CN110530494A - 一种声纹检测装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种声纹检测装置及方法,包括第一拾音传感器单元、第二拾音传感器及主控分析单元;第一拾音传感器单元通过接触测试者的方式采集测试者的第一声纹信号;第二拾音传感器单元采集通过空气传导的第二声纹信号;主控分析单元用于当测试者发声时,将第一声纹信号与第二声纹信号进行比对,判断是否为同一个人的声纹。本申请通过固体传导的方法避免了空旷室内环境以及噪声环境对声纹采集的影响。
Description
技术领域
本申请涉及声纹测试技术领域,尤其涉及一种声纹检测装置及方法。
背景技术
在声纹领域,空气传播的声音,经常受到气压、气流、背景噪音等的影响,容易在收音过程中产品产生干扰。为了避免噪声、气流和气压的影响常常采用LMS(最小均方自适应滤波器)、谱减法、维纳滤波等常用降噪方式,然而这些方式并不能有效解决所有收音品质差的问题,尤其是在容易产生混响的空旷室内场景会达不到声纹采集的要求。
发明内容
本申请实施例提供了一种声纹检测装置及方法,通过固体传导的方法避免了空旷室内环境以及噪声环境对声纹采集的影响。
有鉴于此,本申请第一方面提供了一种声纹检测装置,所述装置包括:第一拾音传感器单元、第二拾音传感器单元及主控分析单元;
所述第一拾音传感器单元为接触式拾音传感器,用于通过接触测试者的方式采集测试者的第一声纹信号;
所述第二拾音传感器单元为非接触式拾音传感器,用于采集通过空气传导的第二声纹信号;
所述主控分析单元用于当测试者发声时,将所述第一声纹信号与所述第二声纹信号进行比对,判断是否为同一个人的声纹。
优选地,所述装置还包括:接触式超声波发声单元以及接触式超声波接收单元;
所述接触式超声波发声单元用于发射第一超声波信号,使得所述第一超声波通过测试者身体后被所述接触式超声波接收单元接收;
所述接触式超声波接收单元用于接收通过测试者身体后的所述第二超声波信号,并将所述第二超声波信号传输至所述主控分析单元,使得主控分析单元标记并存储测试者的声纹特征。
优选地,所述装置还包括座椅、压敏传感器和温度传感器;
所述座椅用于提供测试者座位;
所述压敏传感器用于采集座椅上承受的压力,并将压力信号传输至所述主控分析单元,使得所述主控分析单元根据所述压力信号判断是否有测试者;
所述温度传感器用于采集座椅上的温度,并将温度信号传输至所述主控分析单元,使得主控分析单元根据所述温度信号判断是否有测试者。
优选地,所述装置还包括存储单元;所述存储单元用于存储声纹信息或者超声波信号或者传感器信号。
优选地,所述接触式拾音传感器具体为指向性麦克风。
本申请第二方面提供一种声纹检测方法,所述方法包括:
通过所述接触式拾音传感器采集测试者的所述第一声纹信号,通过非接触式拾音传感器采集测试者的所述第二声纹信号;
将所述第一声纹信号与所述第二声纹信号进行比对,判断是否为同一个人的声纹,若是,则存储所述第一声纹信号。
优选地,所述方法还包括:所述接触式超声波发声单元发射的第一超声波信号,使得所述第一超声波通过测试者身体后被所述接触式超声波接收单元接收;
通过分析判所述接触式超声波接收单元接收到的第二超声波信号,判断当前测试者是否与前一时刻测试者为同一个人。
优选地,所述方法还包括:
当测试者坐于所述座椅上时,所述压敏传感器采集座椅上承受的压力,所述温度传感器用于采集座椅上的温度;
所述主控分析单元根据压力信号与温度信号判断所述座椅上是否有测试者,若有,则开始声纹检测。
优选地,所述方法还包括:存储单元存储测试者的声纹信息或者超声波信号或者传感器信号。
优选地,所述接触式拾音传感器具体为指向性麦克风。
从以上技术方案可以看出,本申请实施例具有以下优点:本申请提供了一种声纹检测装置,包括第一拾音传感器单元、第二拾音传感器单元及主控分析单元;所述第一拾音传感器单元为接触式拾音传感器,用于通过接触测试者的方式采集测试者的第一声纹信号;所述第二拾音传感器单元为非接触式拾音传感器,用于采集通过空气传导的第二声纹信号;所述主控分析单元用于当测试者发声时,将所述第一声纹信号与所述第二声纹信号进行比对,判断是否为同一个人的声纹。本申请通过固体传导的方式采集测试者说话的声纹避免了空旷室内环境以及噪声环境对声纹采集的影响,并且将通过固体传导采集的声纹与通过空气传导的声纹作对比,确定前者采集到的声纹是否为有效声纹,从而能够有效排除噪声的干扰。
附图说明
