频的范围为人耳不能听到的超声信号，如，将25KHz～40KHz 这部分的高频信号进行有效衰减，使这类超声信号上调制的有效语音指令信号不能进行有效的声电转换，以阻止人耳不能听到的超声信号对智能终端设备进行语音指令操控。
在本实施例中，滤波电路为低通滤波电路，人耳不能识别的语音信号包括大于20KHz的超声波信号和小于20Hz的次声波信号，次声波信号再进行传播时，很容易在空气中衰减，麦克风电路在接受到次声波信号时不能完整的进行声电转换，而超声波信号不会因为传播而失真，故采用低通滤波电路，对人耳不能听到的超声波信号转换得到的电信号进行过滤。
在本实施例中，低通滤波电路的截止频率的范围为8kHz-20kHz，人声所能发出的频率在100Hz到10KHz之间，平时发出声音的频率都不会超过这个范围，而人耳所能接收到的声音频率的极限为20kHz，这个声音频率的极限还会跟人的情况不同有不同幅度的降低，所以根据具体的使用人群的情况将低通滤波电路的截止频率设置在 8kHz-20kHz之间调整，满足用户的使用的情况下，对人耳不能接收到的语音信号进行过滤。
在一个具体的实施例中，低通滤波电路包括：R-C滤波电路和/或 L-C滤波电路。
在本实施例中，R-C滤波电路包括：至少一组由电容和电阻组成的第一滤波电路，电阻串联在麦克风电路中，电容并联在麦克风电路中，具体的，一阶RC低通滤波器，衰减斜率为-20dB/10oct,第二的衰减斜率为-40dB/10oct；在第二滤波器的基础上可继续并联电阻电容，组成三阶或更高阶的系统。
在本实施例中，L-C滤波电路包括：由电感和电容组成的第二滤波电路；电感串联在麦克风电路中，电容并联在麦克风电路中，具体的，第二滤波电路包括：一个串联在麦克风电路中的电感和一个并联在麦克风电路中的电容、一个串联在麦克风电路中的电感和两个并联在电感两端的麦克风电路中的电容、两个串联在麦克风电路中的电感和并联在两个电感之间的麦克风电路中的电容之中任意一种，其中，一个串联在麦克风电路中的电感和一个并联在麦克风电路中的电容为二阶 LC低通滤波电路，衰减斜率为-40dB/10oct，另外两种低通滤波电路为三阶LC低通滤波电路，衰减斜率为-60dB/10oct。
在本实施例中，滤波电路电路还可以包括：巴沃斯滤波器、切比雪夫滤波器或贝塞尔滤波器，具体的，本实施例中所提供的低通滤波电路可以由一种滤波电路或多种滤波电路组合等多种方式进行滤波，具体设置方式根据用户使用场景的不同，选取不同的滤波电路。
如图3所示，本发明实施例还提供了一种实现语音助手安全使用的方法，包括：
通过麦克风电路对所有语音信号进行接收，并转化为电信号进行传输；
对电信号进行过滤，保留人声语音电信号；人声语音电信号由麦克风电路对人可以接收到的语音信息转化得到。
在本实施例中，对电信号进行过滤，具体包括：
以预设截止频率的低通滤波电路对所述电信号进行过滤。
具体的，人声所能发出的频率在100Hz到10KHz之间，平时发出声音的频率都不会超过这个范围，而人耳所能接收到的声音频率的极限为20kHz，这个声音频率的极限还会跟人的情况不同有不同幅度的降低，所以根据具体的使用人群的情况将低通滤波电路的截止频率设置在8kHz-20kHz之间调整，满足用户的使用的情况下，对人耳不能接收到的语音信号进行过滤。
在本实施例中，对电信号进行过滤，具体包括：
通过至少一种滤波电路对所述电信号进行过滤。
具体的，通过多组滤波电路对电信号进行过滤，提高本发明实施例的安全性，避免出现滤波电路损坏，没有对高频信号进行有效衰减，导致这类超声信号上所带的语音指令对语音助手进行控制的情况。
实施例：按照上述背景技术中交代的载波频率为25K～40K的频段，结合语音指令中语音信号的频段范围主要集中在100～10K，所以这个应用中截止频率点选择在为10KHz附近，才能对25K以上的信号有较好的衰减效果，下面以一阶R-C滤波电路为例，将截止频率选择在 10KHz，对器件的选型做详细说明：为了使滤波电路的截止频率选择在10KHz，考虑到麦克风的电路的内阻约为2kΩ，为了避免麦克风电路对有用信号过大的衰减，滤波电路的电阻范围为20Ω-200Ω，相对应的电容范围为0.8uF-80uF。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种实现语音助手安全使用的麦克风，包括：麦克风电路，其特征在于，所述麦克风电路中设置有使人声语音电信号通过的滤波电路，所述人声语音电信号由所述麦克风电路对人可以接收到的语音信息转化得到。
2.根据权利要求1所述的一种实现语音助手安全使用的麦克风，其特征在于，所述滤波电路为低通滤波电路。
3.根据权利要求2所述的一种实现语音助手安全使用的麦克风，其特征在于，所述低通滤波电路的截止频率的范围为8kHz-20kHz。
4.根据权利要求2所述的一种实现语音助手安全使用的麦克风，其特征在于，所述低通滤波电路包括：R-C滤波电路和/或L-C滤波电路。
5.根据权利要求4所述的一种实现语音助手安全使用的麦克风，其特征在于，所述R-C滤波电路包括：至少一组由电容和电阻组成的第一滤波电路，所述电阻串联在所述麦克风电路中，所述电容并联在所述麦克风电路中。
6.根据权利要求5所述的一种实现语音助手安全使用的麦克风，其特征在于，当所述R-C滤波电路包括：至少两组所述第一滤波电路，所有所述第一滤波电路并联。
7.根据权利要求4所述的一种实现语音助手安全使用的麦克风，其特征在于，所述L-C滤波电路包括：由电感和电容组成的第二滤波电路；所述电感串联在所述麦克风电路中，所述电容并联在所述麦克风电路中。
8.根据权利要求7所述的一种实现语音助手安全使用的麦克风，其特征在于，所述第二滤波电路包括：一个串联在所述麦克风电路中的电感和一个并联在所述麦克风电路中的电容、一个串联在所述麦克风电路中的电感和两个并联在所述电感两端的麦克风电路中的电容、两个串联在所述麦克风电路中的电感和并联在两个所述电感之间的麦克风电路中的电容之中任意一种。
9.根据权利要求1-8中任一所述的一种实现语音助手安全使用的麦克风，其特征在于，所述滤波电路包括：巴沃斯滤波器、切比雪夫滤波器或贝塞尔滤波器。
10.一种实现语音助手安全使用的方法，用于麦克风电路，其特征在于，包括：
通过所述麦克风电路对所有语音信号进行接收，并转化为电信号进行传输；
对所述电信号进行过滤，保留人声语音电信号；所述人声语音电信号由所述麦克风电路对人可以接收到的语音信息转化得到。
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