一種聲音密碼開鎖方法及密碼鎖的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種聲音密碼鎖解鎖方法，包括以下解鎖步驟：（11）、采集用戶播放的聲音密碼信號，并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；（12）、將轉(zhuǎn)換后的聲音密碼信號輸入至自適應(yīng)噪聲抵消模塊的參考信號輸入端，將原始信號輸入至自適應(yīng)噪聲抵消模塊的原始信號輸入端，進(jìn)行自適應(yīng)噪聲抵消計算，輸出第一輸出信號；（13）、計算第一輸出信號與原始信號的差異；（14）、將第一輸出信號與原始信號的差異與標(biāo)準(zhǔn)差異進(jìn)行比較，若一致，則判斷為聲音密碼信號正確，控制電機(jī)驅(qū)動鎖芯進(jìn)行開鎖，否則不開鎖。本發(fā)明的聲音密碼鎖解鎖方法，以自適應(yīng)噪聲抵消為鎖加密和解密的方法，破解更加困難，更加安全可靠；用戶用手機(jī)播放一段噪聲即可實現(xiàn)解鎖的過程，簡單方便。
【專利說明】
一種聲音密碼開鎖方法及密碼鎖
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種聲音密碼開鎖方法及密碼鎖。
【背景技術(shù)】
[0002]市面上現(xiàn)有的鎖有NFC鎖、指紋鎖和按鍵密碼鎖，NFC鎖使用的卡容易被破壞，按鍵密碼鎖和指紋鎖可通過銀粉破解。
[0003]目前的聲音密碼鎖，僅能通過特定的音頻文件(如音樂)作為秘鑰來解鎖，但是其解鎖處理算法簡單，很容易被監(jiān)聽并被他人復(fù)制利用解鎖，安全性能差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有密碼鎖容易被破解、安全性能低的技術(shù)問題，提出了一種聲音密碼開鎖方法及密碼鎖，基于自適應(yīng)噪聲抵消處理，提高了密碼鎖的安全性。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實現(xiàn):
一種聲音密碼鎖解鎖方法，包括以下解鎖步驟:
(11 )、采集用戶播放的聲音密碼信號，并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；
(12)、將轉(zhuǎn)換后的聲音密碼信號輸入至自適應(yīng)噪聲抵消模塊的參考信號輸入端，將原始信號輸入至自適應(yīng)噪聲抵消模塊的原始信號輸入端，進(jìn)行自適應(yīng)噪聲抵消計算，輸出第一輸出信號；
(13)、計算第一輸出信號與原始信號的差異；
(14)、將第一輸出信號與原始信號的差異與標(biāo)準(zhǔn)差異進(jìn)行比較，若一致，則判斷為聲音密碼信號正確，控制電機(jī)驅(qū)動鎖芯進(jìn)行開鎖，否則不開鎖。
[0006]進(jìn)一步的，步驟(13)中計算第一輸出信號與原始信號的信噪比增益；
步驟(14)中將所述信噪比增益與標(biāo)準(zhǔn)信噪比增益進(jìn)行比較，若一致，則判斷為聲音密碼信號正確，控制電機(jī)驅(qū)動鎖芯進(jìn)行開鎖，否則不開鎖。
[0007]進(jìn)一步的，在解鎖步驟之前，還包括計算標(biāo)準(zhǔn)信噪比增益的步驟:
(01)、獲取原始信號和標(biāo)準(zhǔn)參考信號，所述采集原始信號和標(biāo)準(zhǔn)參考信號均為數(shù)字信號形式；
(02)、將原始信號輸入至自適應(yīng)噪聲抵消模塊的原始信號輸入端，將標(biāo)準(zhǔn)參考信號輸入至自適應(yīng)噪聲抵消模塊的參考信號輸入端，進(jìn)行自適應(yīng)噪聲抵消計算，輸出第二輸出信號；
(03)、計算第二輸出信號與原始信號的信噪比增益，即為標(biāo)準(zhǔn)信噪比增益。
[0008]進(jìn)一步的，步驟(13)中，原始信號自適應(yīng)噪聲抵消前后的信噪比增益計算方法如下:
(131)、計算第一輸出信號的信噪比；
(132)、計算原始信號的信噪比；
(133)、計算第一輸出信號的信噪比與原始信號的信噪比的差值，即為第一輸出信號與原始信號的信噪比增益。
