CN109660899B - 计算机可读存储介质和应用该介质的骨声纹检测耳机 - Google Patents

计算机可读存储介质和应用该介质的骨声纹检测耳机 Download PDF

Info

Publication number
CN109660899B
CN109660899B CN201811628597.9A CN201811628597A CN109660899B CN 109660899 B CN109660899 B CN 109660899B CN 201811628597 A CN201811628597 A CN 201811628597A CN 109660899 B CN109660899 B CN 109660899B
Authority
CN
China
Prior art keywords
bone
voiceprint
readable storage
storage medium
vocal print
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811628597.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109660899A (zh
Inventor
陈洪太
叶志辉
张鑫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Guangdong Spark Technology Co ltd
Original Assignee
Guangdong Spark Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Guangdong Spark Technology Co ltd filed Critical Guangdong Spark Technology Co ltd
Priority to CN201811628597.9A priority Critical patent/CN109660899B/zh
Publication of CN109660899A publication Critical patent/CN109660899A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109660899B publication Critical patent/CN109660899B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/10—Earpieces; Attachments therefor ; Earphones; Monophonic headphones
    • H04R1/1041—Mechanical or electronic switches, or control elements
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2201/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/10—Details of earpieces, attachments therefor, earphones or monophonic headphones covered by H04R1/10 but not provided for in any of its subgroups

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

本发明涉及耳机技术领域，特别涉及计算机可读存储介质和应用该介质的骨声纹检测耳机，该介质内存有计算机程序，该计算机程序可被骨声纹检测耳机的处理器执行。采用骨传导感应器采集骨声纹信号，其检测人说话时颅骨附带肌肉引起的振动，灵敏度很高，以垂直于人耳的方向，即与骨传导感应器接收端表面垂直的方向为Z轴确定三维坐标，可以通过X/Y/Z三轴空间的数据正负及大小情况判断耳机是否佩戴好，以此确保采集的骨声纹信号有效。然后对获取的骨声纹信号进行有限时长的频域分析，提取该骨声纹信号的声纹特征，把声纹特征与语音匹配库进行检索匹配来判断其是否为语音匹配库的目标信号，即通过数据库特征匹配，识别当前是否是本人说话。

