一种机顶盒的声纹识别系统及声纹识别方法与流程

本发明涉及机顶盒控制技术领域，具体涉及一种机顶盒的声纹识别系统及声纹识别方法。

背景技术：

如今电视节目越来越多，节目内容也越来越丰富多彩，使得很多小孩都非常喜欢观看电视节目。但是，由于小孩的自制能力弱，父母不在身边时，易沉溺于电视节目中，不利于小孩的健康成长，也使得外出工作的父母很是担心，现有技术中，用户一般通过按压遥控器按键或按压机顶盒前面板按键与机顶盒完成交互，该交互方式不仅过于机械化，无法实现机顶盒的多用户管理，用户不能通过设置机顶盒的访问权限来限制小孩观看电视的时间。

技术实现要素：

本发明提供一种机顶盒的声纹识别系统及声纹识别方法，通过在机顶盒中设置特征提取单元和声纹比较单元，实现了机顶盒的多用户管理，具有操作便捷、用户体验度好的优点，在家庭中使用所述机顶盒时，便于用户对小孩观看电视的时间进行有效管理。

为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案为：

本发明一方面提供一种机顶盒的声纹识别系统，包括声纹输入单元、特征提取单元、声纹比较单元、数据存储单元、微控制器处理单元；所述声纹输入单元连接所述特征提取单元，所述特征提取单元连接所述声纹比较单元与所述数据存储单元，所述声纹比较单元连接所述微控制器处理单元；

所述声纹输入单元用于接收用户输入的语音信号；

所述特征提取单元用于提取所述语音信号的特征参数，并输出特征提取后的声纹模拟信号；

所述数据存储单元用于存储参照声纹模拟信号；所述参照声纹模拟信号为用户预先录入的语音信号经特征提取后的声纹模拟信号；

所述声纹比较单元用于将特征提取后的声纹模拟信号与参照声纹模拟信号进行比较运算后输出数字信号；

所述微控制器处理单元用于根据所述数字信号判断所述特征提取后的声纹模拟信号与参照声纹模拟信号是否匹配成功，若匹配成功，则控制所述机顶盒开启并登入所述参照声纹模拟信号对应的用户登入账号，若匹配不成功，则机顶盒不开启。

进一步地，所述特征参数为梅尔频率倒谱系数。

又进一步地，所述声纹比较单元设有比较器，所述比较器的第一输入端输入特征提取后的声纹模拟信号，所述比较器的第二输入端输入参照声纹模拟信号，所述比较器的输出端输出比较运算后的数字信号。

更进一步地，述参照声纹模拟信号与用户登入账号一一对应。

具体地，所述声纹输入单元设有麦克风。

本发明另一方面提供一种机顶盒的声纹识别方法，包括参照声纹模拟信号采集步骤和声纹验证步骤；

所述参照声纹模拟信号采集步骤包括：

S11：具有机顶盒访问权限的用户向所述机顶盒录入语音信号；

S12：提取S11中语音信号的特征参数，并输出特征提取后的参照声纹模拟信号；

S13：存储所述参照声纹模拟信号；

所述声纹验证步骤包括：

S21：需要访问所述机顶盒的用户向所述机顶盒输入用户语音信号；

S22：提取S21中用户输入的语音信号的特征参数，并输出特征提取后的声纹模拟信号；

S23：将S22中输出的特征提取后的声纹模拟信号与S12中的参照声纹模拟信号进行比较运算后输出数字信号；

S24：根据所述数字信号判断所述特征提取后的声纹模拟信号与参照声纹模拟信号是否匹配成功，若匹配成功，则控制所述机顶盒开启并登入所述参照声纹模拟信号对应的用户登入账号，若匹配不成功，则机顶盒不开启。

进一步地，所述特征参数为梅尔频率倒谱系数。

又进一步地，所述S23通过比较器进行比较运算，所述比较器的第一输入端输入特征提取后的声纹模拟信号，所述比较器的第二输入端输入参照声纹模拟信号，所述比较器的输出端输出比较运算后的数字信号。

更进一步地，所述参照声纹模拟信号与用户登入账号一一对应。

具体地，用户通过麦克风机顶盒输入语音信号。

本发明提供一种机顶盒的声纹识别系统及声纹识别方法，通过微控制器处理单元根据用户输入机顶盒的语音信号对应的声纹模拟信号与数据存储单元存储的参照声纹模拟信号进行比较运算输出的数字信号，控制所述机顶盒开启或不开启，使得用户仅需向机顶盒的麦克风说出与登入账号对应的语音信号即可开启机顶盒，操作便捷，提高了用户体验度。同时，还实现了机顶盒的多用户管理，在家庭中使用所述机顶盒时，有利于用户对小孩观看电视的时间进行有效管理；克服了现有技术中用户通过按压遥控器按键或按压机顶盒前面板按键与机顶盒完成交互，无法实现机顶盒的多用户管理的问题。

附图说明

图1是本发明一种机顶盒的声纹识别系统的结构示意图；

图2是本发明一种机顶盒的声纹识别方法的参照声纹模拟信号采集步骤框图；

图3是本发明一种机顶盒的声纹识别方法的声纹验证步骤框图。

具体实施方式

下面结合附图具体阐明本发明的实施方式，附图仅供参考和说明使用，不构成对本发明专利保护范围的限制。

本发明实施例一方面提供一种机顶盒的声纹识别系统，如图1所示，包括声纹输入单元、特征提取单元、声纹比较单元、数据存储单元、微控制器处理单元；所述声纹输入单元连接所述特征提取单元，所述特征提取单元连接所述声纹比较单元与所述数据存储单元，所述声纹比较单元连接所述微控制器处理单元；