[0009]進(jìn)一步的，所述原始信號為將原始模擬信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到。
[0010]進(jìn)一步的，步驟(11)中對聲音密碼信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換時采用的采樣頻率與原始模擬信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換時的采樣頻率相同。
[0011]進(jìn)一步的，所述標(biāo)準(zhǔn)參考信號為單頻噪聲信號。
[0012]基于上述的聲音密碼開鎖方法，本發(fā)明同時提出了一種聲音密碼鎖，包括:
聲音信號采集模塊，用于采集用戶播放的聲音密碼信號；
A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于將采集的聲音密碼信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；
自適應(yīng)噪聲抵消模塊，用于將轉(zhuǎn)換后的聲音密碼信號和原始信號進(jìn)行自適應(yīng)噪聲抵消計算，并輸出第一輸出信號；
控制模塊，用于計算第一輸出信號與原始信號的信噪比增益，將所述信噪比增益與標(biāo)準(zhǔn)信噪比增益進(jìn)行比較，若一致，則判斷為聲音密碼信號正確，控制電機(jī)驅(qū)動鎖芯進(jìn)行開鎖，否則不開鎖。
[0013]進(jìn)一步的，所述自適應(yīng)噪聲抵消模塊為自適應(yīng)濾波器。
[0014]進(jìn)一步的，還包括存儲模塊，用于至少存儲標(biāo)準(zhǔn)信噪比增益以及原始信號。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是:本發(fā)明的聲音密碼鎖解鎖方法，以自適應(yīng)噪聲抵消為鎖加密和解密的方法，破解更加困難，更加安全可靠;用戶用手機(jī)播放一段噪聲即可實現(xiàn)解鎖的過程，簡單方便。
[0016]結(jié)合附圖閱讀本發(fā)明實施方式的詳細(xì)描述后，本發(fā)明的其他特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1是本發(fā)明所提出的聲音密碼鎖解鎖方法的一種實施例流程圖；
圖2是本發(fā)明所提出的聲音密碼鎖的一種實施例原理方框圖。
【具體實施方式】
[0019]目前的智能鎖如NFC鎖、指紋鎖和按鍵密碼鎖等均存在各種各樣的問題，如NFC鎖使用的卡容易被破壞，按鍵密碼鎖和指紋鎖容易被通過銀粉破解，隨著手機(jī)等移動智能終端的普及，聲音密碼鎖越來越體現(xiàn)其便捷性，用戶只需通過手機(jī)等移動終端播放一段聲音密碼，聲音密碼鎖即可對聲音密碼進(jìn)行分析識別，密碼正確的話即可進(jìn)行開鎖，目前的聲音密碼鎖的識別方式一般為:控制單元接收到所述移動終端發(fā)送的聲音密碼并與存儲的解鎖密碼對比，當(dāng)解鎖密碼與采集的聲音密碼相匹配時，控制所述機(jī)械鎖芯打開，該種方式聲音密碼容易被人偷錄破解，安全性能差。基于此，本發(fā)明提出了一種安全性能高的聲音密碼鎖，基于自適應(yīng)噪聲抵消技術(shù)，信號采樣頻率、信噪比增益等均符合特定要求時才可以通過驗證，不容易遭到破解。
[0020]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0021]實施例一，本實施例提出了一種聲音密碼鎖解鎖方法，包括以下解鎖步驟:
S11、采集用戶播放的聲音密碼信號，并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；用戶使用移動終端播放聲音密碼信號時，由密碼鎖采集，所采集的信號為模擬信號形式，不能直接進(jìn)行判斷識別處理，需要轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號的形式。
[0022]S12、將轉(zhuǎn)換后的聲音密碼信號輸入至自適應(yīng)噪聲抵消模塊的參考信號輸入端，將原始信號輸入至自適應(yīng)噪聲抵消模塊的原始信號輸入端，進(jìn)行自適應(yīng)噪聲抵消計算，輸出第一輸出信號；
