本公开涉及一种电子设备、拾音器和信号处理方法。
背景技术：
随着科学技术的发展，大多数的电子设备尤其是智能消费类电子设备都带有拾音功能，所谓拾音功能是指可以接收并识别音频的功能。例如麦克风，可以获取某一频段范围内的音频。目前，基于拾音功能上述功能特性，通过音频比如高频超声波或低频超声波攻击以对电子设备进行入侵/控制/操纵已经成为一个严重的安全问题。
针对上述问题，相关技术提供的解决方案是为电子设备添加屏蔽设备或者构建防攻击环境。
然而，在实现本公开构思的过程中，发明人发现相关技术中至少存在如下问题：由于正常情况下人类无法听到超声波(亦称海豚音)，因而通过向具有拾音功能的电子设备发送高频超声波音频指令进行入侵，人类无法感知，并且由于超声波发射功率强，直观不易感知，因而现有的解决方案即添加屏蔽设备或者构建防攻击环境开销太大。
技术实现要素：
本公开的一个方面提供了一种电子设备，包括：拾音器，用于采集现场环境声音并产生对应的音频信号；后端设备，具有音频处理模块和处理器，其中，上述音频处理模块用于通过识别输入自身的音频信号中所携带的信息而产生操作指令，上述处理器用于基于上述操作指令进行动作；以及频带限制模块，用于对上述拾音器产生的音频信号进行频带限制处理，并将限频后的音频信号提供给上述后端设备。
可选地，上述频带限制模块设置在上述拾音器中或者上述后端设备中，或者设置在上述拾音器与上述后端设备之间的音频信号传输通道上。
可选地，上述后端设备，还用于发送频带限制指令信号和/或频带限制功能开关指令信号；以及上述频带限制模块，还用于根据上述频带限制指令信号调整对音频信号的频带限制范围，和/或根据上述频带限制功能开关指令信号开启频带限制功能或者关闭频带限制功能。
可选地，上述频带限制模块用于对上述拾音器产生的音频信号进行滤波处理，以滤除其中包含的高频超声波信号和/或低频超声波信号。
可选地，上述频带限制模块包括带通滤波器或者低通滤波器。
本公开的另一个方面提供了另一种电子设备，包括频带限制模块，用于对来自外部拾音器的音频信号进行频带限制处理；音频处理模块，用于通过识别限频后的音频信号中所携带的信息而产生操作指令；以及处理器，用于基于上述操作指令进行动作。
本公开的另一个方面提供了再一种电子设备，包括频带限制模块，用于对来自外部拾音器的音频信号进行频带限制处理；输出模块，用于针对限频后的音频信号输出对应的语音；和/或录音模块，用于针对限频后的音频信号进行录音。
本公开的另一个方面提供了一种拾音器，包括：拾音模块，用于采集现场环境声音并产生对应的音频信号；以及频带限制模块，用于对上述拾音模块产生的音频信号进行频带限制处理，并将限频后的音频信号提供给外部后端设备。
本公开的另一个方面提供了一种信号处理方法，应用于电子设备，其中：上述电子设备包括：拾音器、后端设备和频带限制模块，上述后端设备具有音频处理模块和处理器；以及上述方法包括：通过上述拾音器采集现场环境声音并产生对应的音频信号；通过上述频带限制模块对上述音频信号进行频带限制处理，并输出限频后的音频信号；使上述音频处理模块通过识别上述限频后的音频信号中所携带的信息而产生操作指令；以及使上述处理器基于上述操作指令进行动作。
本公开的另一个方面提供了另一种信号处理方法，应用于电子设备，其中：上述电子设备包括：频带限制模块、音频处理模块和处理器；以及上述方法包括：通过上述频带限制模块对来自外部拾音器的音频信号进行频带限制处理；使上述音频处理模块通过识别限频后的音频信号中所携带的信息而产生操作指令；以及使上述处理器基于上述操作指令进行动作。
本公开的另一个方面提供了一种语音系统，包括：拾音器和电子设备，上述电子设备包括：频带限制模块，用于对来自外部拾音器的音频信号进行频带限制处理；音频处理模块，用于通过识别限频后的音频信号中所携带的信息而产生操作指令；以及处理器，用于基于上述操作指令进行动作。
本公开的另一个方面提供了另一种语音系统，包括：拾音器和电子设备，上述电子设备包括：频带限制模块，用于对来自外部拾音器的音频信号进行频带限制处理；输出模块，用于针对限频后的音频信号输出对应的语音；和/或录音模块，用于针对限频后的音频信号进行录音。
本公开的另一个方面提供了再一种语音系统，包括：拾音器和能够进行音频信号识别并基于识别结果进行动作的电子设备，上述拾音器包括：拾音模块，用于采集现场环境声音并产生对应的音频信号；以及频带限制模块，用于对上述拾音模块产生的音频信号进行频带限制处理，并将限频后的音频信号提供给外部后端设备。
