TWI462088B - 音頻資訊檢測系統及方法 - Google Patents

Description

音頻資訊檢測系統及方法

本發明涉及一種音頻資訊檢測系統及方法。

隨著數位多媒體及互聯網技術之飛速發展，音頻資訊之傳播較為廣泛，因此，目前流傳之一些音頻資訊，往往不能準確地判斷其來源。隨著數位浮水印技術之發展，通常在音頻資訊上載入浮水印資訊以方便辨別音頻資訊之來源。通常，將音頻資訊先轉換到頻域，再根據浮水印資訊選取相應之計算方法來改變該音頻資訊頻域之幅值和相位，以將浮水印資訊載入在頻域之幅值和相位上。判斷時，再根據音頻資訊中之浮水印資訊判斷不同之音頻資訊是否來源相同。由於先前技術需要進行頻域上之轉換，因此計算量較大，效率較低。此外，由於浮水印資訊載入在音頻資訊中，也對該音頻資訊造成了一定程度之損壞。

有鑑於此，有必要提供一種能夠快速判斷出音頻資訊來源且對音頻資訊沒有損壞之音頻檢測系統。

有必要提供一種能夠判斷出音頻資訊來源且對音頻資訊沒有損壞之音頻檢測方法。

一種音頻資訊檢測系統，應用於電子設備中，該電子設備包括記憶體、處理器及音頻獲取設備，該音頻獲取設備用於接收先後輸入之聲音訊號並將先後輸入之聲音訊號轉換為相應之一第一音頻資訊及一第二音頻資訊，該記憶體用於存儲用於表徵該第一音頻資訊之來源之第一浮水印資訊，該音頻資訊檢測系統包括：

音頻陣列生成模組，用於對該第一音頻資訊及該第二音頻資訊在時域上運算以分別得到表徵該第一音頻資訊及該第二音頻資訊之第一音頻陣列及第二音頻陣列；

密鑰生成模組，用於依據該第一音頻陣列與該第一浮水印資訊獲取相應之第一密鑰；

獲取模組，用於依據該第二音頻陣列與該第一密鑰獲取第二浮水印資訊；

判斷模組，用於通過比較該第二浮水印資訊與該第一浮水印資訊是否相同來判斷該第一音頻資訊與第二音頻資訊之來源是否相同。

一種音頻資訊檢測方法，應用於電子設備中，該電子設備包括記憶體、處理器及音頻獲取設備，該音頻獲取設備用於接收先後輸入之聲音訊號並將先後輸入之聲音訊號轉換為相應之第一音頻資訊及第二音頻資訊，該記憶體用於存儲表徵該第一音頻資訊來源之第一浮水印資訊，該音頻資訊檢測方法包括：

音頻陣列生成步驟，對該第一音頻資訊及該第二音頻資訊在時域上運算以分別得到表徵該第一音頻資訊及該第二音頻資訊之第一音頻陣列及第二音頻陣列；

密鑰生成步驟，依據該第一音頻陣列與該第一浮水印資訊獲得相應之第一密鑰；

獲取步驟，依據該第二音頻陣列與該第一密鑰獲取第二浮水印資訊；

判斷步驟，通過比較該第二浮水印資訊與該第一浮水印資訊是否相同來判斷該第一音頻資訊與第二音頻資訊之來源是否相同。

相較於先前技術，本發明音頻資訊檢測系統及方法接收音頻獲取設備獲取之第一音頻資訊及第二音頻資訊，並對該第一及第二音頻資訊在時域上進行處理以獲取相應之第一音頻陣列與第二音頻陣列，並根據第一音頻陣列及預存之第一浮水印資訊獲取一第一密鑰，同時根據第二音頻陣列及第一密鑰獲取一第二浮水印資訊，通過比較該第一與第二浮水印資訊來判斷該第一音頻資訊與第二音頻資訊之來源是否相同。本發明音頻資訊檢測系統及方法直接在音頻資訊之時域上進行處理，因此計算量相對頻域計算較小，效率較高。從而達到快速判斷第二音頻資訊與該第一音頻資訊來源是否相同之技術效果，另外，該第一浮水印資訊不需要載入在音頻資訊上，因此對音頻資訊沒有損傷。