S13、計算第一輸出信號與原始信號的差異；具體差異可以體現(xiàn)在如輸出信號的信噪比、輸入、輸出信號的信噪比增益、輸出信號的均方差等參數(shù)。
[0023]S14、將第一輸出信號與原始信號的差異與標(biāo)準(zhǔn)差異進(jìn)行比較，若一致，則判斷為聲音密碼信號正確，控制電機(jī)驅(qū)動鎖芯進(jìn)行開鎖，否則不開鎖。
[0024]在本實施例中，步驟S12中自適應(yīng)噪聲抵消的原理是:自適應(yīng)噪聲抵消模塊具有兩個信號輸入端和一個輸出端，兩個信號輸入端分別為參考信號輸入端和原始信號輸入端，將采集到的聲音密碼信號作為參考輸入，保存在密碼鎖內(nèi)的原始信號輸入至原始信號輸入端，其中，原始信號為包含有標(biāo)準(zhǔn)參考信號和其他聲音信號的一段音頻信號，標(biāo)準(zhǔn)參考信號也就是標(biāo)準(zhǔn)聲音密碼，用戶通過移動終端播放的聲音密碼信號應(yīng)與其一致，但是在本發(fā)明中不直接將用戶播放的聲音密碼信號與標(biāo)準(zhǔn)聲音密碼作比較，而是通過自適應(yīng)噪聲抵消的方式，原始信號與參考信號分別輸入至自適應(yīng)噪聲抵消模塊，由于若用戶播放的聲音密碼信號與標(biāo)準(zhǔn)聲音密碼一致，用戶播放的聲音密碼信號對原始信號進(jìn)行濾波輸出的信號與標(biāo)準(zhǔn)聲音密碼對原始信號的濾波輸出的信號應(yīng)該一致，考慮到不同移動終端播放聲音密碼信號的差異性，本實施例中采用比較信噪比增益的方式，也即當(dāng)用戶播放的聲音密碼信號與標(biāo)準(zhǔn)聲音密碼一致時，其與原始信號進(jìn)行自適應(yīng)抵消后輸出信號的信噪比增益與原始信號和標(biāo)準(zhǔn)聲音密碼進(jìn)行自適應(yīng)抵消后輸出信號的信噪比增益一致，本實施例中通過比較信噪比增益的方式，因為用戶播放的聲音密碼與標(biāo)準(zhǔn)聲音密碼稍微有差異，經(jīng)過自適應(yīng)噪聲抵消后輸出結(jié)果差別將會很大，如果用戶播放的聲音信號被偷錄，偷錄過程中無法避免引入其他噪聲或者與所播放的聲音密碼存在延時等狀況，而且這些差異不容易被發(fā)現(xiàn)消除，因此，本實施例的聲音密碼鎖解鎖方法的安全性能得到極大的提高。
[0025]因此，步驟S13中計算第一輸出信號與原始信號的信噪比增益；
步驟S14中將所述信噪比增益與標(biāo)準(zhǔn)信噪比增益進(jìn)行比較，若一致，則判斷為聲音密碼信號正確，控制電機(jī)驅(qū)動鎖芯進(jìn)行開鎖，否則不開鎖。
[0026]標(biāo)準(zhǔn)信噪比增益為標(biāo)準(zhǔn)聲音密碼對原始信號進(jìn)行自適應(yīng)噪聲抵消后輸出的信號的信噪比與原始信號的信噪比之間的增益，為了減小每次開鎖的計算量，一般該值提前計算好，并保存在鎖中，在解鎖步驟之前，還包括計算標(biāo)準(zhǔn)信噪比增益的步驟:
SOl、獲取原始信號和標(biāo)準(zhǔn)參考信號，所述采集原始信號和標(biāo)準(zhǔn)參考信號均為數(shù)字信號形式； 502、將原始信號輸入至自適應(yīng)噪聲抵消模塊的原始信號輸入端，將標(biāo)準(zhǔn)參考信號輸入至自適應(yīng)噪聲抵消模塊的參考信號輸入端，進(jìn)行自適應(yīng)噪聲抵消計算，輸出第二輸出信號；
503、計算第二輸出信號與原始信號的信噪比增益，即為標(biāo)準(zhǔn)信噪比增益。
[0027]步驟S13中，原始信號自適應(yīng)噪聲抵消前后的信噪比增益計算方法如下:
5131、計算第一輸出信號的信噪比；
5132、計算原始信號的信噪比；
5133、計算第一輸出信號的信噪比與原始信號的信噪比的差值，即為第一輸出信號與原始信號的信噪比增益。
[0028]輸入至自適應(yīng)噪聲抵消模塊的原始信號為將原始模擬信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到。原始信號無需每次都采集轉(zhuǎn)換，只需采集轉(zhuǎn)換一次并進(jìn)行保存，每次開鎖時直接取出所保存的數(shù)字信號形式的原始信號即可。
