智能装置及其解锁方法与流程

1.本技术实施例涉及智能设备领域，尤其涉及用于智能设备的解锁方法及装置。


背景技术：

2.随着智能产品的普及与蓬勃发展，与智能产品相关的应用犹如雨后春笋般涌现，其中解锁功能引起了广泛的关注。一般而言，以按键和手指滑动方式实现解锁操作，例如，连续按键输入固定的密码或者手指滑动形成特定的图形对锁定的设备、文档或应用程序进行解锁。然而，传统的解锁方式不方便的同时，也无法确认使用者的个人身份，因此具有极大的安全隐患。换而言之，传统方式具有无法验证使用者个人身份的问题。
3.鉴于此，很多厂商尝试利用人体固有的生理特征和行为特征来进行个人身份的鉴定，其中以人脸识别应用的最为广泛。例如，通过摄像机截取人脸的面部特征以进行身份鉴定，在验证通过之后进行解锁。不过，以此方式无法避免他人以照片欺骗验证机制，或是某些动机不良的犯罪者故意进行整形，进而使得解锁操作的安全性受到质疑。而且人脸的拍摄角度，拍摄环境的光线，都会影响验证的正确性，所以在操作上仍然不够便利。
4.综上所述，可见现有技术中长期以来一直存在解锁操作的安全性和便利性不佳的问题，因此有必要提出改进的技术手段，来解决这一问题。


技术实现要素：

5.为解决现有技术的问题，本发明的目的是提供一种安全性好、使用便利的智能设备解锁方法及智能设备。
6.本发明公开了一种智能装置，包括：存储模块，被配置为存储有第一分频比对信号和第二分频比对信号；接收模块，被配置为接收解锁声音以生成声音信号；第一分频模块，被配置为对所述的声音信号中大于预定频率的声音特征进行提取，得到第一分频信号；第二分频模块，被配置为对所述的声音信号中小于预定频率的声音特征进行提取，得到第二分频信号；验证模块，被配置为接收所述的第一分频信号、第二分频信号、第一分频比对信号和第二分频比对信号，分别将所述的第一分频信号与所述的第一分频比对信号进行比较得到第一分频信号比较结果，将所述的第二分频信号与所述的第二分频比对信号进行比较得到第二分频信号比较结果，根据所述的第一分频信号比较结果和第二分频信号比较结果得到验证结果；解锁模块，被配置为接收所述的验证结果，当验证结果为匹配时，执行解锁。
7.本发明的进一步改进在于，还包括转换模块，所述的转换模块被配置为接收所述的接收模块的声音信号并对所述的声音信号进行i2s音频数据流转换得到转换后的声音信号，并将转换后的声音信号分别发送到所述的第一分频模块和第二分频模块。
8.本发明的进一步改进在于，所述的第一分频模块为高频分频模块。
9.本发明的进一步改进在于，所述的第二分频模块为低频分频模块。
10.本发明的进一步改进在于，所述的解锁模块被配置为当接收到的验证结果为不匹配时，向所述的接收模块发送重新拾取解锁声音的指令。
11.本发明的进一步改进在于，包括语义分析模块，用于接收所述的声音信号，对所述的声音信号的语义进行分析，并将分析结果发送到解锁模块；当验证结果为匹配时，所述的解锁模块中根据语义分析结果对所述的智能装置或运行于所述的智能装置内的文档或应用程序进行解锁。
12.根据本发明的另一方面，提供了一种智能装置解锁方法，包括:存储步骤，存储有第一分频比对信号和第二分频比对信号；接收步骤，获取解锁声音以生成声音信号；第一分频步骤，对所述的声音信号中大于预定频率的声音特征进行提取，得到第一分频信号；第二分频步骤，对所述的声音信号中小于预定频率的声音特征进行提取，得到第二分频信号；验证步骤，接收所述的第一分频信号、第二分频信号、第一分频比对信号和第二分频比对信号，将所述的第一分频信号与所述的第一分频比对信号进行比较得到第一分频信号比较结果，将所述的第二分频信号与所述的第二分频比对信号进行比较得到第二分频信号比较结果，根据所述的第一分频信号比较结果和第二分频信号比较结果得到验证结果；解锁步骤，接收所述的验证结果，当验证结果为匹配时，执行解锁操作。
13.本发明的进一步改进在于，还包括转换步骤，接收在所述的接收步骤中收到的声音信号并对所述的声音信号进行i2s音频数据流转换得到转换后的声音信号，并将转换后的声音信号分别发送到所述的第一分频模块和第二分频模块。
14.本发明的进一步改进在于，在所述的第一分频步骤对所述的声音信号中的高频信号进行提取得到第一分频信号。
