一种基于音频实现设备解锁的方法和系统技术方案

技术编号:9146083 阅读:123 留言:0更新日期:2013-09-12 07:13
本发明专利技术公开了一种基于音频实现设备解锁的方法和系统,可由设备从接收到的音频密码中提取以下至少之一:旋律、节奏、音色;当所述旋律、节奏以及音色分别与预设的旋律、节奏、音色相匹配时,所述设备解锁。本发明专利技术基于音频实现设备解锁的技术,在解锁时对音频中的具体因素进行了考虑,从而提高了设备解锁的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于音频实现设备解锁的方法和系统
本专利技术涉及音频处理技术,具体涉及一种基于音频实现设备解锁的方法和系统。
技术介绍
随着人们对手机体验要求的增强,现有的手机解锁功能已经不能满足人们的需求。现有的手机解锁功能主要可以分为:普通密码解锁,指纹解锁,头像解锁三个方面。但上述手机解锁功能已经不能满足人们的手机体验需求,具体而言,普通密码解锁的安全性很低;指纹解锁和头像解锁均基于图像,但目前的指纹倒模以及化妆技术使得指纹解锁和头像解锁的安全性降低。因此,无论是手机还是其它需要信息保密的设备,都需要安全性更高的解锁功能,但目前尚未出现这样的解锁功能。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的主要目的在于提供一种基于音频实现设备解锁的方法和系统,以提高设备解锁的安全性。为达到上述目的,本专利技术的技术方案是这样实现的:一种基于音频实现设备解锁的方法,该方法包括:设备从接收到的音频密码中提取以下至少之一:旋律、节奏、音色;当所述旋律、节奏以及音色分别与预设的旋律、节奏、音色相匹配时,所述设备解锁。提取所述旋律的过程包括:对输入信号x(n)进行降采样以获得y(n),对y(n)进行端点检测,判定信号开始和结束的端点;据此根据乐音的短时平稳性,将信号分成多帧并提取出信号的基频;根据十二音律特性,将提取出来的所述基频转换成乐器数字接口MIDI音符。提取所述基频是基于增强的改进的梅尔倒谱系数Specmurt算法实现的;所述增强的Specmurt算法包括复小波变换实现增强的Specmurt算法,或短时傅立叶变换STFT、MDCT实现增强的Specmurt算法。提取所述节奏的过程包括:对输入信号x(n)进行降采样以获得z(n),对z(n)进行端点检测,判定信号开始和结束的端点;对z(n)进行STFT以获得U(wk,ti),对分成多帧的信号进行ACF以获得A(l,ti);据此结合自相关的特点获得A(wl,ti),其中wl=l/fs抽样频率;联合STFT和FM-ACF以获得联合函数Y(wk,ti)=U(wk,ti).A(wl,ti),根据Y(wk,ti)求解出信号的节奏。提取所述音色的过程包括:对输入信号x(n)进行降采样以获得v(n),对v(n)进行端点检测,判定信号开始和结束的端点q(n);对v(n)求解MFCC系数并保存;对q(n)求解谱包络,对v(n)求取信号的幅度包络。当所述旋律、节奏以及音色分别与预设的旋律、节奏、音色相匹配时,所述设备解锁的过程包括:获取输入的用于解锁的音频密码的匹配失真度和路径偏差的综合值,据此判断用于解锁的音频密码的旋律与预先设置的音频密码的旋律是否低于预设的阈值,在低于阈值时对比用于解锁的音频密码的节奏和预先设置的音频密码的节奏是否一致,在一致时判断用于解锁的音频密码的音色与预先设置的音频密码的音色是否低于预设的阈值,在低于阈值时解锁设备。一种基于音频实现设备解锁的系统,该系统包括乐音特征决策模块,还包括以下模块中至少之一:旋律提取模块、节奏提取模块、音色提取模块;其中,所述旋律提取模块、节奏提取模块、音色提取模块,分别用于在设置于所述系统中时,从接收到的音频密码中提取相应的内容;所述乐音特征决策模块,用于在所述旋律提取模块、节奏提取模块、音色提取模块所分别提取的旋律、节奏以及音色分别与预设的旋律、节奏、音色相匹配时,解锁设备。