[0029]當(dāng)參考輸入端采集到信號之后，在模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，為了要保持原始信號與參考信號的同步，若采樣頻率不同，在相同時間內(nèi)采集到的信號長度會不同，在自適應(yīng)噪聲抵消時將不能正確判別信號。步驟Sll中對聲音密碼信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換時采用的采樣頻率與原始模擬信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換時的采樣頻率相同。本實施例中可以采用48kHz。
[0030]為獲得更好的效果，標(biāo)準(zhǔn)參考信號采用單頻噪聲信號，作為開鎖的密鑰，該信號為一固定的信號，其長短，幅度和頻率均固定。
[0031]實施例二，本實施例基于實施例一中的聲音密碼開鎖方法，本實施例提出了一種聲音密碼鎖，如圖2所示，包括:
聲音信號采集模塊，用于采集用戶播放的聲音密碼信號；
A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于將采集的聲音密碼信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；
自適應(yīng)噪聲抵消模塊，用于將轉(zhuǎn)換后的聲音密碼信號和原始信號進(jìn)行自適應(yīng)噪聲抵消計算，并輸出第一輸出信號；
控制模塊，用于計算第一輸出信號與原始信號的信噪比增益，將所述信噪比增益與標(biāo)準(zhǔn)信噪比增益進(jìn)行比較，若一致，則判斷為聲音密碼信號正確，控制電機(jī)驅(qū)動鎖芯進(jìn)行開鎖，否則不開鎖。
[0032]本實施例中通過采用自適應(yīng)噪聲抵消模塊，通過自適應(yīng)噪聲抵消的方式，原始信號與參考信號分別輸入至自適應(yīng)噪聲抵消模塊，由于若用戶播放的聲音密碼信號與標(biāo)準(zhǔn)聲音密碼一致，用戶播放的聲音密碼信號對原始信號進(jìn)行濾波輸出的信號與標(biāo)準(zhǔn)聲音密碼對原始信號的濾波輸出的信號應(yīng)該一致的原理，破譯困難，可以極大的提高密碼鎖的安全性。
[0033]所述自適應(yīng)噪聲抵消模塊為自適應(yīng)濾波器，自適應(yīng)噪聲抵消過程可以在DSP里實現(xiàn)。
[0034]控制模塊包括主控單元和電機(jī)驅(qū)動模塊，主控單元可選擇單片機(jī)實現(xiàn)，根據(jù)DSP輸出的結(jié)果判斷是否需要實現(xiàn)開鎖處理。
[0035]標(biāo)準(zhǔn)信噪比增益為標(biāo)準(zhǔn)聲音密碼對原始信號進(jìn)行自適應(yīng)噪聲抵消后輸出的信號的信噪比與原始信號的信噪比之間的增益，為了減小每次開鎖的計算量，一般該值提前計算好，并保存在鎖中，因此本實施例中還包括存儲模塊，用于至少存儲標(biāo)準(zhǔn)信噪比增益以及原始信號等。
[0036]當(dāng)然，上述說明并非是對本發(fā)明的限制，本發(fā)明也并不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種聲音密碼鎖解鎖方法，其特征在于，包括以下解鎖步驟: (11 )、采集用戶播放的聲音密碼信號，并進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換； (12)、將轉(zhuǎn)換后的聲音密碼信號輸入至自適應(yīng)噪聲抵消模塊的參考信號輸入端，將原始信號輸入至自適應(yīng)噪聲抵消模塊的原始信號輸入端，進(jìn)行自適應(yīng)噪聲抵消計算，輸出第一輸出信號； (13)、計算第一輸出信號與原始信號的差異； (14)、將第一輸出信號與原始信號的差異與標(biāo)準(zhǔn)差異進(jìn)行比較，若一致，則判斷為聲音密碼信號正確，控制電機(jī)驅(qū)動鎖芯進(jìn)行開鎖，否則不開鎖。