下面將結合附圖對本發明作具體介紹。請參閱圖1，其為本發明音頻資訊檢測系統運行環境示意圖。該音頻資訊檢測系統40運行於電子設備1中，該電子設備1還包括記憶體10、處理器20及音頻獲取設備30。該記憶體10用於存儲第一浮水印資訊，該第一浮水印資訊為一數位資訊。舉例而言，該第一浮水印資訊可為一組以“0”、“1”為組合之數位資訊。該音頻獲取設備30用於接收語音並將該語音轉換為相應之音頻資訊，在本發明中，該音頻獲取設備30分別獲取一第一音頻資訊及一第二音頻資訊，其中，該第一浮水印資訊用於表徵該第一音頻資訊之來源，但並未載入在第一音頻資訊上。

該音頻資訊檢測系統40接收音頻獲取設備30獲取之第一音頻資訊及第二音頻資訊，並判斷第二音頻資訊之來源是否與該第一音頻資訊之來源相同。具體地，該音頻資訊檢測系統40對該第一及第二音頻資訊進行處理以獲取相應之第一音頻陣列與第二音頻陣列，並根據第一音頻陣列及預存之第一浮水印資訊獲取一第一密鑰，同時根據第二音頻陣列及第一密鑰獲取一第二浮水印資訊，通過比較該第一與第二浮水印資訊來判斷該第一音頻資訊與第二音頻資訊之來源是否相同。

可以理解，該電子設備1為具有語音數位訊號處理功能之電子設備，比如電腦。另外，本發明之電子設備1可應用於音源安全檢測系統中，該第一音頻資訊可為一預存之音源，該第二音頻資訊則為後續接收到之待辨識之音源，該音頻資訊檢測系統通過辨識待辨識之音源之來源與預存之音源之來源是否相同來確認待辨識之音源是否安全。

該音頻獲取設備30為一內置麥克風。在一變更實施方式中，該音頻獲取設備30也可為一外置麥克風。

該音頻資訊檢測系統40包括：音頻陣列生成模組41、密鑰生成模組42、獲取模組43、判斷模組44、第一輸出模組45及第二輸出模組46。上述各模組可以韌體（firmware）之形式固化於該記憶體10中，並由該處理器20控制各功能模組之執行。

該音頻陣列生成模組41，用於對該第一音頻資訊及該第二音頻資訊在時域上運算以分別得到表徵該第一音頻資訊及該第二音頻資訊之第一音頻陣列及第二音頻陣列。

下面結合圖2對第一音頻陣列及第二音頻陣列之生成過程進行說明。

請參閱圖2，其為本發明音頻資訊檢測系統中音頻陣列生成模組41之功能模組圖。該音頻陣列生成模組41包括：第一提取子模組411、採樣子模組412、劃分子模組413、第二提取子模組414、計算子模組415、判斷子模組416及設置子模組417。該音頻陣列生成模組41可對該第一音頻資訊及第二音頻資訊分別進行處理以分別生成該第一音頻陣列及該第二音頻陣列。下面音頻陣列生成模組41對該第一音頻資訊進行處理為例進行說明。

該第一提取子模組411，用於提取第一音頻資訊中頻率低於預設之第一頻率之音頻資訊以得到第一音頻訊號。以便後續採樣子模組412之採樣處理。根據採樣定理，音頻訊號之頻率越高，採樣時所需要之採樣訊號之頻率則越高，通常採樣訊號之頻率為被採樣之音頻訊號之頻率之兩倍。為了減小後續採樣子模組412之運算量，該第一提取子模組411提取第一音頻資訊中之低頻訊號。通常低頻訊號之頻率低於0.4KHZ，在一實施方式中，該第一頻率為0.4KHZ。

該採樣子模組412，用於對該第一音頻訊號進行採樣，以得到採樣序列。所謂採樣，是將時間上、幅值上連續之類比訊號在採樣脈衝之作用下，轉換為時間上離散（即時間上有固定間隔）、但幅值上仍連續之數位訊號之過程。可以理解地，採樣序列就是採樣後得到之一組有序之數位訊號。

該劃分子模組413，用於劃分該採樣序列以得到採樣子序列。該劃分子模組413根據該第一浮水印資訊之二進位數字位元長度對該採樣序列進行劃分，優選地，每個採樣子序列中之採樣點數與該第一浮水印資訊之位元數相等。

該第二提取子模組414，用於提取每個採樣子序列中之最大值作為第一陣列元素，該第一陣列元素按順序排列以得到第一陣列。由於經過採樣後得到之採樣序列是一組有序之數位訊號，因此，經過該劃分子模組413劃分後得到之採樣子序列也為一組有序之數位訊號。每個採樣子序列中之若干個數位訊號有大有小，該第二提取子模組414選取每個採樣子序列中數值最大之作為第一陣列元素。