本公开的另一个方面提供了一种信号处理方法，应用于电子设备，其中：上述电子设备包括：频带限制模块、输出模块和/或录音模块；以及上述方法包括：通过上述频带限制模块对来自外部拾音器的音频信号进行频带限制处理；通过上述输出模块针对限频后的音频信号输出对应的语音；和/或通过上述录音模块针对限频后的音频信号进行录音。
本公开的另一个方面提供了另一种信号处理方法，应用于电子设备，其中：上述电子设备包括：拾音模块和频带限制模块；以及上述方法包括：通过上述拾音模块采集现场环境声音并产生对应的音频信号；以及通过上述频带限制模块对上述拾音模块产生的音频信号进行频带限制处理，并将限频后的音频信号提供给外部后端设备。
本公开的另一个方面提供了再一种信号处理方法，应用于语音系统，其中：上述系统包括拾音器和电子设备，其中，上述电子设备包括频带限制模块、音频处理模块和处理器；以及上述方法包括：通过上述拾音器采集现场环境声音并产生对应的音频信号；通过上述频带限制模块对来自外部拾音器的音频信号进行频带限制处理；通过上述音频处理模块，用于识别限频后的音频信号中所携带的信息而产生操作指令；以及通过上述处理器基于上述操作指令进行动作。
本公开的另一个方面提供了又一种信号处理方法，应用于语音系统，其中：上述系统包括拾音器和电子设备，其中，上述电子设备包括频带限制模块、输出模块和/录音模块；以及上述方法包括：通过上述拾音器采集现场环境声音并产生对应的音频信号；通过上述频带限制模块对来自外部拾音器的音频信号进行频带限制处理；通过上述输出模块针对限频后的音频信号输出对应的语音；和/或通过上述录音模块针对限频后的音频信号进行录音。
本公开的另一个方面提供了又一种信号处理方法，应用于语音系统，其中：上述系统包括拾音器和能够进行音频信号识别并基于识别结果进行动作的电子设备，其中，拾音器包括拾音模块和频带限制模块；以及上述方法包括：通过上述拾音模块采集现场环境声音并产生对应的音频信号；通过上述频带限制模块对上述拾音模块产生的音频信号进行频带限制处理，并将限频后的音频信号提供给外部后端设备；以及通过上述电子设备识别上述限频后的音频信号中所携带的信息而产生操作指令，并基于上述操作指令进行动作。
本公开的另一方面提供了一种非易失性存储介质，存储有计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现如上所述的信号处理方法。
本公开的另一方面提供了一种计算机程序，所述计算机程序包括计算机可执行指令，所述指令在被执行时用于实现如上所述的信号处理方法。
本公开的另一个方面提供了一种计算机系统，包括：一个或多个处理器；计算机可读存储介质，用于存储一个或多个程序，其中，当上述一个或多个程序被上述一个或多个处理器执行时，使得上述一个或多个处理器实现如上所述的信号处理方法。
附图说明
为了更完整地理解本公开及其优势，现在将参考结合附图的以下描述，其中：
图1示意性示出了根据本公开实施例的电子设备和信号处理方法的应用场景；
图2示意性示出了根据本公开实施例的电子设备的框图；
图3示意性示出了根据本公开实施例的电子设备的示意图；
图4示意性示出了根据本公开另一实施例的电子设备的框图；
图5示意性示出了根据本公开另一实施例的电子设备的框图；
图6示意性示出了根据本公开实施例的拾音器的框图；
图7示意性示出了根据本公开实施例的信号处理方法的流程图；
图8示意性示出了根据本公开另一实施例的信号处理方法的流程图；以及
图9示意性示出了根据本公开实施例的适于实现信号处理方法的计算机系统的框图。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。
在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。
在使用类似于“a、b和c等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有a、b和c中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有a、单独具有b、单独具有c、具有a和b、具有a和c、具有b和c、和/或具有a、b、c的系统等)。在使用类似于“a、b或c等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有a、b或c中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有a、单独具有b、单独具有c、具有a和b、具有a和c、具有b和c、和/或具有a、b、c的系统等)。本领域技术人员还应理解，实质上任意表示两个或更多可选项目的转折连词和/或短语，无论是在说明书、权利要求书还是附图中，都应被理解为给出了包括这些项目之一、这些项目任一方、或两个项目的可能性。例如，短语“a或b”应当被理解为包括“a”或“b”、或“a和b”的可能性。