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聲音密碼鎖解鎖方法，其特征在于， 步驟(13)中計算第一輸出信號與原始信號的信噪比增益； 步驟(14)中將所述信噪比增益與標(biāo)準(zhǔn)信噪比增益進(jìn)行比較，若一致，則判斷為聲音密碼信號正確，控制電機(jī)驅(qū)動鎖芯進(jìn)行開鎖，否則不開鎖。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聲音密碼鎖解鎖方法，其特征在于， 在解鎖步驟之前，還包括計算標(biāo)準(zhǔn)信噪比增益的步驟: (01)、獲取原始信號和標(biāo)準(zhǔn)參考信號，所述采集原始信號和標(biāo)準(zhǔn)參考信號均為數(shù)字信號形式； (02)、將原始信號輸入至自適應(yīng)噪聲抵消模塊的原始信號輸入端，將標(biāo)準(zhǔn)參考信號輸入至自適應(yīng)噪聲抵消模塊的參考信號輸入端，進(jìn)行自適應(yīng)噪聲抵消計算，輸出第二輸出信號； (03)、計算第二輸出信號與原始信號的信噪比增益，即為標(biāo)準(zhǔn)信噪比增益。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聲音密碼鎖解鎖方法，其特征在于， 步驟(13)中，原始信號自適應(yīng)噪聲抵消前后的信噪比增益計算方法如下: (131)、計算第一輸出信號的信噪比； (132)、計算原始信號的信噪比； (133)、計算第一輸出信號的信噪比與原始信號的信噪比的差值，即為第一輸出信號與原始信號的信噪比增益。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的聲音密碼鎖解鎖方法，其特征在于， 所述原始信號為將原始模擬信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換得到。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聲音密碼鎖解鎖方法，其特征在于，步驟(11)中對聲音密碼信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換時采用的采樣頻率與原始模擬信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換時的采樣頻率相同。7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項所述的聲音密碼鎖解鎖方法，其特征在于， 所述標(biāo)準(zhǔn)參考信號為單頻噪聲信號。8.一種聲音密碼鎖，其特征在于，包括: 聲音信號采集模塊，用于采集用戶播放的聲音密碼信號； A/D轉(zhuǎn)換模塊，用于將采集的聲音密碼信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換； 自適應(yīng)噪聲抵消模塊，用于將轉(zhuǎn)換后的聲音密碼信號和原始信號進(jìn)行自適應(yīng)噪聲抵消計算，并輸出第一輸出信號； 控制模塊，用于計算第一輸出信號與原始信號的信噪比增益，將所述信噪比增益與標(biāo)準(zhǔn)信噪比增益進(jìn)行比較，若一致，則判斷為聲音密碼信號正確，控制電機(jī)驅(qū)動鎖芯進(jìn)行開鎖，否則不開鎖。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聲音密碼鎖，其特征在于，所述自適應(yīng)噪聲抵消模塊為自適應(yīng)濾波器。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的聲音密碼鎖，其特征在于，還包括存儲模塊，用于至少存儲標(biāo)準(zhǔn)信噪比增益以及原始信號。
【文檔編號】G07C9/00GK105869244SQ201610196764
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年3月31日
【發(fā)明人】戴志美
【申請人】青島歌爾聲學(xué)科技有限公司