15.本发明的进一步改进在于，在所述的第二分频步骤对所述的声音信号中的低频信号进行提取得到第二分频信号。
16.本发明的进一步改进在于，所述的解锁模块被配置为当接收到的验证结果为不匹配时，向所述的接收模块发送重新拾取解锁声音的指令。
17.本发明的进一步改进在于，包括语义分析步骤，接收所述的声音信号，对所述的声音信号的语义进行分析，并将分析结果发送到解锁模块，当验证结果为匹配时，解锁步骤中根据语义分析结果对所述的智能装置或运行于所述的智能装置内的文档或应用程序进行解锁。
18.本发明的技术方案通过分频操作，分别选取两种频率的声音特征进行比对，只有第一分频信号和第二分频信号比对都符合时，才能确定使用者的身份合法，相对于一般的语音解锁，更具有安全性。
附图说明
19.附图1为本发明智能装置解锁方法实施例的流程图；附图2为本发明智能装置实施例的结构示意图；附图3是本发明智能装置实施例的接收模块和转换模块的连接方式示意图；附图4是本发明智能装置实施例的高频分频模块和低频分频模块的连接方式示意图；附图5是本发明智能装置实施例的存储器里的高频声音特征的示意图；附图6是本发明智能装置实施例的实时录制的高频录制特征的示意图；附图7为本发明智能装置实施例的存储器里低频声音特征的示意图；
附图8为本发明智能装置实施例的实时录制的低频录制特征的示意图。
实施方式
20.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
21.需要说明的是，在本公开中，说明书和权利要求书以及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必理解为描述特定的顺序或先后次序。
22.其中，需要说明的是，本公开实施例的解锁方法的执行主体可以由软件和／或硬件实现，该智能装置可配置在电子设备中，电子设备可以包括手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载终端、智能电视等，该实施例对此不做限定。
23.参见附图1，本发明公开了一种智能装置解锁方法，包括以下步骤：存储步骤，存储有第一分频比对信号和第二分频比对信号；接收步骤，获取解锁声音以生成声音信号；第一分频步骤，对声音信号中大于预定频率的声音特征进行提取，得到第一分频信号；第二分频步骤，对声音信号中小于预定频率的声音特征进行提取，得到第二分频信号；验证步骤，接收第一分频信号、第二分频信号、第一分频比对信号和第二分频比对信号，将第一分频信号与第一分频比对信号进行比较得到第一分频信号比较结果，将第二分频信号与第二分频比对信号进行比较得到第二分频信号比较结果，并根据第一分频信号比较结果和第二分频信号比较结果得到验证结果；解锁步骤，接收验证结果，当验证结果为匹配时，对智能装置进行解锁。
24.需要特别说明的是，用于获取第一分频信号的预定频率与用于获取第二分频信号的预定频率可以相同也可以不同。比如在部分实施例中，可以对大于10hkz的信号进行提取得到第一分频信号，对小于10khz的信号进行提取得到第二分频信号。在另一些实施例中，可以是对大于8khz的信号进行提取得到第一分频信号，对小于2khz的信号进行提取得到第二分频信号。
25.在一些实施例中，还包括转换步骤，接收在接收步骤中收到的声音信号并对声音信号进行i2s音频数据流转换得到转换后的声音信号；并将转换后的声音信号分别发送到第一分频步骤和第二分频步骤。
26.在第一分频步骤对所述的声音信号中的高频信号进行提取得到第一分频信号。
27.在第二分频步骤对所述的声音信号中的低频信号进行提取得到第二分频信号。
28.解锁模块被配置为当接收到的验证结果为不匹配时，向接收模块发送重新拾取解锁声音的指令。
29.在一些实施例中，还包括语义分析步骤，接收声音信号，对声音信号的语义进行分析，并将分析结果发送到解锁步骤，当验证结果为匹配时，解锁步骤中根据语义分析结果对所述的智能装置或运行于所述的智能装置内的文档或应用程序中的一个进行解锁。
30.参见附图2，本发明还公开了一种智能装置，包括存储模块，被配置为存储有第一分频比对信号和第二分频比对信号：接收模块，被配置接收解锁声音以生成声音信号；第一分频模块，被配置为对声音信号中大于预定频率的声音特征进行提取，得到第一分频信号；