附图中示出了一些方框图和/或流程图。应理解，方框图和/或流程图中的一些方框或其组合可以由计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，从而这些指令在由该处理器执行时可以创建用于实现这些方框图和/或流程图中所说明的功能/操作的装置。
因此，本公开的技术可以硬件和/或软件(包括固件、微代码等)的形式来实现。另外，本公开的技术可以采取存储有指令的计算机可读介质上的计算机程序产品的形式，该计算机程序产品可供指令执行系统使用或者结合指令执行系统使用。在本公开的上下文中，计算机可读介质可以是能够包含、存储、传送、传播或传输指令的任意介质。例如，计算机可读介质可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置、器件或传播介质。计算机可读介质的具体示例包括：磁存储装置，如磁带或硬盘(hdd)；光存储装置，如光盘(cd-rom)；存储器，如随机存取存储器(ram)或闪存；和/或有线/无线通信链路。
本公开的实施例提供了一种电子设备，包括：拾音器，用于采集现场环境声音并产生对应的音频信号；后端设备，具有音频处理模块和处理器，其中，音频处理模块用于通过识别输入自身的音频信号中所携带的信息而产生操作指令，处理器用于基于操作指令进行动作；以及频带限制模块，用于对拾音器产生的音频信号进行频带限制处理，并将限频后的音频信号提供给后端设备。
图1示意性示出了根据本公开实施例的电子设备和信号处理方法的应用场景。需要注意的是，图1所示仅为可以应用本公开实施例的场景的示例，以帮助本领域技术人员理解本公开的技术内容，但并不意味着本公开实施例不可以用于其他设备、系统、环境或场景。
如图1所示，本公开实施例的应用场景中可以包括声波发生器101和具有拾音功能的电子设备(例如笔记本电脑)102，其中，该声波发生器101可以用于发送声波，该电子设备102可以采集声波并执行相应处理操作。在声波发生器101向电子设备102发送声波时，由于该声波中可能包含有用于攻击电子设备102的高频超声波和/或低频超声波，因此，在电子设备102采集该声波并进行相应处理后，很有可能会严重威胁自身的安全。现有的解决方案是为电子设备102添加屏蔽设备或者构建防攻击环境。但是，由于正常情况下人类无法听到超声波(亦称海豚音)，因而通过向具有拾音功能的电子设备发送高频超声波音频指令进行入侵，人类无法感知，并且由于超声波发射功率强，直观不易感知，因而现有的解决方案即添加屏蔽设备或者构建防攻击环境开销太大。
鉴于此，本公开提供了一种电子设备，该电子设备可以包括拾音器，用于采集现场环境声音并产生对应的音频信号；后端设备，具有音频处理模块和处理器，其中，音频处理模块用于通过识别输入自身的音频信号中所携带的信息而产生操作指令，处理器用于基于操作指令进行动作；以及频带限制模块，用于对拾音器产生的音频信号进行频带限制处理，并将限频后的音频信号提供给后端设备。通过本公开实施例提供的电子设备，可以利用频带限制模块有效滤除无用频段信号的干扰，克服了添加屏蔽设备防范不佳或者构建防攻击环境开销太大的缺陷。
图2示意性示出了根据本公开实施例的电子设备的框图。
如图2所示，该电子设备200可以包括拾音器210、频带限制模块220和后端设备230，该后端设备230可以包括音频处理模块231和处理器232。其中：
拾音器210用于采集现场环境声音并产生对应的音频信号。
后端设备230具有音频处理模块231和处理器232，其中，音频处理模块231用于通过识别输入自身的音频信号中所携带的信息而产生操作指令，处理器232用于基于操作指令进行动作。
频带限制模块220用于对拾音器210产生的音频信号进行频带限制处理，并将限频后的音频信号提供给后端设备230。
在本公开的实施例中，电子设备200可以包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑以及其他带有拾音功能的设备等。
根据本公开的实施例，拾音器210可以包括麦克风，且拾音器210可以是数字拾音器，也可以是模拟拾音器。在拾音器210为数字拾音器时，其输出的音频信号为数字信号；在拾音器210为模拟拾音器时，其输出的音频信号为模拟信号。