所述旋律提取模块在提取旋律时,用于:对输入信号x(n)进行降采样以获得y(n),对y(n)进行端点检测,判定信号开始和结束的端点;据此根据乐音的短时平稳性,将信号分成多帧并提取出信号的基频;根据十二音律特性,将提取出来的所述基频转换成MIDI音符。所述旋律提取模块,用于基于增强的Specmurt算法实现所述基频的提取;所述增强的Specmurt算法包括复小波变换实现增强的Specmurt算法,或STFT、MDCT实现增强的Specmurt算法。所述节奏提取模块在提取节奏时,用于:对输入信号x(n)进行降采样以获得z(n),对z(n)进行端点检测,判定信号开始和结束的端点;对z(n)进行STFT以获得U(wk,ti),对分成多帧的信号进行ACF以获得A(l,ti);据此结合自相关的特点获得A(wl,ti),其中wl=l/fs;联合STFT和FM-ACF以获得联合函数Y(wk,ti)=U(wk,ti).A(wl,ti),根据Y(wk,ti)求解出信号的节奏。所述音色提取模块在提取音色时,用于:对输入信号x(n)进行降采样以获得v(n),对v(n)进行端点检测,判定信号开始和结束的端点q(n);对v(n)求解MFCC系数并保存;对q(n)求解谱包络,对v(n)求取信号的幅度包络。所述乐音特征决策模块在解锁设备时,用于:获取输入的用于解锁的音频密码的匹配失真度和路径偏差的综合值,据此判断用于解锁的音频密码的旋律与预先设置的音频密码的旋律是否低于预设的阈值,在低于阈值时对比用于解锁的音频密码的节奏和预先设置的音频密码的节奏是否一致,在一致时判断用于解锁的音频密码的音色与预先设置的音频密码的音色是否低于预设的阈值,在低于阈值时解锁设备。本专利技术基于音频实现设备解锁的技术,在解锁时对音频中的具体因素进行了考虑,从而提高了设备解锁的安全性。附图说明图1为本专利技术一实施例的手机解锁流程图;图2为本专利技术实施例的特征提取流程图;图3为本专利技术实施例中提取旋律的原理示意图;图4为本专利技术实施例中由复小波变换实现的Specmurt增强算法示意图;图5为本专利技术实施例中由MDCT(修正的离散余弦变换)、(傅立叶变换)DFT(只需其一)实现的Specmurt增强算法示意图;图6为本专利技术实施例中提取节奏的原理示意图;图7为本专利技术实施例中提取音色的原理示意图;图8为本专利技术另一实施例的手机解锁流程图;图9为本专利技术实施例的手机解锁流程简图。具体实施方式在实际应用中,可以进行如图1所示的流程,该流程的细化过程可由图2至图8展示。针对用户提供的音频(如用户输入的音乐),可以进行如图2所示的处理:旋律的提取、节奏的提取、音色的提取,以获取音乐特征。需要说明的是,无论是手机还是其它需要信息保密的设备,都需要安全性更高的解锁功能,因此本专利技术方法和系统针对需要信息保密的设备而不仅限于手机,并且针对手机等设备实现解锁的技术是统一的。下面仅以手机为例,结合附图和实施例对本专利技术进行详细描述。在基于音频实现手机解锁时,可以进行如下所示的三个步骤:步骤一:对输入源(包括旋律、节奏、音色)进行采集;步骤二:用户输入解锁所需要的音频密码(包括旋律、节奏、音色);步骤三:基于音频进行信息比对,以进行手机解锁。在执行步骤一时,可以利用手机或者其他终端设备的信息采集装置对用户的输入源进行采集。具体形式可以为:a、麦克风,通过采集空气振动波实现信号的采集。b、利用喉部震动实现的信号采集。c、利用颌骨部位震动实现的信号采集。d、其他的通过采集物体的振动来实现的信号采集。无论上述的输入源是预先设置的音频密码,还是在解锁时输入的用于解锁的音频密码,手机均可以对采集到的信号进行处理(如模数转换并记录采样频率),并将完成处理的信号作为输入信号保存。具体而言,可以对采集到的信号分别进行如下处理:如图3所示的旋律提取;如图6所示的节奏提取;如图7所示的本文档来自技高网...