第二分频模块，被配置为对声音信号中小于预定频率的声音特征进行提取，得到第二分频信号；验证模块，被配置为接收第一分频信号、第二分频信号、第一分频比对信号和第二分频比对信号，分别将第一分频信号与第一分频比对信号进行比较得到第一分频信号比较结果，将第二分频信号与第二分频比对信号进行比较得到第二分频信号比较结果，并根据第一分频信号比较结果和第二分频信号比较结果得到验证结果；解锁模块，被配置为接收验证结果，当验证结果为匹配时，对智能装置进行解锁。
31.本发明的第一分频比对信号和第二分频比对信号中应该包括声音特征（或录制特征），是指将录制的声音信号按照预定频率进行分频后产生的第一分频特征和第二分频特征。在一些实施例中，将声音信号分频后产生的高频特征和低频特征分别进行储存作为第一分频比对信号和第二分频比对信号。第一分频比对信号和第二分频比对信号是通过录制声音后所产生，所以也可称为录制特征。第一分频比对信号和第二分频比对信号预先存储在存储器中，可存储多名使用者的声音特征，以便根据不同使用者的身份执行相应的解锁指令进行对应的解锁操作。通过比对录制特征与用户的声音特征能够识别使用者的身份。
32.接收模块包括收录装置，比如麦克风。麦克风拾取使用者的人声以生成解锁用的声音信号。在部分实施例中，接收模块被配置为判断智能设备处于锁定状态或智能设备中运行的文档或应用程序为锁定状态时才启动拾取使用者的人声（声音）的步骤。
33.参见附图3，在一些实施例中，还包括转换模块，图3是接收模块（本实施例中为麦克风）和转换模块（本实施例中为alc298n芯片）的连接方式示意图。转换模块可以将声音信号转换为预定格式的声音信号。在本发明的较优实施例中，转换模块被配置为接收接收模块的声音信号并对声音信号中进行i2s音频数据流转换得到转换后的声音信号；i2s全称 inter-ic sound，integrated interchip sound，或简写iis，是飞利浦在1986年定义（1996年修订）的数字音频传输标准，用于数字音频数据在系统内部器件之间传输，例如编解码器codec、dsp、数字输入／输出接口、adc、dac和数字滤波器等。麦克风将人声转换为dmic_clk和 dmic_data的录制声音，输入到音频编解码器（audio codec）。audio codec 可以使用 bealtek公司的ic:alc298n。codec将dmic_clk和dmic_data信号转换成i2s音频数据流（也可称为转换后的声音信号）分别输出到第一分频模块和第二分频模块。
34.第一分频模块可以为高频分频模块。第二分频模块可以为低频分频模块。参见附图4，附图4是本发明智能装置实施例的高频分频模块和低频分频模块的连接方式示意图。人声不是单个频率点的声音，它既有高频也有低频，是一个混频声。在一些实施例中将10khz以上的频率定义为高频，10khz以下的频率定义为低频。高频分频模块与低频分频模块可以使用awinic公司的ic:aw8896csr。高频分频模块中设置地址ad1、ad2都为高，设备id为11。低频分频模块中设置地址ad1、ad2都为低，设备id为00。通过i2c_scl和i2c_sda写入cfg和dsp中的配置。在高频分频模块中打开高通滤波器，输出10khz以上频率的信号得到第一分频信号。在低频分频模块中打开低通滤波器，输出10khz以下频率的信号得到第二分频信号。
35.验证模块将实时录制的声音特征（第一分频信号和第二分频信号）与存储的声音特征（第一分频比对信号和第二分频比对信号）进行比对，用于识别使用者的身份是否为合法使用者。并且在第一分频信号所在的第一频率段和第二分频所在的第二频率段比对都符合时，解析实时录制的声音特征（第一分频信号和第二分频信号）以得到解锁指令。此处所
指的解析实时录制的声音特征是对录制声音进行语音辨识处理，以便得到能够被设备执行的解锁指令而进行对应的解锁操作。例如，当实时录制的声音信号为中文语音“解锁”时，经过语音辨识后即产生设备能够执行的解锁指令“unlock”来进行相应的解锁操作，将锁定的智能设备、文档或应用程序由锁定状态切换为开启状态。另外如果比对后，声音特征与存储器里的声音特征皆不符合，则不会释放解锁指令，不会进行任何解锁操作。解锁模块会触发接收模块再次拾取使用者的人声。即解锁模块被配置为当接收到的验证结果为不匹配时，向接收模块发送重新拾取解锁声音信号。