根据本公开的实施例，后端设备230可以包括音频处理模块231和处理器232。其中，音频处理模块231可以具有识别音频信号的功能，例如，声卡。具体地，该音频处理模块231可以识别输入其自身的音频信号中所携带的信息，例如，可以识别该音频信号的电压所携带的信息，也可以识别该音频信号的相位所携带的信息，还可以识别该音频信号的频率所携带的信息。进一步，音频处理模块231可以基于识别出的信息产生相应的操作指令。
根据本公开的实施例，处理器232可以根据该操作指令进行动作。例如，处理器232上运行有支付程序，该操作指令为向特定联系人汇款，则处理器232可以打开该支付程序并执行向特定联系人汇款操作。
根据本公开的实施例，频带限制模块220可以为数字形式的频带限制模块，也可以为模拟形式的频带限制模块，例如，频带限制模块220为滤波器，则该滤波器可以为数字滤波器，也可以为模拟滤波器。在频带限制模块220为数字形式的频带限制模块时，其输出的限频后的音频信号为数字信号；在频带限制模块220为模拟形式的频带限制模块时，其输出的限频后的音频信号为模拟信号。
根据本公开的实施例，频带限制模块220可以具有限频功能，以滤除无用频段的信号。具体地，频带限制模块220可以对拾音器210产生的音频信号进行频带限制处理，并输出限频后的音频信号，且可以将该限频后的音频信号提供给后端设备230。该后端设备230中的音频处理模块231可以识别该限频后的音频信号所携带的信息并基于识别结果产生相应的操作指令，后端设备230的处理器232可以基于该操作指令进行相应的动作。
通过本公开的实施例，通过频带限制模块的限频作用，有效滤除了无用频段信号的干扰，不仅克服了添加屏蔽设备防范不佳或者构建防攻击环境开销太大的缺陷，还提高了当前有效频段的音频信号即限频后的音频信号的识别率。
作为一种可选的实施例，频带限制模块220可以设置在拾音器210中或者后端设备230中，或者设置在拾音器210与后端设备230之间的音频信号传输通道上。
在本公开的实施例中，频带限制模块220的设置位置可以包括多种，例如，可以设置在拾音器210中，也可以设置在后端设备230中，还可以设置在拾音器210与后端设备230之间的音频信号传输通道上。但是，需要说明的是，频带限制模块220的设置位置需满足：该频带限制模块220能够接收拾音器210产生的音频信号，以对该音频信号进行频带限制，且可以将限频后的音频信号提供给后端设备230。
例如，假设频带限制模块220设置在拾音器210中，则拾音器210最终输出的音频信号即为限频后的音频信号，且该限频后的音频信号可以被提供给后端设备230。
通过本公开的实施例，用户可以根据实际需求通过以上多种方式设置频带限制模块的位置，提高了设计的灵活性。
作为一种可选的实施例，后端设备230还可以用于发送频带限制指令信号和/或频带限制功能开关指令信号；频带限制模块220还可以用于根据频带限制指令信号调整对音频信号的频带限制范围，和/或根据频带限制功能开关指令信号开启频带限制功能或者关闭频带限制功能。
由于不同的后端设备230对频带限制模块220的频带限制的需求可能不同，因此本公开的实施例可以根据需求动态调控频带限制模块220的频带限制范围和/或开启或关闭频带限制功能。
在本公开的实施例中，假设后端设备230需要识别的音频对象为人类语言(频带范围为300hz～3.4khz)，则后端设备230可以通过处理器232向频带限制模块220发送频带限制指令信号，以使得该频带限制模块220可以根据该频带限制指令信号将频带限制范围调整为300hz～3.4khz。
需要说明的是，在频带限制模块220接收到多个频带限制指令信号时，可以根据该多个频带限制指令信号中优先级最高的频带限制指令信号调整频带限制范围。
根据本公开的实施例，用户还可以根据实际需求或场景决定是否需要频带限制功能。例如，在电子设备200处于安全位置时，用户可以通过输入设备(例如键盘)向电子设备200发送用于关闭频带限制功能的指令，进而处理器232可以根据指令向频带限制模块220发送频带限制功能开关指令信号，以关闭该频带限制模块220的频带限制功能。在电子设备200处于相对较危险的位置时，用户可以通过输入设备(例如键盘)向电子设备200发送用于开启频带限制功能的指令，进而处理器232可以根据指令向频带限制模块220发送频带限制功能开关指令信号，以开启该频带限制模块220的频带限制功能。
根据本公开的实施例，处理器232还可以向频带限制模块220发送频带限制指令信号和频带限制功能开关指令信号。例如，假设频带限制模块220的频带限制功能处于关闭状态，在需要接收频带范围为600hz～4khz的信号时，处理器232可以根据需求向频带限制模块220发送用于开启频带限制功能的频带限制功能开关指令信号，以及用于将频带限制范围调整为600hz～4khz的频带限制指令信号。