所述声纹输入单元用于接收用户输入的语音信号；

所述特征提取单元用于提取所述语音信号的特征参数，并输出特征提取后的声纹模拟信号；

所述数据存储单元用于存储参照声纹模拟信号；所述参照声纹模拟信号为用户预先录入的语音信号经特征提取后的声纹模拟信号；

所述声纹比较单元用于将特征提取后的声纹模拟信号与参照声纹模拟信号进行比较运算后输出数字信号；

所述微控制器处理单元用于根据所述数字信号判断所述特征提取后的声纹模拟信号与参照声纹模拟信号是否匹配成功，若匹配成功，则控制所述机顶盒开启并登入所述参照声纹模拟信号对应的用户登入账号，若匹配不成功，则机顶盒不开启。

优选地，所述特征参数为梅尔频率倒谱系数MFCC(Mel Frequency Cepstrum Coefficient,Mel频率倒谱系数MFCC)。

优选地，所述声纹比较单元设有比较器，所述比较器的第一输入端输入特征提取后的声纹模拟信号，所述比较器的第二输入端输入参照声纹模拟信号，所述比较器的输出端输出比较运算后的数字信号。

具体地，所述声纹输入单元设有麦克风。

优选地，所述参照声纹模拟信号与用户登入账号一一对应。由于所述参照声纹模拟信号为用户预先录入的语音信号经特征提取后的声纹模拟信号，因此所述用户登入账号与用户预先录入的语音信号也一一对应，因此，用户需要登入机顶盒时，只需向所述机顶盒的麦克风说出与预先录入的语音信号相同的语音信号，所述语音信号特征提取后的声纹模拟信号将与所述参照声纹模拟信号匹配成功，微控制器处理单元将控制所述机顶盒开启，并进入与参照声纹模拟信号对应的用户登入账号，使得仅需向麦克风说出与用户登入账号对应的语音信号即可开启所述机顶盒，具有操作便捷的特点，提高了用户的体验度。

本发明实施例另一方面提供一种机顶盒的声纹识别方法，包括参照声纹模拟信号采集步骤和声纹验证步骤；

所述参照声纹模拟信号采集步骤包括：

S11：具有机顶盒访问权限的用户向所述机顶盒录入语音信号；

S12：提取S11中语音信号的特征参数，并输出特征提取后的参照声纹模拟信号；

S13：存储所述参照声纹模拟信号；

所述声纹验证步骤包括：

S21：需要访问所述机顶盒的用户向所述机顶盒输入用户语音信号；

S22：提取S21中用户输入的语音信号的特征参数，并输出特征提取后的声纹模拟信号；

S23：将S22中输出的特征提取后的声纹模拟信号与S12中的参照声纹模拟信号进行比较运算后输出数字信号；

S24：根据所述数字信号判断所述特征提取后的声纹模拟信号与参照声纹模拟信号是否匹配成功，若匹配成功，则控制所述机顶盒开启并登入所述参照声纹模拟信号对应的用户登入账号，若匹配不成功，则机顶盒不开启。

优选地，所述特征参数为梅尔频率倒谱系数MFCC(Mel Frequency Cepstrum Coefficient,Mel频率倒谱系数MFCC)。

优选地，所述S23通过比较器进行比较运算，所述比较器的第一输入端输入特征提取后的声纹模拟信号，所述比较器的第二输入端输入参照声纹模拟信号，所述比较器的输出端输出比较运算后的数字信号。

优选地，所述参照声纹模拟信号与用户登入账号一一对应。

具体地，用户通过麦克风机顶盒输入语音信号。

在本实施例中，如图2、图3所示，机顶盒声纹识别系统及声纹识别方法的具体实施过程为：具有机顶盒访问权限的用户向所述机顶盒录入语音信号，具体的为用户A或用户B对着机顶盒的麦克风说出用户登入账号对应的语音信号A或语音信号B，所述机顶盒将所述用户输入的语音信号A或语音信号B进行特征提取后获取参照声纹模拟信号A或参照声纹模拟信号B，并将所述参照声纹模拟信号进行存储，此时，机顶盒的用户登录账号录入结束。每当用户需要开启机顶盒时，仅需向机顶盒的麦克风说出与预先录入的语音信号A或语音信号B相同的语音信号，机顶盒将所述语音信号特征提取后的声纹模拟信号与所述参照声纹模拟信号A或参照声纹模拟信号B进行匹配成功后，微控制器处理单元控制所述机顶盒开启，并进入与参照声纹模拟信号对应的用户登入账号；对于未在机顶盒中预先录入参照声纹模拟信号对应的语音信号的用户输入与用户登入账号相似的语音时，将无法与参照声纹模拟信号匹配成功，即无法开启机顶盒，所述机顶盒可以同时录入多个用户的语音信号，因此，实现了所述机顶盒的多用户管理，在家庭中使用所述机顶盒时，用户仅需不录入小孩的语音信号，即可控制小孩观看电视的权限，小孩只有经大人同意才能看电视节目，便于用户对小孩观看电视的时间进行有效管理，避免了小孩由于自制能力弱，沉溺于电视节目中的风险。

需要说明的是，每一位用户输入的语音信号提取特征后的声纹模拟信号均不相同，因此，即使其他未经允许登入机顶盒的用户获取了被允许登入机顶盒的用户的语音信号，也无法开启机顶盒，只有被允许登入机顶盒的用户本人向所述机顶盒说出用户登入账号对应的语音信号才能开启机顶盒，实现了所述机顶盒的安全、可靠、有效的管理。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例，不能以此来限定本发明的权利保护范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。