图1为本申请一种声纹检测装置的一个实施例的装置架构图;
图2为本申请一种声纹检测装置的另一个实施例的装置架构图;
图3为本申请一种声纹检测方法的一个实施例的方法流程图;
图4为本申请一种声纹检测方法的另一个实施例的方法流程图。
具体实施方式
本申请通过固体传导的方式采集测试者说话的声纹避免了空旷室内环境以及噪声环境对声纹采集的影响,并且将通过固体传导采集的声纹与通过空气传导的声纹作对比,确定前者采集到的声纹是否为有效声纹,从而能够有效排除噪声的干扰。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
为了便于理解,请参阅图1,图1为本申请一种声纹检测装置的一个实施例的装置架构图,如图1所示,图1中包括:第一拾音传感器单元101、第二拾音传感器单元102及主控分析单元103。
第一拾音传感器单元101为接触式拾音传感器,用于通过接触测试者的方式采集测试者的第一声纹信号。
需要说明的是,当开始声纹检测时,测试者开始说话,此时与测试者接触的接触式拾音传感器采集到经过人体传导的声音信号,其中接触式拾音传感器可以是指向性麦克风,也可以是其他接触式声音采集装置。
第二拾音传感器单元102为非接触式拾音传感器,用于采集通过空气传导的第二声纹信号。
需要说明的是,当开始声纹检测时,测试者开始说话,此时测试者通过非接触式拾音传感器采集测试者的声音信号,其中非接触式的拾音传感器可以是一般麦克风,也可以是指向性的麦克风。
主控分析单元103用于当测试者发声时,将第一声纹信号与第二声纹信号进行比对,判断是否为同一个人的声纹。
需要说明的是,当人没有说话的时候采集到的第一声纹信号可能是噪音,因此将第一声纹信号与第二声纹信号对比,判断是否为同一个人的信号。
本申请通过固体传导的方式采集测试者说话的声纹避免了空旷室内环境以及噪声环境对声纹采集的影响,并且将通过固体传导采集的声纹与通过空气传导的声纹作对比,确定前者采集到的声纹是否为有效声纹,从而能够有效排除噪声的干扰。
为了便于理解,请参阅图2,图2为本申请一种声纹检测装置的另一个实施例的装置架构图,如图2所示,具体包括:座椅、压敏传感器201、温度传感器202、主控分析单元203、接触式超声波发声单元204、接触式超声波接收单元205、第一拾音传感器单元206、第二拾音传感器单元207以及存储单元。
其中座椅用于提供测试者座位。需要说明的是,为了使测试者无感知的进行测试,可以将座椅设置为声纹采集终端,当测试者坐下时即可以开始测试;当然也可以采用其他装置作为采集终端,例如床等能够与测试者直接接触并能使测试者放松的装置。
压敏传感器201用于采集座椅上承受的压力,并将压力信号传输至主控分析单元203,使得主控分析单元203根据压力信号判断是否有测试者。
需要说明的是,压敏传感器201安装于座椅下方,用于直接采集测试者坐于座椅上产生的压力,当然,如果采集终端不是座椅,压敏传感器201也可以安装于对应的承受压力的位置。压敏传感器201可以实时采集压力信号并传输给主控分析单元203,主控分析单元203根据实时的信号变换判断是否有测试者。
温度传感器202应用于采集座椅上的温度,并将温度信号传输至主控分析单元203,使得主控分析单元203根据温度信号判断是否有测试者。
需要说明的是,温度传感器202安装于座椅下方或者靠背后,用于直接采集测试者坐于座椅上产生的温度信号,当然,如果采集终端不是座椅,温度传感器202也可以安装于与测试者直接接触的位置。温度传感器202可以实时采集温度信号并传输给主控分析单元203,主控分析单元203根据实时的信号变换判断是否有测试者。
接触式超声波发声单元204用于发射第一超声波信号,使得第一超声波通过测试者身体后被所述接触式超声波接收单元205接收。
需要说明的是,接触式超声波发声单元204可以安装于座椅之下,用于采集使用者臀部的声纹特征,当然还可以安装于其他与测试者直接接触的位置。当超声波发声单元204发射第一超声波信号后,第一超声波信号经过测试者的臀部(也可以是其他直接接触的部位)后被接触式超声波接收单元205接收。
接触式超声波接收单元205用于接收通过测试者身体后的第二超声波信号,并将第二超声波信号传输至主控分析单元203,使得主控分析单元203标记并存储测试者的声纹特征。
需要说明的是,由于经过不同的测试者身体后的得到的第二超声波信号并不相同,因此第二超声波信号可以验证测试者的身份信息,因此,当主控分析单元203接收到第二超声波信号时,主控分析单元203可对第二超声波信号进行声纹特征验证,确定测试者的身份信息。