通过本公开的实施例，可以根据用户的实际需求动态调整频带限制模块的频带限制范围，和/或动态开启或关闭频带限制功能，不仅提高了设计的灵活性，还提高了用户的体验效果。
作为一种可选的实施例，频带限制模块220可以用于对拾音器210产生的音频信号进行滤波处理，以滤除其中包含的高频超声波信号和/或低频超声波信号。
在本公开的实施例中，频带限制模块220可以用于滤除高频超声波信号、或者低频超声波信号、或者高频超声波信号以及低频超声波信号，以防止不法分子通过音频攻击来入侵电子设备。但是，由于大多数的音频攻击采用的是人类无法听到的高频超声波信号，因此本公开的实施例优选为滤除音频信号中的高频超声波信号。
通过本公开的实施例，通过滤除音频信号中的高频超声波信号和/或低频超声波信号，可以有效抵抗音频攻击，以保证电子设备的安全；同时，通过滤除无用信号的干扰，可以有效提高对当前有效频段的识别效率。
作为一种可选的实施例，频带限制模块220可以包括带通滤波器或者低通滤波器。
在本公开的实施例中，在用户需要滤除的音频信号为高频超声波信号时，频带限制模块220可以包括带通滤波器或者低通滤波器，其中，带通滤波器的最高限制频点应该小于高频超声波信号的最低频点，低通滤波器的限制频点也应该小于高频超声波信号的最低频点。
根据本公开的实施例，在用户需要滤除的音频信号为低频超声波信号时，频带限制模块220可以包括带通滤波器或者高通滤波器，其中，带通滤波器的最低限制频点应该大于低频超声波信号的最高频点，高通滤波器的限制频点也应该大于低频超声波信号的最高频点。
根据本公开的实施例，为了更好地滤除无用信号(包括高频超声波信号和低频超声波信号)，频带限制模块220可以优选为带通滤波器，即带通滤波器的最高限制频点应该小于高频超声波信号的最低频点，且带通滤波器的最低限制频点应该大于低频超声波信号的最高频点。
通过本公开的实施例，根据需要滤除的信号选择对应的滤波器，不仅可以有效防止音频攻击，还可以提高滤除无用信号的准确性。
图3示意性示出了根据本公开实施例的电子设备的示意图。
如图3所示，电子设备300可以是上述电子设备200的一个实施例，该电子设备300可以包括但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑以及其他带有拾音功能的设备等。
在本公开的实施例中，电子设备300可以包括拾音器310、频带限制模块320和后端设备330，其中，后端设备330可以包括音频处理模块331和后端应用单元332。
根据本公开的实施例，可以在电子设备300的音频拾取处理子系统中加入频带限制模块320(如滤波器)，该频带限制模块320可以对拾音器310(如麦克风)传输过来的音频信号按后端应用单元332(如处理器)的频带限制要求进行滤波(例如，要求识别的音频对象是人类语言，则可将频带限制范围调整为300hz～3.4khz)，然后再将限频后的音频信号提供给音频处理模块331(如声卡)，该音频处理模块331可以识别限频后的音频信号所携带的信息而产生操作指令(包括但不限于音频指令)，并上报给后端应用单元332，后端应用单元332可以根据该操作指令进行动作。此外，后端应用单元332还可以根据实际需求向频带限制模块320发送频带限制指令信号以调整频带限制范围，和/或频带限制功能开关指令信号以开启或关闭频带限制功能。
通过本公开的实施例，通过采用在音频通路上添加受控频带限制模块，滤除音频信号中的高频超声波信号和/或低频超声波信号，可以实现保护电子设备不受攻击的目的。同时，由于频带限制模块能够有效过滤无关的其他频段的音频信号干扰，进而可以有效提高当前有效频段的音频信号对应的识别率。此外，本公开实施例的频带限制模块的频带限制范围(又称为限制频点)可根据实际需求动态调控，频带限制功能可动态开启或关闭，极大提高了实施的灵活性。
本公开提供了一种语音系统，该语音系统可以包括：拾音器和电子设备，其中本实施例中的电子设备及其功能和结构特点将在下文中阐述。
根据本公开的实施例，电子设备可以包括：频带限制模块，用于对来自外部拾音器的音频信号进行频带限制处理；音频处理模块，用于通过识别限频后的音频信号中所携带的信息而产生操作指令；处理器，用于基于操作指令进行动作。
在本公开的实施例中，拾音器可以用于采集现场环境声音并产生对应的音频信号，电子设备可以接收该音频信号并执行相应操作。由于电子设备上设置频带限制模块，该频带限制模块可以对音频信号进行频带限制处理，以滤除无用信号或者具有攻击性的信号，故而该电子设备可以具有防止音频攻击的性能。由于语音系统包括拾音器和上述功能和结构的电子设备，因此，该语音系统也具有防止音频攻击的性能。