該計算子模組415，用於根據該第一陣列之所有第一陣列元素計算平均值，以得到第一平均值。

該判斷子模組416，用於判斷該第一陣列之每一第一陣列元素是否大於等於該第一平均值。

該設置子模組417，用於當該第一陣列元素大於等於該第一平均值時，輸出“1”；當該第一陣列元素小於該第一平均值時，輸出“0”。這些“1”及“0”按順序排列以得到能夠表徵該第一音頻資訊之第一音頻陣列。

可以理解地，該第二音頻資訊經過該音頻陣列生成模組41處理後生成表徵該第二音頻資訊之該第二音頻陣列。

該密鑰生成模組42，用於根據該第一音頻陣列與第一浮水印資訊獲取相應之第一密鑰。具體地，該密鑰生成模組42將該第一音頻陣列與該第一浮水印資訊進行異或運算以得到第一密鑰。該第一浮水印資訊表示該第一音頻資訊之來源之數位資訊。

該獲取模組43，用於根據該第二音頻陣列與該第一密鑰獲得第二浮水印資訊。具體地，該獲取模組43將該第二音頻陣列與該第一密鑰進行異或運輸以得到第二浮水印資訊。

該判斷模組44，用於通過比較該第二浮水印資訊與該第一浮水印資訊是否相同判斷該第一音頻資訊與該第二音頻資訊之來源是否相同。

該第一輸出模組45，用於當該第二浮水印資訊與該第一浮水印資訊相同時輸出第一訊號。可以理解地，該第一訊號可為一表徵文字資訊之資料訊號，也可以為語音訊號，以表示該第二音頻資訊與該第一音頻資訊之來源相同。

該第二輸出模組46，用於當該第二浮水印資訊與該第一浮水印資訊不同時輸出與該第一訊號不同之第二訊號。同樣可以理解地，該第二訊號可為一表徵文字資訊之資料訊號，也可為一語音訊號，以表示該第二音頻資訊與該第一音頻資訊之來源不同。

下面結合本發明音頻資訊檢測系統40對本發明音頻處理方法進行介紹，請參閱圖3，其本發明音頻資訊檢測方法一較佳實施例之流程圖。該方法包括：

步驟S100，對該第一音頻資訊及該第二音頻資訊在時域上運算以分別得到表徵該第一音頻資訊及該第二音頻資訊之第一音頻陣列及第二音頻陣列。下面以第一音頻資訊生成該第一音頻陣列為例進行說明。

具體地，該步驟S100包括：

步驟S101，提取音頻資訊中頻率低於預設之第一頻率之音頻資訊以得到第一音頻訊號。在一實施方式中，該第一頻率為0.4KHZ。

步驟S102，對該第一音頻訊號進行採樣，以得到採樣序列。

步驟S103，劃分該採樣序列以得到採樣子序列。該劃分子模組413根據該第一浮水印資訊之長度對該採樣序列進行劃分，優選地，每個採樣子序列中之採樣點數與該第一浮水印資訊之位元數相等。

步驟S104，提取每個採樣子序列中之最大值作為第一陣列元素，該第一陣列元素按順序排列以得到第一陣列。

步驟S105，計算根據該第一陣列之所有第一陣列元素計算平均值，以得到第一平均值。

步驟S106，用於判斷該第一陣列之每一第一陣列元素是否大於等於該第一平均值。

步驟S107，當該第一陣列元素大於等於該第一平均值時，輸出“1”；當該第一陣列元素小於該第一平均值時，輸出“0”，這些“1”及“0”按照順序排列以得到音頻陣列。

可以理解地，該第二音頻資訊經過該步驟S100後成該第二音頻陣列。

步驟S200，根據該第一音頻陣列與該第一浮水印資訊以獲得相應之第一密鑰。具體地，在該步驟中，該密鑰生成模組42將該第一音頻陣列與該第一浮水印資訊進行異或運算以得到第一密鑰。

步驟S300，根據該第二音頻陣列與該第一密鑰獲取第二浮水印資訊。具體地，該獲取模組43將該第二音頻陣列與該第一密鑰進行異或運算以得到第二浮水印資訊。

步驟S400，判斷該第二浮水印資訊與該第一浮水印資訊是否相同。當該第二浮水印資訊與該第一浮水印資訊相同時，進入步驟S500。當該第二浮水印資訊與該第一浮水印資訊不同時，進入步驟S600。