36.当声音信号包括解锁指令时，还可以包括一个语义分析模块，用于接收声音信号，对声音信号的语义进行分析，并将分析结果发送到解锁模块；当验证结果为匹配时，解锁模块中根据语义分析结果对智能装置或运行于智能装置内的文档或应用程序进行解锁。
37.在具有语音分析模块的实施例中，解锁指令包含解锁对象，该解锁对象可以为锁定状态的设备，比如笔记本电脑、手机、一体机、平板、智能门锁、智能家居、汽车等智能设备，也可以是锁定状态的文档或者应用程序。该解锁指令对应的解锁操作为该智能设备、文档或应用程序的锁定状态切换为开启状态。举例来说，假设执行的解锁指令包含的解锁对象为锁定状态的智能设备，则解锁指令对应的解锁操作会将智能设备的锁定状态切换为开启状态。假设执行的语音指令为“解锁d盘根目录下的work名字的文件”或“解锁d盘根目录下ppt格式的文件”，可以理解是这两条语音都可以包含的解锁对象为“d:＼work.pptx”，其对应的解锁操作是将此路径的文档“work.pptx”的锁定状态切换为开启状态。假设执行的语音指令为“解锁qq”，解锁指令包含的解锁对象为“qq”应用程序，其对应的解锁操作是将应用程序“qq”的锁定状态切换为开启状态。这里所说的由锁定状态切换为开启状态，也就是允许使用者继续使用智能设备，或对文档进行读取或对应用程序进行执行。当然可以理解的是，如果解锁指令没有包括解锁对象，则可以预设没有解锁对象指令下的默认解锁操作所针对的对象。比如可以设置默认解锁对象为设备，则当收到解锁指令，而解锁指令没有包括设备的语义时，直接解锁智能设备。
38.参见附图5至附图8，存储模块（存储器）存储有高频声音特征（第一分频比对信号）和低频声音特征（第二分频比对信号）。接收模块生成录制声音特征，转换模块将录制声音特征转换为i2s音频数据流，高频分频模块生成高频录制特征（第一分频信号），低频分频模块生成低频录制特征（第二分频信号）。在实际实施上，可如图5和图7所示意以频谱的方式将高频声音特征和低频声音特征存储在存储器里。如图6和图8所示意以频谱的方式记录高频录制特征和低频录制特征。不过，虽然是以频谱的方式记录，但实际存储的方式仍然是二进制的数位文档。在比对录制声音特征和存储器里的声音特征后，倘若比对符合，代表使用者为合法身份，可以使用此设备进行解锁操作。因此，将解析录制语音以得到解锁指令，如“unlock”，以便解锁模块执行此解锁指令将设备，文档或应用程序的锁定状态切换为开启状态。
39.相对于传统的解锁方式，按键和手指滑动，人声解锁方式更具便利性的同时，可以验证使用者的身份，安全性更高。相对于人脸识别的解锁方式受到到环境、体重变化、甚至整容的影响，干扰验证机制的正确性，人声受环境的影响相对较小，而且人声是人体固有的生理特征，很难被复制，人声识别相对于人脸识别更具有安全性。
40.通过分频模式，将高低频录制特征与存储器里的高低频声音特征进行比对。只有
高频和低频比对都符合时，才能确定使用者的身份是否合法。确定为合法使用者之后，再进行语义识别。相对于一般的语音解锁，更具有安全性。
41.关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
42.此外值得说明的是，为描述的方便和简洁，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，其所涉及的部分并不一定是本发明所必须的。并且需要特别说明的是，对各个模块的组成形式不具体的限定。比如接收模块和转换模块，在具体实施时可以是相互独立的装置也可以是同一个装置，本公开对此不作限定。

技术特征：