图4示意性示出了根据本公开另一实施例的电子设备的框图。
如图4所示，该电子设备400可以包括频带限制模块410、音频处理模块420和处理器430。其中：
频带限制模块410用于对来自外部拾音器的音频信号进行频带限制处理。
音频处理模块420用于通过识别限频后的音频信号中所携带的信息而产生操作指令。
处理器430用于基于操作指令进行动作。
在本公开的实施例中，电子设备400可以是不包含拾音功能的后端设备，例如服务器。但是该电子设备400可以接收来自外部拾音设备的音频信号，例如，假设拾音设备为耳机，该耳机上的麦克风可以将声波转换为音频信号，在将耳机插入服务器后，服务器可以接收来自耳机的音频信号。
根据本公开的实施例，在电子设备400接收到来自外部拾音设备的音频信号后，该频带限制模块410可以对该音频信号进行频带限制处理，以滤除无用信号，且可以将限频后的音频信号发送给音频处理模块420。其中，该音频处理模块420可以具有识别音频信号的功能，例如，声卡。具体地，该音频处理模块420可以识别限频后的音频信号中所携带的信息，例如，可以识别该限频后的音频信号的电压所携带的信息，也可以识别该限频后的音频信号的相位所携带的信息，还可以识别该限频后的音频信号的频率所携带的信息。进而，该音频处理模块420可以基于识别出的信息产生相应的操作指令。
根据本公开的实施例，处理器430可以根据该操作指令进行动作。例如，该操作指令为输入“解锁密码”的指令，则处理器可以执行输入“解锁密码”的操作。由于，此时处理器430接收的操作指令为不具有攻击性的指令，故而其执行的操作也是相对安全的。
通过本公开的实施例，通过采用添加频带限制模块滤除高频超声波信号和/或低频超声波信号，不仅可以克服添加屏蔽设备防范不佳或者构建防攻击环境环境开销太大的缺陷，还可以实现保护电子设备不受攻击的目的。同时，由于频带限制模块能够有效过滤无关的其他频段的音频信号干扰，进而能有效提高当前有效频段的音频信号对应的识别率。
本公开提供了另一种语音系统，该语音系统可以包括：拾音器和电子设备，其中本实施例中的电子设备及其功能和结构特点将在下文中阐述。
根据本公开的实施例，电子设备可以包括：频带限制模块，用于对来自外部拾音器的音频信号进行频带限制处理；输出模块，用于针对限频后的音频信号输出对应的语音；和/或录音模块，用于针对限频后的音频信号进行录音。
需要说明的是，本公开实施例的电子设备可以包括有频带限制模块和输出模块，例如监听设备；还可以包括有频带限制模块、输出模块和录音模块，例如具有录音功能的监听设备；还可以包括有频带限制模块和录音模块，例如录音机。其中，上述输出模块可以为扬声器，上述录音模块可以为录音芯片。
在本公开的实施例中，为了使上述语音系统具有防止音频攻击的功能，可以在电子设备上添加频带限制模块，以通过频带限制模块对拾音器传输过来的音频信号进行频带限制处理，滤除无用信号或者具有攻击性的信号，进而可以保证语音系统的安全性。
下面以语音系统包括拾音器和电子设备，且电子设备包括频带限制模块、输出模块和录音模块为例，展开介绍。
图5示意性示出了根据本公开另一实施例的电子设备的框图。
如图5所示，该电子设备500可以包括频带限制模块510、输出模块520和录音模块530。其中：
频带限制模块510用于对来自外部拾音器的音频信号进行频带限制处理。
输出模块520用于针对限频后的音频信号输出对应的语音。
录音模块530用于针对限频后的音频信号进行录音。
在本公开的实施例中，语音系统可以包括拾音器和电子设备500，该电子设备500可以是不包含拾音功能的后端设备，比如具有录音功能的监听设备，且该语音系统可以应用在需要监听的场景中，例如，审讯犯人。
具体地，在监听过程中，可以通过拾音器采集现场环境声音(例如犯人口供)并产生对应的音频信号，电子设备500可以接收该音频信号并进行相应处理，最终输出对应的语音以实现监听功能。进一步，为了防止监听被干扰，可以在电子设备500中添加频带限制模块510，该频带限制模块510可以对来自拾音器的音频信号进行频带限制处理，以滤除无用信号并输出限频后的音频信号，此时，电子设备500中的输出模块520(例如，扬声器)可以针对该限频后的音频信号输出对应的语音，从而可以有效防止因外界干扰导致的监听失败。此外，电子设备500还可以利用录音模块530(例如录音芯片)针对限频后的音频信号进行录音。
通过本公开的实施例，通过频带限制模块滤除高频超声波信号和/或低频超声波信号，可以实现保护电子设备不受攻击的目的。同时，由于频带限制模块能够有效过滤其他无关频段的音频信号干扰，进而能有效提高当前有效频段的音频信号对应的识别率。