第一拾音传感器单元206为接触式拾音传感器,用于通过接触测试者的方式采集测试者的第一声纹信号。
需要说明的是,当开始声纹检测时,测试者开始说话,此时与测试者接触的接触式拾音传感器采集到经过人体传导的声音信号,其中接触式拾音传感器可以是指向性麦克风,也可以是其他接触式声音采集装置。
第二拾音传感器单元207为非接触式拾音传感器,用于采集通过空气传导的第二声纹信号。
需要说明的是,当开始声纹检测时,测试者开始说话,此时测试者通过非接触式拾音传感器采集测试者的声音信号,其中非接触式的拾音传感器可以是一般麦克风,也可以是指向性的麦克风。
主控分析单元203用于当测试者发声时,将第一声纹信号与第二声纹信号进行比对,判断是否为同一个人的声纹。
需要说明的是,当人没有说话的时候采集到的第一声纹信号可能是噪音,因此将第一声纹信号与第二声纹信号对比,判断是否为同一个人的信号主控分析单元203还可以用于根据温度、压力等传感型号判断装置上是否有人,具体可以判断座椅上是否有人;主控分析单元203还可以对第二超声波信号进行声纹特征验证,确定测试者的身份信息。
为了便于理解,请参阅图3,图3为本申请一种声纹检测方法的一个实施例的方法流程图,如图3所示,图3中包括:
301、通过接触式拾音传感器采集测试者的第一声纹信号,通过非接触式拾音传感器采集测试者的第二声纹信号。
302、将第一声纹信号与第二声纹信号进行比对,判断是否为同一个人的声纹,若是,则存储第一声纹信号。
本申请通过固体传导的方式采集测试者说话的声纹避免了空旷室内环境以及噪声环境对声纹采集的影响,并且将通过固体传导采集的声纹与通过空气传导的声纹作对比,确定前者采集到的声纹是否为有效声纹,从而能够有效排除噪声的干扰。
为了便于理解,请参阅图4,图4为本申请一种声纹检测方法的另一个实施例的方法流程图,如图4所示,图4中包括:
401、当测试者坐于座椅上时,压敏传感器采集座椅上承受的压力,温度传感器用于采集座椅上的温度。
402、主控分析单元根据压力信号与温度信号判断座椅上是否有测试者,若有,则开始声纹检测。
403、通过接触式超声波发声单元发射的第一超声波信号,使得第一超声波通过测试者身体后被接触式超声波接收单元接收。
404、通过分析判接触式超声波接收单元接收到的第二超声波信号,判断当前测试者是否与前一时刻测试者为同一个人。
405、通过接触式拾音传感器采集测试者的第一声纹信号,通过非接触式拾音传感器采集测试者的第二声纹信号。
406、将第一声纹信号与第二声纹信号进行比对,判断是否为同一个人的声纹,若是,则存储第一声纹信号。
需要说明的是,在一种具体的实施方式中,采用座椅作为声纹采集终端;采用接触式指向性麦克风作为第一拾音传感器单元;采用非接触式麦克风作为第二拾音传感器单元;接触式超声波发声单元以及接触式超声波接收单元都安装于座椅下方用于采集臀部声纹信号;压敏传感器和温度传感器安装于座椅下方用于采集压力信号和温度信号。
首先,压敏传感器和温度传感器实时采集压力信号和温度信号,当测试者坐上座椅时,采集到的压力信号和温度信号发生变化,主控分析单元接收到压力信号和温度信号的变化时判断座椅上有测试者,开始进行声纹采集;接触式指向性麦克风采集到通过人体传导的第一声音信号,非接触式麦克风采集到的通过空气传导的第二声音信号,此时主控分析单元根据第一声音信号与第二声音信号的声纹进行比对,判断第一声音信号是否为有效声纹;另外需要判断接触式超声波接收单元接收到接触式超声波发声单元发送的声纹信号,若与前一时刻声纹信号一致,即判断为同一个人,则收录第一声音信号对应的有效声纹。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统,装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
