【技术实现步骤摘要】
基于智能终端的安全语音交互方法及系统
本专利技术涉及一种信息安全领域的技术，具体涉及一种基于智能终端的安全语音交互方法及系统。
技术介绍
随着移动设备的迅速普及，人机交互方式也在不断演变。语音交互作为一种新兴的交互方式正变得越越成熟和流行，包括语音输入法如iFLYTEK和语音助手如GoogleAssstant、Siri、Cortana等。然而，由于语音信号的开放性，这些交互可能面临很大的安全威胁，窃听者通过现场窃听或录音获取隐私信息。随着语音技术的广泛应用，安全问题变得越越重要。因此，为语音交互提供强有力的保护是非常重要的在现有工作中，已有一些针对类似问题的方案。一类利用麦克风非线性特性的方案，例如Backdoor和Dolphinattack，利用超声波信号进行隐蔽干扰或通信。但是，这些方法也会影响语音交互应用的正常使用，且只能干扰录音设备而不能保护用户语音不被人听到。另一类方案利用噪声保护声学信号。然而，这些方案是为数据通信而设计的，使用的声学信号与人的声音有很大的不同。此外，有方法利用了多径效应，将音频信号与噪声...
【技术保护点】
1.一种基于智能终端的安全语音交互方法，其特征在于，在需要采集音频信号时通过智能终端主动产生干扰噪声与待采集音频叠加，然后智能终端基于干扰噪声的先验知识，在接收信号上自适应消噪并提取出待采集音频；/n所述的干扰噪声，根据历史记录混合生成语义混淆且频谱与待采集音频近似的信号。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于智能终端的安全语音交互方法，其特征在于，在需要采集音频信号时通过智能终端主动产生干扰噪声与待采集音频叠加，然后智能终端基于干扰噪声的先验知识，在接收信号上自适应消噪并提取出待采集音频；
所述的干扰噪声，根据历史记录混合生成语义混淆且频谱与待采集音频近似的信号。
2.根据权利要求1所述的基于智能终端的安全语音交互方法，其特征是，所述的干扰噪声，具体通过以下方式得到：首先收集用户自身的失真的语音录音，并对采集设备造成的失真进行补偿，产生与用户真实声音频谱非常相似的语音记录；然后随机选择多个语音记录进行混合以混淆用户语音的语义。
3.根据权利要求2所述的基于智能终端的安全语音交互方法，其特征是，所述的补偿是指：先测量智能设备的频率响应，然后结合数字信号处理算法，将失真的语音录音还原为与用户真实声音有相同特征的声音信号。
4.根据权利要求2所述的基于智能终端的安全语音交互方法，其特征是，所述的混合是指：将多段语音信号在时域上叠加，合并为一个声音信号。
5.根据权利要求1所述的基于智能终端的安全语音交互方法，其特征是，所述的自适应消噪是指：先将干扰噪声与接收信号进行互相关运算，以获得待采集音频的起始位置；然后以起始位置开始的两秒接收信号为前导码，对交互设备的播放设备到采集设备的信道进行粗略估计，并借此推断采集的音频信号中用户实际交互的时间区间；获得音频信号的区间信息后，对只有干扰噪声的区间内的信号进行自适应信道估计，连续跟踪时变信道；对于接收信号的起始位置两秒后开始的用户语音区间，采用自适应信道估计得到的更新后的信道估计以消除干扰噪声。
6.根据权利要求5所述的基于智能终端的安全语音交互方法，其特征是，所述的待采集音频的起始位置是指：使用干扰噪声的前两秒信号与所采集的声音进行互相关运算，获得不同对齐位置下的相关值；当两个信号对齐时，互相关的值达到最大，即待采集音频的起始位置；
所述的粗略估计是指：暂不考虑信道的时变性，将最开始两秒信号计算出的频率响应看作整段信号的频率响应；
所述的时间区间是指：用粗略估计的信道响应估计采集到的干扰噪声，这个估计结果包含了采集到的干扰噪声的大部分能量，将其从录音信号中减去，得到主要包含用户语音和环境噪声的剩余信号，然后，利用滑动窗口计算剩余信号每个窗口内的能量，判断能量是否大于阈值划分用户语音区间和非用户语音区间；
所述的自适应信道估计具体过程为：利用频域自适应滤波器持续估计时变的信道响应：首先用滑动窗口对非用户语音区间的录音信号和对应的原始干扰噪声信...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱弘恣，王潇，常珊，王旭东，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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