本公开提供了再一种语音系统，该语音系统可以包括：拾音器和能够进行音频信号识别并基于识别结果进行动作的电子设备，其中本实施例中的拾音器及其功能和结构特点将在下文中阐述。
根据本公开的实施例，该拾音器可以包括拾音模块，用于采集现场环境声音并产生对应的音频信号；频带限制模块，用于对拾音模块产生的音频信号进行频带限制处理，并将限频后的音频信号提供给外部后端设备。
在本公开的实施例中，为了使该语音系统具有防止音频攻击的性能，可以在拾音器中添加频带限制模块，并对由拾音模块产生的音频信号进行限频，以滤除该音频信号中携带的无用信号或者具有攻击性的信号。进一步，可以将限频后的音频信号即安全的信号传送给能够进行音频信号识别并基于识别结果进行动作的电子设备，以便可以保证该电子设备的安全性，进而可以保证整个语音系统避免音频攻击的危害。
图6示意性示出了根据本公开实施例的拾音器的框图。
如图6所示，该拾音器600可以包括拾音模块610和频带限制模块620。其中：
拾音模块610用于采集现场环境声音并产生对应的音频信号。
频带限制模块620用于对拾音模块610产生的音频信号进行频带限制处理，并将限频后的音频信号提供给外部后端设备。
在本公开的实施例中，拾音器600可以包括麦克风。在该拾音器600中，可以添加频带限制模块620，该频带限制模块620可以接收拾音模块610采集现场环境声音产生的音频信号，并对该音频信号进行频带限制处理，以输出限频后的音频信号。
根据本公开的实施例，拾音器600可以与外部后端设备结合使用，比如将限频后的音频信号提供给外部后端设备。
例如，拾音器600为耳机，外部后端设备为服务器，则可以将耳机插入服务器中，以便可以将限频后的音频信号提供给服务器，进而可以有效防止服务器遭受音频攻击，为服务器的安全提供了可靠的保障。
通过本公开的实施例，通过将设置有频带限制模块的拾音器与外部后端设备结合使用，可以将限频后的音频信号即安全的信号提供给外部后端设备，进而可以有效防止不法分子利用音频攻击入侵外部后端设备。
本公开还提供了一种信号处理方法，应用于电子设备，其中：该电子设备可以包括：拾音器、后端设备和频带限制模块，后端设备具有音频处理模块和处理器；该信号处理方法可以包括：通过拾音器采集现场环境声音并产生对应的音频信号；通过频带限制模块对音频信号进行频带限制处理，并输出限频后的音频信号；使音频处理模块通过识别限频后的音频信号中所携带的信息而产生操作指令；以及使处理器基于操作指令进行动作。
图7示意性示出了根据本公开实施例的信号处理方法的流程图。
如图7所示，该信号处理方法可以包括操作s701～s704。
在操作s701，通过拾音器采集现场环境声音并产生对应的音频信号。
在操作s702，通过频带限制模块对音频信号进行频带限制处理，并输出限频后的音频信号。
在操作s703，使音频处理模块通过识别限频后的音频信号中所携带的信息而产生操作指令。
在操作s704，使处理器基于操作指令进行动作。
通过本公开的实施例，通过频带限制模块的限频作用，有效滤除了无用频段信号的干扰，不仅克服了添加屏蔽设备防范不佳或者构建防攻击环境环境开销太大的缺陷，还提高了当前有效频段的音频信号即限频后的音频信号的识别率。
本公开还提供了一种信号处理方法，应用于电子设备，其中：该电子设备可以包括：频带限制模块、音频处理模块和处理器；该信号处理方法可以包括：通过频带限制模块对来自外部拾音器的音频信号进行频带限制处理；使音频处理模块通过识别限频后的音频信号中所携带的信息而产生操作指令；以及使处理器基于操作指令进行动作。
图8示意性示出了根据本公开另一实施例的信号处理方法的流程图。
如图8所示，该信号处理方法可以包括操作s801～s803。
在操作s801，通过频带限制模块对来自外部拾音器的音频信号进行频带限制处理。
在操作s802，使音频处理模块通过识别限频后的音频信号中所携带的信息而产生操作指令。
在操作s803，使处理器基于操作指令进行动作。
通过本公开的实施例，通过采用添加频带限制模块滤除高频超声波信号和/或低频超声波信号，不仅可以克服添加屏蔽设备防范不佳或者构建防攻击环境环境开销太大的缺陷，还可以实现保护电子设备不受攻击的目的。同时，由于频带限制模块能够有效过滤无关的其他频段的音频信号干扰，进而能有效提高当前有效频段的音频信号对应的识别率。
需要说明的是，本公开实施例中的频带限制模块均可以满足如下所述：
根据本公开的实施例，频带限制模块可以根据频带限制指令动态调控频带限制范围，还可以根据频带限制功能开关指令信号开启或者关闭频带限制功能。