Description

计算机可读存储介质和应用该介质的骨声纹检测耳机
技术领域
本发明涉及耳机技术领域，特别涉及计算机可读存储介质和应用该介质的骨声纹检测耳机，该介质内存有计算机程序，该计算机程序可被骨声纹检测耳机的处理器执行。
背景技术
随着人工智能的飞速发展，人脸识别、指纹识别等各类新型的识别检测技术层出不穷，而声纹识别技术不是一个很新的识别技术，早在六七十年代，公安机关就开始使用声纹识别技术进行刑事案件的侦查工作，因其识别材料的采集更为自然而且造假难度更大，声纹识别依然是现代识别技术中不可或缺的方式。但是，仅靠声纹识别技术，在进行手机解锁及移动支付等仅需简单指令的场合，依然存在较大风险。与传统的通过空气进行声音的传导来实现的声纹识别技术不同，骨传导是通过颅骨及淋巴液系统进行声音的传递，是近几年来比较火热的一个研究方向，催生了市场的各种骨传导类穿戴产品，比如骨传导耳机、助听器等，但是受限于识别率，依然存在较大的误识别风险。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种识别率高的骨声纹检测耳机的声纹检测方法，以及应用该方法进行骨声纹识别的骨声纹检测耳机。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
提供计算机可读存储介质，其存储有用于骨声纹检测的计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：
骨声纹信号获取步骤，其获取骨传导感应器采集的骨声纹信号；
骨声纹信号处理步骤，其对获取的骨声纹信号进行有限时长的频域分析，提取该骨声纹信号的声纹特征；
骨声纹比对步骤，其把所述声纹特征与语音匹配库进行检索匹配，若匹配度超过预设的阈值，则判断当前获取的骨声纹信号为语音匹配库的目标信号。
其中，所述骨声纹信号处理步骤具体的，包括：
频谱转换步骤，其把骨声纹信号经有限时长的频域分析转换成能量频谱图；
特征向量获取步骤：其根据预设的采样区间，将原始骨声纹信号频谱图进行切割分段，获取采样区间内能量值超过预设值的频率点的能量值以及这些频率点之间的时间间隔，把这些频率点的能量值和时间间隔组成的空间向量作为这个采样区间的特征向量；
声纹特征提取步骤：其把多个采样空间的特征向量的集合作为该骨声纹信号的声纹特征。
其中，所述特征向量获取步骤中，时间间隔是指相邻两个频率点之间的时间间隔。
其中，所述能量频谱图上，越亮表示该时间点在该频率处的能量越大，反之，越暗表示该时间点在该频率处的能量越小。
其中，所述骨声纹信号获取步骤中，骨传导感应器采集的骨声纹信号是指：采集自垂直于所述骨传导感应器接收端表面的声纹信号。
其中，包括在骨声纹信号获取步骤之前执行的人体识别步骤，其获取至少两个设置在不同空间位置的人体感应模块采集的体表感应信号，若两个信号不是同时存在，则判断当前无法获取骨声纹信号。
其中，所述人体感应模块是红外感应模块或电容式感应模块。
还提供一种骨声纹检测耳机，包括处理器和上述计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上的计算机程序可被处理器执行。
其中，所述骨传导感应器设置在耳机近耳侧。
其中，在所述骨传导感应器两侧有相对设置的一组人体感应传感器。
本发明的有益效果：采用骨传导感应器采集骨声纹信号，其检测人说话时颅骨附带肌肉引起的振动，灵敏度很高，以垂直于人耳的方向，即与骨传导感应器接收端表面垂直的方向为Z轴确定三维坐标，可以通过X/Y/Z三轴空间的数据正负及大小情况判断耳机是否佩戴好，以此确保采集的骨声纹信号有效。然后，对获取的骨声纹信号进行有限时长的频域分析，提取该骨声纹信号的声纹特征，把声纹特征与语音匹配库进行检索匹配，若匹配度超过预设的阈值，则判断当前获取的骨声纹信号为语音匹配库的目标信号，即通过数据库特征匹配，识别当前是否是本人说话。
附图说明
图1是骨声纹检测耳机的佩戴示意图。