一种基于音频实现设备解锁的方法和系统

【技术保护点】
一种基于音频实现设备解锁的方法,其特征在于,该方法包括:设备从接收到的音频密码中提取以下至少之一:旋律、节奏、音色;当所述旋律、节奏以及音色分别与预设的旋律、节奏、音色相匹配时,所述设备解锁。

【技术特征摘要】
1.一种基于音频实现设备解锁的方法,其特征在于,该方法包括:设备从接收到的音频密码中提取以下至少之一:旋律、节奏、音色;当所述旋律、节奏以及音色分别与预设的旋律、节奏、音色相匹配时,所述设备解锁;其中,在进行音色提取时,具体进行如下操作:a、对输入信号x(n)加窗分帧处理后得到第n帧语音信号以获得v(n),对v(n)以能量(E)和过零率(ZCR)为特征的起止点算法和双门限比较的方法进行端点检测,判定信号开始和结束的端点;b、对判定完端点的v(n)进行短时傅立叶变换,然后对每帧信号求取极大值,将局部极大值相连以获得谱包络;c、通过Teager能量算子T(v(n))=[v(n)]2-v(n-1)*v(n+1))对v(n)求取信号的幅度包络并保存;具体地,用低通滤波器滤除高频成分,低频成分就是包络;求局部极大值,设定一个包络门限,将局部极大值相连。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,提取所述旋律的过程包括:对输入信号x(n)进行降采样以获得y(n),对y(n)进行端点检测,判定信号开始和结束的端点;据此根据乐音的短时平稳性,将信号分成多帧并提取出信号的基频;根据十二音律特性,将提取出来的所述基频转换成乐器数字接口MIDI音符。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,提取所述基频是基于增强的改进的梅尔倒谱系数Specmurt算法实现的;所述增强的Specmurt算法包括复小波变换实现增强的Specmurt算法,或短时傅立叶变换STFT、MDCT实现增强的Specmurt算法。4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,提取所述节奏的过程包括:对输入信号x(n)进行降采样以获得z(n),对z(n)进行端点检测,判定信号开始和结束的端点;对z(n)进行STFT以获得U(wk,ti),对分成多帧的信号进行ACF以获得A(l,ti);据此结合自相关的特点获得A(wl,ti),其中wl=l/fs抽样频率;联合STFT和FM-ACF以获得联合函数Y(wk,ti)=U(wk,ti).A(wl,ti),根据Y(wk,ti)求解出信号的节奏。5.根据权利要求1至4任一项所述的方法,其特征在于,当所述旋律、节奏以及音色分别与预设的旋律、节奏、音色相匹配时,所述设备解锁的过程包括:获取输入的用于解锁的音频密码的匹配失真度和路径偏差的综合值,据此判断用于解锁的音频密码的旋律与预先设置的音频密码的旋律是否低于预设的阈值,在低于阈值时对比用于解锁的音频密码的节奏和预先设置的音频密码的节奏是否一致,在一致时判断用于解锁的音频密码的音色与预先设置的音频密码的音色是否低于预设的阈值,在低于阈值时解锁设备。6.一种基于音频实现设备解锁的系统,其特征在于,该系统包括乐音特征决策模块...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘成芳
申请(专利权)人:中兴通讯股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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