步驟S500，輸出第一訊號。可以理解地，該第一訊號可為一表徵文字資訊之資料訊號，也可以為語音訊號，以表示該第二音頻資訊與該第一音頻資訊之來源相同。

步驟S600，輸出第二訊號。可以理解地，該第二訊號可為一表徵文字資訊之資料訊號，也可以為語音訊號，以表示該第二音頻資訊與該第一音頻資訊之來源不同。

相較於先前技術，本發明音頻資訊檢測系統40及方法接收音頻獲取設備30獲取之第一音頻資訊及第二音頻資訊，並對該第一及第二音頻資訊在時域上進行處理以獲取相應之第一音頻陣列與第二音頻陣列，並根據第一音頻陣列及預存之第一浮水印資訊獲取一第一密鑰，同時根據第二音頻陣列及第一密鑰獲取一第二浮水印資訊，通過比較該第一與第二浮水印資訊來判斷該第一音頻資訊與第二音頻資訊之來源是否相同。本發明音頻資訊檢測系統40及方法直接在音頻資訊之時域上進行處理，因此計算量相對頻域計算較小，效率較高。從而達到快速判斷第二音頻資訊與該第一音頻資訊來源是否相同之技術效果，另外，該第一浮水印資訊不需要載入在音頻資訊上，因此對音頻資訊沒有損傷。

以上實施例僅用以說明本發明之技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域之普通技術人員應當理解，可以對本發明之技術方案進行修改或等同替換，而不脫離本發明技術方案之精神和範圍。

1．．．電子設備

10．．．記憶體

20．．．處理器

30．．．音頻獲取設備

40．．．音頻資訊檢測系統

41．．．音頻陣列生成模組

42．．．密鑰生成模組

43．．．獲取模組

44．．．判斷模組

45．．．第一輸出模組

46．．．第二輸出模組

411．．．第一提取子模組

412．．．採樣子模組

413．．．劃分子模組

414．．．第二提取子模組

415．．．計算子模組

416．．．判斷子模組

417．．．設置子模組

S100~S600，S101~S107．．．步驟

圖1為本發明音頻資訊檢測系統運行環境示意圖。

圖2為本發明音頻資訊檢測系統中音頻陣列生成模組之之功能模組圖。

圖3為本發明音頻資訊檢測方法一較佳實施例之流程圖。

1．．．電子設備

10．．．記憶體

20．．．處理器

30．．．音頻獲取設備

40．．．音頻資訊檢測系統

41．．．音頻陣列生成模組

42．．．密鑰生成模組

43．．．獲取模組

44．．．判斷模組

45．．．第一輸出模組

46．．．第二輸出模組

Claims (14)