图2是骨传导感应器的Z轴声纹数据示意图。
图3是骨传导声纹特征的频谱图。
具体实施方式
如图1所示，该骨声纹检测耳机包括作为入耳式装置的耳机外壳，耳机外壳内近耳侧设置有骨传导感应器，在骨传导感应器两侧有相对设置的一组作为人体感应模块的人体感应传感器，这两个人体感应传感器是红外或电容式感应模块，其贴附在人体表面来检测与人体表面的接触程度。骨传导感应器、两个人体感应传感器都电连接作为处理器的算法处理单元。
该骨声纹检测耳机通过如下方法实现骨声纹的检测。
首先，执行人体识别步骤，通过两个人体感应模块获取两个不同空间位置的体表感应信号，若两个信号不是同时存在，则判断当前无法获取骨声纹信号。采用两个人体感应模块可以保证装置是嵌入到人体的组织器官凹槽当中的，而不是单方向的人体表面误碰触。还可以在耳机表面添加更多数量的感应传感器，提高识别准确度。本实施例采用入耳式耳机，通过两个或更多不同空间位置的体表感应信号即可准确判断耳机是否在人耳朵内。对于TWS耳机、头戴式有线运动耳机或者其他智能穿戴设备，也可以设置人体感应模块或其他传感器，比如气压、高度传感器等来辅助判断当前人说话的实时生理特征，以此提高安全性。
以骨传导感应器接收端表面为X/Y轴所在平面，以垂直于人耳的方向，即与X/Y轴所在平面垂直的方向为Z轴确定三维坐标，可以通过X/Y/Z三轴空间的数据正负及大小情况判断耳机是否佩戴好，以此确保采集的骨声纹信号有效。比如，在耳机佩戴好后正常接收的声纹信号中，Z轴方向声纹数据的方向为正(声纹数据的方向由耳内指向耳外，声纹数据的方向识别为骨传导感应器自身的功能，此处不再赘述)，如果识别到向量偏移Z轴正方向甚至反向，说明耳机未佩戴好。
在识别到耳机正确佩戴后，执行骨声纹信号获取步骤，采集自垂直于骨传导感应器接收端表面的Z轴信号作为骨传导感应器采集的骨声纹信号。该骨声纹检测耳机采用骨传导感应器采集骨声纹信号，其检测人说话时颅骨附带肌肉引起的振动，灵敏度很高，然后，执行骨声纹信号处理步骤，对获取的骨声纹信号进行有限时长的频域分析，提取该骨声纹信号的声纹特征。比如，当耳机佩戴者说出“支付”时，骨传导感应器检测到如图2所示的Z轴声纹数据，依次执行如下步骤来实现对骨声纹信号的处理：频谱转换步骤，其把骨声纹信号经有限时长的频域分析转换成如图3所示的能量频谱图，其中，越亮表示该时间点在该频率处的能量越大，反之，越暗表示该时间点在该频率处的能量越小；特征向量获取步骤：其获取采样区间内能量值超过预设值的频率点的能量值以及这些频率点之间的时间间隔(本实施例中时间间隔是指相邻两个频率点之间的时间间隔，实际检测中也可以根据测试需要进行调整)，把这些频率点的能量值和时间间隔组成的空间向量作为这个采样区间的特征向量；声纹特征提取步骤：其把多个采样空间的特征向量的集合作为该骨声纹信号的声纹特征。
其中，在以0.25s为单位对能量频谱图中的信号进行切割得到的采样区间内，按照时间前进的顺序选取3个能量值大小最靠前的点A、B、C。这三个点对应的时域间隔为A→B：t1，B→C：t2，得到能量频谱图中这三个点的空间向量[A,B,C,t1,t2]，将其作为这一时间区域内的骨声纹信号的特征向量，由多个这样的特征向量得到该骨声纹信号的声纹特征。以上A、B、C三点仅作为示例说明该方法，实际检测中也可以根据测试需要调整选取的频率点的位置和数量，比如，记录连续三个彼此相邻的采样区间的能量最大值点A1、B1、C1，获取这三个点对应的时域间隔A1→B1：t3，B1→C1：t4，即可得到能量频谱图中这三个点的空间向量[A1,B1,C1,t3,t4]。
最后，执行骨声纹比对步骤，其把声纹特征与语音匹配库进行检索匹配，若匹配度超过预设的阈值，则判断当前获取的骨声纹信号为语音匹配库的目标信号，从而实现对当前是否是本人说话的识别。
该骨声纹检测耳机通过上述方法实现的骨声纹检测，相对于传统的声纹检测提高了识别率，降低了误识别风险，避免出现传统声纹识别中容易出现的非本人实时发声的欺骗行为。