应当理解,在本申请中,“至少一个(项)”是指一个或者多个,“多个”是指两个或两个以上。“和/或”,用于描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,“A和/或B”可以表示:只存在A,只存在B以及同时存在A和B三种情况,其中A,B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达,是指这些项中的任意组合,包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如,a,b或c中的至少一项(个),可以表示:a,b,c,“a和b”,“a和c”,“b和c”,或“a和b和c”,其中a,b,c可以是单个,也可以是多个。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统,装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称:Read-OnlyMemory,英文缩写:ROM)、随机存取存储器(英文全称:Random Access Memory,英文缩写:RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,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申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种声纹检测装置,其特征在于,包括:第一拾音传感器单元、第二拾音传感器单元及主控分析单元;
所述第一拾音传感器单元为接触式拾音传感器,用于通过接触测试者的方式采集测试者的第一声纹信号;
所述第二拾音传感器单元为非接触式拾音传感器,用于采集通过空气传导的第二声纹信号;
所述主控分析单元用于当测试者发声时,将所述第一声纹信号与所述第二声纹信号进行比对,判断是否为同一个人的声纹。
2.根据权利要求1所述的一种声纹检测装置,其特征在于,所述装置还包括:接触式超声波发声单元以及接触式超声波接收单元;
所述接触式超声波发声单元用于发射第一超声波信号,使得所述第一超声波通过测试者身体后被所述接触式超声波接收单元接收;
所述接触式超声波接收单元用于接收通过测试者身体后的所述第二超声波信号,并将所述第二超声波信号传输至所述主控分析单元,使得主控分析单元标记并存储测试者的声纹特征。
3.根据权利要求1所述的一种声纹检测装置,其特征在于,所述装置还包括座椅、压敏传感器和温度传感器;
所述座椅用于提供测试者座位;
所述压敏传感器用于采集座椅上承受的压力,并将压力信号传输至所述主控分析单元,使得所述主控分析单元根据所述压力信号判断是否有测试者;
所述温度传感器用于采集座椅上的温度,并将温度信号传输至所述主控分析单元,使得主控分析单元根据所述温度信号判断是否有测试者。
4.根据权利要求1-3任一项所述的一种声纹检测装置,其特征在于,所述装置还包括存储单元;
所述存储单元用于存储声纹信息或者超声波信号或者传感器信号。
5.根据权利要求1所述的一种声纹检测装置,其特征在于,所述接触式拾音传感器具体为指向性麦克风。
6.一种声纹检测方法,基于权利要求1-5任一项所述的装置实现,其特征在于,包括:
通过所述接触式拾音传感器采集测试者的所述第一声纹信号,通过非接触式拾音传感器采集测试者的所述第二声纹信号;
将所述第一声纹信号与所述第二声纹信号进行比对,判断是否为同一个人的声纹,若是,则存储所述第一声纹信号。
7.根据权利要求6所述的一种声纹检测方法,其特征在于,所述方法还还包括:
通过所述接触式超声波发声单元发射的第一超声波信号,使得所述第一超声波通过测试者身体后被所述接触式超声波接收单元接收;
通过分析判所述接触式超声波接收单元接收到的第二超声波信号,判断当前测试者是否与前一时刻测试者为同一个人。
8.根据权利要求6所述的一种声纹检测方法,其特征在于,所述方法还包括:
当测试者坐于所述座椅上时,所述压敏传感器采集座椅上承受的压力,所述温度传感器用于采集座椅上的温度;
所述主控分析单元根据压力信号与温度信号判断所述座椅上是否有测试者,若有,则开始声纹检测。
9.根据权利要求6所述的一种声纹检测方法,其特征在于,所述方法还包括:存储单元存储测试者的声纹信息或者超声波信号或者传感器信号。
10.根据权利要求6所述的一种声纹检测方法,其特征在于,所述接触式拾音传感器具体为指向性麦克风。
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- 2019-08-30 CN CN201910818356.9A patent/CN110530494B/zh active Active
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