1. 一種音頻資訊檢測系統，應用於電子設備中，該電子設備包括記憶體、處理器及音頻獲取設備，該音頻獲取設備用於接收先後輸入之聲音訊號並將先後輸入之聲音訊號轉換為相應之一第一音頻資訊及一第二音頻資訊，該記憶體用於存儲用於表徵該第一音頻資訊之來源之第一浮水印資訊，其中，該音頻資訊檢測系統包括：
   音頻陣列生成模組，用於對該第一音頻資訊及該第二音頻資訊在時域上運算以分別得到表徵該第一音頻資訊及該第二音頻資訊之第一音頻陣列及第二音頻陣列；
   密鑰生成模組，用於依據該第一音頻陣列與該第一浮水印資訊獲取相應之第一密鑰；
   獲取模組，用於依據該第二音頻陣列與該第一密鑰獲取第二浮水印資訊；
   判斷模組，用於通過比較該第二浮水印資訊與該第一浮水印資訊是否相同來判斷該第一音頻資訊與第二音頻資訊之來源是否相同。
2. 如申請專利範圍第1項所述之音頻資訊檢測系統，其中，該音頻檢測系統進一步包括一第一輸出模組，該第一輸出模組用於在該第二浮水印資訊與該第一浮水印資訊相同時產生一第一訊號。
3. 如申請專利範圍第2項所述之音頻資訊檢測系統，其中，該音頻資訊檢測系統還包括：
   第二輸出模組，用於當該第二浮水印資訊與該第一浮水印資訊不同時輸出與該第一訊號不同之第二訊號。
4. 如申請專利範圍第1項所述之音頻資訊檢測系統，其中：該音頻陣列生成模組包括：
   第一提取子模組，用於提取音頻資訊中頻率低於一預設之第一頻率之音頻資訊以得到第一音頻訊號；
   採樣子模組，用於對該第一音頻訊號進行採樣，獲得採樣序列；
   劃分子模組，用於劃分該採樣序列以得到採樣子序列；
   第二提取子模組，用於提取每個採樣子序列中之最大值作為第一陣列元素，該第一陣列元素按順序排列以得到第一陣列；
   計算子模組，用於根據該第一陣列之所有第一陣列元素計算平均值，以得到第一平均值；
   判斷子模組，用於判斷該第一陣列之每一第一陣列元素是否大於等於該第一平均值；
   設置子模組，用於當該第一陣列元素大於等於該第一平均值時，輸出“1”；當該第一陣列元素小於該第一平均值時，輸出“0”，這些“1”及“0”按順序排列以得到第一音頻陣列。
5. 如申請專利範圍第4項所述之音頻資訊檢測系統，其中，該劃分子模組根據該第一浮水印資訊之二進位位元數長度對該採樣序列進行劃分。
6. 如申請專利範圍第5項所述之音頻資訊檢測系統，其中，每個採樣子序列中之採樣點數與該第一浮水印資訊之位元數相等。
7. 如申請專利範圍第4項所述之音頻資訊檢測系統，其中，該第一頻率為0.4KHZ。
8. 一種音頻資訊檢測方法，應用於電子設備中，該電子設備包括記憶體、處理器及音頻獲取設備，該音頻獲取設備用於接收先後輸入之聲音訊號並將先後輸入之聲音訊號轉換為相應之第一音頻資訊及第二音頻資訊，該記憶體用於存儲表徵該第一音頻資訊來源之第一浮水印資訊，其中，該音頻資訊檢測方法包括：
   音頻陣列生成步驟，對該第一音頻資訊及該第二音頻資訊在時域上運算以分別得到表徵該第一音頻資訊及該第二音頻資訊之第一音頻陣列及第二音頻陣列；
   密鑰生成步驟，依據該第一音頻陣列與該第一浮水印資訊獲得相應之第一密鑰；
   獲取步驟，依據該第二音頻陣列與該第一密鑰獲取第二浮水印資訊；
   判斷步驟，通過比較該第二浮水印資訊與該第一浮水印資訊是否相同來判斷該第一音頻資訊與第二音頻資訊之來源是否相同。
9. 如申請專利範圍第8項所述之音頻資訊檢測方法，其中，在該判斷步驟之後還包括：
   第一輸出步驟，當該第二浮水印資訊與該第一浮水印資訊相同時輸出第一訊號。
10. 如申請專利範圍第9項所述之音頻資訊檢測方法，其中，該檢測方法還包括：
    第二輸出步驟，當該第二浮水印資訊與該第一浮水印資訊不同時輸出與該第一訊號不同之第二訊號。
11. 如申請專利範圍第8項所述之音頻資訊檢測方法，其中，該音頻陣列生成步驟包括：
    第一提取子步驟，提取音頻資訊中頻率低於預設之第一頻率之音頻資訊以得到第一音頻訊號；
    採樣子步驟，對該第一音頻訊號進行採樣，獲得採樣序列；
    劃分子步驟，劃分該採樣序列以得到採樣子序列；
    第二提取子步驟，提取每個採樣子序列中之最大值作為第一陣列元素，該第一陣列元素按順序排列以得到第一陣列；
    計算子步驟，根據該第一陣列之所有第一陣列元素計算平均值，以得到第一平均值；
    判斷子步驟，判斷該第一陣列之每一第一陣列元素是否大於等於該第一平均值；
    設置子步驟，當該第一陣列元素大於等於該第一平均值時，輸出“1”；當該第一陣列元素小於該第一平均值時，輸出“0”，這些“1”及“0”按順序排列以得到音頻陣列。
12. 如申請專利範圍第11項所述之音頻資訊檢測方法，其中，在該劃分子步驟中，根據該第一浮水印資訊之二進位位元數長度對該採樣序列進行劃分。
13. 如申請專利範圍第12項所述之音頻資訊檢測方法，其中，每個採樣子序列中之採樣點數與該第一浮水印資訊之位元數相等。
14. 如申請專利範圍第11項所述之音頻資訊檢測方法，其中，該第一頻率為0.4KHZ。