Claims (9)

1.计算机可读存储介质，其特征在于，其存储有用于骨声纹检测的计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：
骨声纹信号获取步骤，其获取骨传导感应器采集的骨声纹信号；
骨声纹信号处理步骤，其对获取的骨声纹信号进行有限时长的频域分析，提取该骨声纹信号的声纹特征；
骨声纹比对步骤，其把所述声纹特征与语音匹配库进行检索匹配，若匹配度超过预设的阈值，则判断当前获取的骨声纹信号为语音匹配库的目标信号；
所述骨声纹信号处理步骤具体的，包括：
频谱转换步骤，其把骨声纹信号经有限时长的频域分析转换成能量频谱图；
特征向量获取步骤：其根据预设的采样区间，将原始骨声纹信号频谱图进行切割分段，获取采样区间内能量值超过预设值的频率点的能量值以及这些频率点之间的时间间隔，把这些频率点的能量值和时间间隔组成的空间向量作为这个采样区间的特征向量；
声纹特征提取步骤：其把多个采样空间的特征向量的集合作为该骨声纹信号的声纹特征。
2.据权利要求1所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述特征向量获取步骤中，时间间隔是指相邻两个频率点之间的时间间隔。
3.根据权利要求1所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述能量频谱图上，越亮表示该时间点在该频率处的能量越大，反之，越暗表示该时间点在该频率处的能量越小。
4.根据权利要求1所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述骨声纹信号获取步骤中，骨传导感应器采集的骨声纹信号是指：采集自垂直于所述骨传导感应器接收端表面的声纹信号。
5.根据权利要求1所述的计算机可读存储介质，其特征在于，包括在骨声纹信号获取步骤之前执行的人体识别步骤，其获取至少两个设置在不同空间位置的人体感应模块采集的体表感应信号，若两个信号不是同时存在，则判断当前无法获取骨声纹信号。
6.根据权利要求5所述的计算机可读存储介质，其特征在于，所述人体感应模块是红外感应模块或电容式感应模块。
7.骨声纹检测耳机，包括处理器，其特征在于，还包括如权利要求1～6中任一项所述的计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上的计算机程序可被处理器执行。
8.根据权利要求7所述的骨声纹检测耳机，其特征在于，所述骨传导感应器设置在耳机近耳侧。
9.根据权利要求8所述的骨声纹检测耳机，其特征在于，在所述骨传导感应器两侧有相对设置的一组人体感应传感器。
CN201811628597.9A 2018-12-28 2018-12-28 计算机可读存储介质和应用该介质的骨声纹检测耳机 Active CN109660899B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811628597.9A CN109660899B (zh) 2018-12-28 2018-12-28 计算机可读存储介质和应用该介质的骨声纹检测耳机

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811628597.9A CN109660899B (zh) 2018-12-28 2018-12-28 计算机可读存储介质和应用该介质的骨声纹检测耳机

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109660899A CN109660899A (zh) 2019-04-19
CN109660899B true CN109660899B (zh) 2020-06-05

Family

ID=66116893

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811628597.9A Active CN109660899B (zh) 2018-12-28 2018-12-28 计算机可读存储介质和应用该介质的骨声纹检测耳机

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109660899B (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111048089B (zh) * 2019-12-26 2023-07-28 江西佳芯物联有限公司 提高智能穿戴设备语音唤醒成功率的方法、电子设备、计算机可读存储介质
CN111415442A (zh) * 2020-03-16 2020-07-14 恒玄科技(上海)股份有限公司 一种门禁控制方法、电子设备及存储介质
CN111683316B (zh) * 2020-05-25 2022-10-25 安克创新科技股份有限公司 一种耳机的佩戴校准方法、装置、系统及存储介质
CN111432324B (zh) * 2020-05-26 2021-05-04 北京瑞森新谱科技股份有限公司 用于骨声纹耳机的测试方法及测试系统
CN111930231B (zh) * 2020-07-27 2022-02-25 歌尔光学科技有限公司 交互控制方法、终端设备及存储介质
WO2022027423A1 (zh) * 2020-08-06 2022-02-10 大象声科（深圳）科技有限公司 一种融合骨振动传感器和双麦克风信号的深度学习降噪方法及系统
CN113630138A (zh) * 2020-10-22 2021-11-09 深圳市冠旭电子股份有限公司 智能穿戴设备
CN112235682B (zh) * 2020-11-17 2023-01-20 歌尔科技有限公司 耳机通话保密方法以及通话装置
CN112635017B (zh) * 2020-12-25 2022-09-20 歌尔光学科技有限公司 指腕疲劳提醒方法、可穿戴设备及存储介质
CN113298507B (zh) * 2021-06-15 2023-08-22 英华达（上海）科技有限公司 支付验证方法、系统、电子设备和存储介质
CN113825063B (zh) * 2021-11-24 2022-03-15 珠海深圳清华大学研究院创新中心 耳机的语音识别启动方法及耳机的语音识别方法
CN115844339A (zh) * 2022-11-11 2023-03-28 中国人民解放军空军军医大学 一种基于骨声纹的诊断和治疗的系统及方法
CN117133281B (zh) * 2023-01-16 2024-06-28 荣耀终端有限公司 语音识别方法和电子设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101042869A (zh) * 2006-03-24 2007-09-26 致胜科技股份有限公司 鼻骨传导活体声纹辨识装置
CN201004711Y (zh) * 2006-03-27 2008-01-09 致胜科技股份有限公司 鼻骨传导活体声纹辨识装置
CN103928025A (zh) * 2014-04-08 2014-07-16 华为技术有限公司 一种语音识别的方法及移动终端
CN106128455A (zh) * 2016-08-31 2016-11-16 上海鹰觉科技有限公司 基于骨传导高噪声环境下的语音识别系统
CN206558213U (zh) * 2016-08-31 2017-10-13 上海鹰觉科技有限公司 基于骨传导复杂环境下的语音识别系统
CN108462911A (zh) * 2017-12-11 2018-08-28 广东思派康电子科技有限公司 一种计算机可读存储介质和应用该介质的音效模式自适应耳机