1.一种智能装置，其特征在于，包括：存储模块，被配置为存储有第一分频比对信号和第二分频比对信号；接收模块，被配置为接收解锁声音以生成声音信号；第一分频模块，被配置为对所述的声音信号中大于预定频率的声音特征进行提取，得到第一分频信号；第二分频模块，被配置为对所述的声音信号中小于预定频率的声音特征进行提取，得到第二分频信号；验证模块，被配置为接收所述的第一分频信号、第二分频信号、第一分频比对信号和第二分频比对信号，分别将所述的第一分频信号与所述的第一分频比对信号进行比较得到第一分频信号比较结果，将所述的第二分频信号与所述的第二分频比对信号进行比较得到第二分频信号比较结果，根据所述的第一分频信号比较结果和第二分频信号比较结果得到验证结果；解锁模块，被配置为接收所述的验证结果，当验证结果为匹配时，执行解锁。2.根据权利要求1所述的智能装置，其特征在于：还包括转换模块，所述的转换模块被配置为接收所述的接收模块的声音信号并对所述的声音信号进行i2s音频数据流转换得到转换后的声音信号，并将转换后的声音信号分别发送到所述的第一分频模块和第二分频模块。3.根据权利要求1所述的智能装置，其特征在于：所述的第一分频模块为高频分频模块。4.根据权利要求1所述的智能装置，其特征在于：所述的第二分频模块为低频分频模块。5.根据权利要求1所述的智能装置，其特征在于：所述的解锁模块被配置为当接收到的验证结果为不匹配时，向所述的接收模块发送重新拾取解锁声音的指令。6.根据权利要求1所述的智能装置，其特征在于：包括语义分析模块，用于接收所述的声音信号，对所述的声音信号的语义进行分析，并将分析结果发送到解锁模块；当验证结果为匹配时，所述的解锁模块中根据语义分析结果对所述的智能装置或运行于所述的智能装置内的文档或应用程序进行解锁。7.一种智能装置解锁方法，其特征在于，包括:存储步骤，存储有第一分频比对信号和第二分频比对信号；接收步骤，获取解锁声音以生成声音信号；第一分频步骤，对所述的声音信号中大于预定频率的声音特征进行提取，得到第一分频信号；第二分频步骤，对所述的声音信号中小于预定频率的声音特征进行提取，得到第二分频信号；验证步骤，接收所述的第一分频信号、第二分频信号、第一分频比对信号和第二分频比对信号，将所述的第一分频信号与所述的第一分频比对信号进行比较得到第一分频信号比较结果，将所述的第二分频信号与所述的第二分频比对信号进行比较得到第二分频信号比较结果，根据所述的第一分频信号比较结果和第二分频信号比较结果得到验证结果；解锁步骤，接收所述的验证结果，当验证结果为匹配时，执行解锁操作。
8.根据权利要求7所述的智能装置解锁方法，其特征在于：还包括转换步骤，接收在所述的接收步骤中收到的声音信号并对所述的声音信号进行i2s音频数据流转换得到转换后的声音信号，并将转换后的声音信号分别发送到所述的第一分频模块和第二分频模块。9.根据权利要求7所述的智能装置解锁方法，其特征在于：在所述的第一分频步骤对所述的声音信号中的高频信号进行提取得到第一分频信号。10.根据权利要求7所述的智能装置解锁方法，其特征在于：在所述的第二分频步骤对所述的声音信号中的低频信号进行提取得到第二分频信号。11.根据权利要求7所述的智能装置解锁方法，其特征在于：所述的解锁模块被配置为当接收到的验证结果为不匹配时，向所述的接收模块发送重新拾取解锁声音的指令。12.根据权利要求7所述的智能装置解锁方法，其特征在于：包括语义分析步骤，接收所述的声音信号，对所述的声音信号的语义进行分析，并将分析结果发送到解锁模块，当验证结果为匹配时，解锁步骤中根据语义分析结果对所述的智能装置或运行于所述的智能装置内的文档或应用程序进行解锁。

技术总结
一种智能装置，包括：存储有第一分频比对信号和第二分频比对信号的存储模块；接收解锁声音以生成声音信号的接收模块；第一分频模块，对声音信号中大于预定频率的声音特征进行提取得到第一分频信号；第二分频模块，对声音信号中小于预定频率的声音特征进行提取得到第二分频信号；验证模块，接收第一分频信号、第二分频信号、第一分频比对信号和第二分频比对信号，分别将第一分频信号与第一分频比对信号进行比较得到第一分频信号比较结果，将第二分频信号与第二分频比对信号进行比较得到第二分频信号比较结果，根据第一分频信号比较结果和第二分频信号比较结果得到验证结果；解锁模块，接收验证结果，当验证结果为匹配时，执行解锁。锁。锁。


技术研发人员：顾惠
受保护的技术使用者：三星电子株式会社
技术研发日：2023.05.19
技术公布日：2023/8/4