根据本公开的实施例，频带限制模块可以为数字形式的频带限制模块，也可以为模拟形式的频带限制模块，例如，频带限制模块为滤波器，则该滤波器可以为数字滤波器，也可以为模拟滤波器。在频带限制模块为数字形式的频带限制模块时，其输出的限频后的音频信号为数字信号；在频带限制模块为模拟形式的频带限制模块时，其输出的限频后的音频信号为模拟信号。
根据本公开的实施例，在用户需要滤除的音频信号为高频超声波信号时，频带限制模块可以包括带通滤波器或者低通滤波器，其中，带通滤波器的最高限制频点应该小于高频超声波信号的最低频点，低通滤波器的限制频点也应该小于高频超声波信号的最低频点。在用户需要滤除的音频信号为低频超声波信号时，频带限制模块可以包括带通滤波器或者高通滤波器，其中，带通滤波器的最低限制频点应该大于低频超声波信号的最高频点，高通滤波器的限制频点也应该大于低频超声波信号的最高频点。
根据本公开的实施例，为了更好地滤除无用信号(包括高频超声波信号和低频超声波信号)，频带限制模块可以优选为带通滤波器，即带通滤波器的最高限制频点应该小于高频超声波信号的最低频点，且带通滤波器的最低限制频点应该大于低频超声波信号的最高频点。
图9示意性示出了根据本公开实施例的适于实现信号处理方法的计算机系统的框图。图9示出的计算机系统仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图9所示，计算机系统900包括拾音器910、频带处理模块920、音频处理模块930、处理器940和计算机可读存储介质950。该计算机系统900可以执行根据本公开实施例的方法。
具体地，拾音器910可以用于采集现场环境声音并产生对应的音频信号。频带处理模块920可以对音频信号进行频带限制处理，并输出限频后的音频信号。音频处理模块930可以通过识别限频后的音频信号中所携带的信息而产生操作指令，处理器940可以基于操作指令进行动作。
处理器940例如可以包括通用微处理器、指令集处理器和/或相关芯片组和/或专用微处理器(例如，专用集成电路(asic))，等等。处理器940还可以包括用于缓存用途的板载存储器。处理器940可以是用于执行根据本公开实施例的方法流程的不同动作的单一处理单元或者是多个处理单元。
计算机可读存储介质950，例如可以是能够包含、存储、传送、传播或传输指令的任意介质。例如，可读存储介质可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置、器件或传播介质。可读存储介质的具体示例包括：磁存储装置，如磁带或硬盘(hdd)；光存储装置，如光盘(cd-rom)；存储器，如随机存取存储器(ram)或闪存；和/或有线/无线通信链路。
计算机可读存储介质950可以包括计算机程序951，该计算机程序951可以包括代码/计算机可执行指令，其在由处理器940执行时使得处理器940执行根据本公开实施例的方法或其任何变形。
计算机程序951可被配置为具有例如包括计算机程序模块/单元的计算机程序代码。例如，在示例实施例中，计算机程序951中的代码可以包括一个或多个程序模块，例如包括模块951a、模块951b、……。应当注意，模块的划分方式和个数并不是固定的，本领域技术人员可以根据实际情况使用合适的程序模块或程序模块组合，当这些程序模块组合被处理器940执行时，使得处理器940可以执行根据本公开实施例的方法或其任何变形。
本公开还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的设备/装置/系统中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备/装置/系统中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被执行时，实现：通过拾音器采集现场环境声音并产生对应的音频信号；通过频带限制模块对音频信号进行频带限制处理，并输出限频后的音频信号；使音频处理模块通过识别限频后的音频信号中所携带的信息而产生操作指令；以及使处理器基于操作指令进行动作。
根据本公开的实施例，计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、有线、光缆、射频信号等等，或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。
尽管已经参照本公开的特定示例性实施例示出并描述了本公开，但是本领域技术人员应该理解，在不背离所附权利要求及其等同物限定的本公开的精神和范围的情况下，可以对本公开进行形式和细节上的多种改变。因此，本公开的范围不应该限于上述实施例，而是应该不仅由所附权利要求来进行确定，还由所附权利要求的等同物来进行限定。