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7187960B2 (en) * 2002-04-22 2007-03-06 Marcio Marc Abreu Apparatus and method for measuring biologic parameters
JP6123503B2 (ja) * 2013-06-07 2017-05-10 富士通株式会社 音声補正装置、音声補正プログラム、および、音声補正方法
US10313782B2 (en) * 2017-05-04 2019-06-04 Apple Inc. Automatic speech recognition triggering system

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101042869A (zh) * 2006-03-24 2007-09-26 致胜科技股份有限公司 鼻骨传导活体声纹辨识装置
CN201004711Y (zh) * 2006-03-27 2008-01-09 致胜科技股份有限公司 鼻骨传导活体声纹辨识装置
CN103928025A (zh) * 2014-04-08 2014-07-16 华为技术有限公司 一种语音识别的方法及移动终端
CN106128455A (zh) * 2016-08-31 2016-11-16 上海鹰觉科技有限公司 基于骨传导高噪声环境下的语音识别系统
CN206558213U (zh) * 2016-08-31 2017-10-13 上海鹰觉科技有限公司 基于骨传导复杂环境下的语音识别系统
CN108462911A (zh) * 2017-12-11 2018-08-28 广东思派康电子科技有限公司 一种计算机可读存储介质和应用该介质的音效模式自适应耳机

Also Published As

Publication number Publication date
CN109660899A (zh) 2019-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109660899B (zh) 计算机可读存储介质和应用该介质的骨声纹检测耳机
Wang et al. EarDynamic: An ear canal deformation based continuous user authentication using in-ear wearables
Li et al. A microphone array system for automatic fall detection
US20220071588A1 (en) Sensor fusion to validate sound-producing behaviors
Ferlini et al. EarGate: gait-based user identification with in-ear microphones
EP2983109B1 (en) User authentication method and apparatus based on fingerprint and electrocardiogram (ecg) signal
CN104573458B (zh) 一种基于心电信号的身份识别方法、装置及系统
CN103997955B (zh) 检测心电图中的心房纤颤的方法
WO2017152531A1 (zh) 一种基于超声波的凌空手势识别方法及系统
JP6835956B2 (ja) 個人認証装置、個人認証方法および個人認証プログラム
CN110287918B (zh) 活体识别方法及相关产品
WO2021248942A1 (zh) 一种基于智能耳机的用户识别和情绪监测方法
EP4294037A1 (en) Wearing detection method, wearable device and storage medium
WO2018223491A1 (zh) 基于牙齿咬合声音的识别方法及系统
KR101578167B1 (ko) 심전도 생체정보를 이용한 실시간 개인 인증방법
Bastos et al. Double authentication model based on ppg and ecg signals
CN111243600A (zh) 一种基于声场和场纹的语音欺骗攻击检测方法
EP4124061A1 (en) Method for determining wearing state of wireless earbud, and related device
WO2019199706A1 (en) In-ear wireless device with bone conduction mic communication
CN116746900B (zh) 心律失常的识别方法和可穿戴设备
US10880655B2 (en) Method for operating a hearing apparatus system, and hearing apparatus system
CN106999102A (zh) 咀嚼检测装置
CN106897693B (zh) 一种身份识别方法、装置及系统
CN219921037U (zh) 动物体征监测装置和动物智能可穿戴装置
CN117493764A (zh) 一种骨传导耳机身份认证方法、系统及设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant