一种用户登录解锁方法、装置与流程

本发明实施例涉及用户权限验证领域，特别涉及一种用户登录解锁方法、装置。

背景技术：

近年来，随着移动互联网的快速发展，手机、平板电脑等移动终端上安装的应用程序越来越多，存储的个人隐私数据也越来越多。出于对用户隐私数据的保护，移动终端厂商在终端操作系统中向用户提供了声纹解锁方式，利用声纹所具有的唯一性，验证用户是否具有解锁权限，具体过程为：移动终端采集用户的语音信息并从该语音信息中提取声纹特征，将所述声纹特征和移动终端中预先存储的声纹特征进行比对，若匹配，则声纹验证通过，则屏幕解锁，用户可使用手机的各种功能。与此类似的，其他终端如车机也采用了类似的用户登录解锁方法。

然而，声纹特征存在被模仿的可能性，因此，针对声纹解锁方法也有许多可以攻击的方法，例如录音回放，即移动终端用户在使用声纹解锁的过程中，非法的第三方可能会使用录音等手段来获取用户的语音信息，从而通过播放录音非法解锁用户的移动终端，导致用户的个人隐私数据遭到泄露。

此外，语音合成技术也可能被用于攻击声纹解锁系统，在移动终端用户在使用声纹解锁的过程中，非法的第三方还可能实时提取该用户的声纹特征，并采用语音合成技术得到能够解锁该用户的移动终端的声音信号。

可见，现有的声纹解锁仍然具有较大的安全隐患，容易造成个人隐私数据的泄露，给用户带来经济损失。

技术实现要素：

针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种用户登录解锁方法、装置。

本发明实施例提供了一种用户登录解锁方法，具体包括：

步骤101，采集声音信号，所述声音信号由第一声音信号和第二声音信号叠加而成；

步骤102，从所述声音信号中分离出第一声音信号和第二声音信号；

步骤103，基于所述第一声音信号中提取声纹特征，判断所述声纹特征与预设声纹特征是否一致；判断所述第二声音信号是否符合预设条件；

步骤104，若步骤103的两个判断结果均为是，则执行解锁操作。

本发明实施例提供了一种用户登录解锁装置，具体包括：

采集单元，用于采集声音信号，所述声音信号由第一声音信号和第二声音信号叠加而成；

分离单元，用于从所述声音信号中分离出第一声音信号和第二声音信号；

判断单元，用于基于所述第一声音信号中提取声纹特征，判断所述声纹特征与预设声纹特征是否一致；还用于判断所述第二声音信号是否符合预设条件；

解锁单元，用于若所述判断单元判断得到的两个判断结果均为是时，执行解锁操作。

优选的，所述第一声音信号为用户说话所发出的声音信号。

优选的，所述第一声音信号为内容相关声音信号、内容无关声音信号、有限内容相关声音信号。

优选的，内容相关声音信号是指用户说出预设内容所发出的声音信号；

内容无关声音信号是用户随意地说出任意内容所发出的声音信号；

有限内容相关声音信号是指用户说出所述装置提示的随机生成的内容所发出的声音信号；

所述装置还包括提示单元，用于提示用户随机生成的内容。

优选的，所述提示单元具体为通过显示方式提示或通过语音方式提示。

优选的，所述第二声音信号为：在用户说出所述第一声音信号的时间段内，利用除嘴巴以外的其他身体部位所发出的声音信号。

优选的，所述分离单元基于声音信号的频率进行所述分离。

优选的，所述分离单元用于对所述声音信号进行傅里叶变换处理，得到所述声音信号在不同频率上的分量，进而利用频率分离得到所述第一声音信号和所述第二声音信号。

优选的，所述判断单元具体用于：

先判断所述第一声音信号的声纹特征与预设声纹特征是否一致，再判断所述第二声音信号是否符合预设条件；或者，

先判断所述第二声音信号是否符合预设条件，再判断所述第一声音信号的声纹特征与预设声纹特征是否一致；或者，

判断所述第一声音信号的声纹特征与预设声纹特征是否一致和判断所述第二声音信号是否符合预设条件同时执行。

优选的，所述声纹特征包括谱包络参数、基音轮廓、共振峰、感知线性预测系数、倒谱系数中的至少一项。

优选的，所述判断单元具体为：

判断所述声纹特征和预设声纹特征之间的相似度，当相似度大于预设阈值时，则判断声纹特征与预设声纹特征一致；或者，

采用矢量量化方法判断所述声纹特征与预设声纹特征是否一致；或者，

采用隐式马尔可夫模型方法所述声纹特征与预设声纹特征是否一致。

优选的，所述判断单元判断第二声音信号是否符合预设条件，具体为：判断第二声音信号的波形是否与预设信号的波形相同，如果是，则判断所述第二声音信号符合所述预设条件。

优选的，所述预设信号可以为一个或多个，当所述预设信号为多个时，只要第二声音信号的波形与多个预设信号中一个预设信号的波形相同，则判断第二声音信号与预设信号相同。

优选的，所述判断单元判断第二声音信号是否符合预设条件，具体为：确定所述第二声音信号在时间维度上的起点t2相对于第一声音信号在时间维度上的起点t1的偏移，确定该偏移是否与预设时间偏移相等，如果是，则判断所述第二声音信号符合所述预设条件。

优选的，所述第二声音信号可以为一个或多个，其中，所述多个第二声音信号可以分布在所述第一声音信号持续时间段内的不同时间点。

优选的，所述装置进一步包括语音识别单元，用于在所述第一声音信号为所述内容相关声音信号时，对所述第一声音信号进行语音识别；

所述判断单元还用于判断所述第一声音信号的内容与预设内容是否一致；

所述解锁单元，还用于若所述判断单元判断得到的三个判断结果均为是时，执行解锁操作。

优选的，所述装置进一步包括语音识别单元，用于在所述第一声音信号为所述有限内容相关声音信号时，对所述第一声音信号进行语音识别；

所述判断单元还用于判断所述第一声音信号的内容与所述提示单元提示的随机生成的内容是否一致；

所述解锁单元，还用于若所述判断单元判断得到的三个判断结果均为是时，执行解锁操作。

优选的，所述装置还包括注册单元，用于采集用户的第一训练声音信号，提取所述第一训练声音信号的声纹特征得到预设声纹特征，存储所述预设声纹特征。

优选的，所述采集用户的第一训练声音信号重复执行多次。

优选的，所述注册单元进一步用于：接收用户设置的预设时间偏移，或者，采集用户的第二训练声音信号，存储第二训练声音信号的波形。

优选的，所述采集用户的第二训练声音信号重复执行多次。

本发明实施例提供了一种用户登录解锁装置，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器存储可被处理器执行的计算机指令，当处理器执行上述计算机指令时，实现如上所述的方法。

本发明实施例提供了一种终端，包括如上所述的用户登录解锁装置。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令用于实现如上所述的方法。

通过本发明的用户登录解锁方法、装置，能够防止个人隐私数据的泄露，提升用户登录解锁的安全性和隐私性，避免用户的经济损失。

附图说明

图1是本发明一个实施例中的用户登录解锁方法。

图2是本发明一个实施例中的用户登录解锁装置。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明的用户登录解锁方法具体用于终端。其中，终端可以为任意的设备，包括但不限于以下列出的终端类型：(1)移动终端，例如手机、无线电话、笔记本电脑、上网本、数字广播接收器、pda(个人数字助理)、pad(平板电脑)、pmp(便携式多媒体播放器)、mp3、mp4、相机、电子书阅读器(如kindle)、导航装置、可穿戴设备等；(2)固定终端，如智能门禁室内机、智能锁、台式计算机、dvd播放器、电视机、音箱、冰箱、空调、吸尘器、烤箱、微波炉、洗衣机、空气净化器、机顶盒、电视盒子等；(3)汽车中控，例如车机等；(4)任何人均可使用、但仅向特定人群提供开启、设置、维护等操作的设备，如医院的检查设备(例如核磁共振机器、ct设备)，位于商场、餐厅、营业厅、银行或景点的自助设备等。

参见图1，本发明的用户登录解锁方法具体包括：

步骤101，采集声音信号，所述声音信号由第一声音信号和第二声音信号叠加而成；

步骤102，从所述声音信号中分离出第一声音信号和第二声音信号；

步骤103，基于所述第一声音信号中提取声纹特征，判断所述声纹特征与预设声纹特征是否一致；判断所述第二声音信号是否符合预设条件；

步骤104，若步骤103的两个判断结果均为是，则执行解锁操作。

以下对本发明的用户登录解锁方法进行具体说明。

在步骤101中，通过终端的声音采集装置如麦克风等采集声音信号。

第一声音信号为用户说话所发出的声音信号，具体可以为内容相关声音信号、内容无关声音信号、有限内容相关声音信号。其中，内容相关声音信号是指用户说出预设内容所发出的声音信号；内容无关声音信号是用户随意地说出任意内容所发出的声音信号；有限内容相关声音信号是指用户说出终端提示的随机生成的内容所发出的声音信号，其中，提示方式可以为终端显示提示或终端语音提示。

第二声音信号可以为：在用户说出第一声音信号的时间段内，利用除嘴巴以外的其他身体部位所发出的声音信号，例如，用手指敲击手机发出的声音、用手指敲击桌面或者墙壁发出的声音、拍手发出的声音、跺脚发出的声音等。

步骤102中，分离声音信号具体为基于声音信号的频率进行分离。由于第一声音信号是用户说话所发出的声音，而第二声音信号是用户利用除嘴巴以外的其他身体部位所发出的声音信号，不同的发声方式导致这两个声音信号在频率上的分布不同，因此，可以将步骤101采集得到的声音信号进行傅里叶变换处理，得到声音信号在不同频率上的分量，进而利用频率分离得到第一声音信号和第二声音信号。此外，还可以采用其他方式分离第一声音信号和第二声音信号，本发明不对此进行限定。

在步骤103中，基于所述第一声音信号中提取声纹特征，判断所述声纹特征与预设声纹特征是否一致；判断所述第二声音信号是否符合预设条件。具体执行时，可以先判断所述第一声音信号的声纹特征与预设声纹特征是否一致，再判断所述第二声音信号是否符合预设条件；也可以先判断所述第二声音信号是否符合预设条件，再判断所述第一声音信号的声纹特征与预设声纹特征是否一致；还可以同时执行上述两个判断过程，本发明不对此进行限定。

步骤103中，从所述第一声音信号中提取声纹特征，可以采用现有技术中的任意一种提取方法。所述声纹特征包括：谱包络参数、基音轮廓、共振峰、感知线性预测系数、倒谱系数等参数中的至少一项。

步骤103中，判断所述声纹特征与预设声纹特征是否一致，具体可以为判断所述声纹特征和预设声纹特征之间的相似度，当相似度大于预设阈值时，则判断声纹特征与预设声纹特征一致。上述预设阈值越大，则终端声纹识别的灵敏度越高，而预设阈值越小，则终端声纹识别的灵敏度越低，允许用户在登录解锁时的发音与注册声纹解锁时的发音存在一定的不同。在另一个实施例中，判断所述声纹特征与预设声纹特征是否一致，具体可以采用矢量量化(vq)方法。在另一个实施例中，判断所述声纹特征与预设声纹特征是否一致，具体可以采用隐式马尔可夫模型(hmm)方法。本发明不对此进行限定。

步骤103中，第二声音信号是否符合预设条件，可以为：判断第二声音信号的波形是否与预设信号的波形相同，如果是，则判断第二声音信号符合预设条件。其中，预设信号可以为一个或多个，当预设信号为多个时，只要第二声音信号的波形与多个预设信号中一个预设信号的波形相同，即认为第二声音信号与预设信号相同。这样设置的好处在于用户在注册过程中设置多个预设信号，而在用户登录解锁时，可以根据其所处环境选择发出的第二声音信号种类，例如当用户处于办公室时，可以选择用手指敲击桌面发出第二声音信号，而当用户处于地铁内时，可以选择用手指交集手机发出第二声音信号，从而可以避免噪声引起的登录验证失败，无需用户在失败时多次重新进行登录验证，提高用户体验。在该实施例中，用户可在第一声音信号持续时间段内的任意时间点发出第二声音信号，即用户可以在说出第一声音信号的开始、中间或者结尾发出第二声音信号，只要第二声音信号的波形与预设信号相同，即可验证成功。由于第二声音信号在时间维度上具有不确定性，因此，在一定程度上能够迷惑非法第三方，使得非法第三方难以通过多次观察来总结得到解锁方式。

步骤103中，判断第二声音信号是否符合预设条件，还可以为：确定所述第二声音信号在时间维度上的起点t2相对于第一声音信号在时间维度上的起点t1的偏移，确定该偏移是否与预设时间偏移相等，如果是，则判断第二声音信号符合预设条件。此时，用户仅能在第一声音信号持续时间段内的特定时间点发出第二声音信号，但第二声音信号可以为任意的声音信号，而不局限于终端事先采集并记录在系统中的预设信号。由于第二声音信号是不固定的，因此，在一定程度上能够迷惑非法第三方，使得非法第三方难以通过多次观察来总结得到解锁方式。

优选的，第二声音信号可以为一个或多个，其中，多个第二声音信号可以分布在第一声音信号持续时间段内的不同时间点。

步骤104中，若步骤103的两个判断结果均为是，则执行解锁操作，否则，保持锁定状态。

优选的，在第一声音信号为内容相关声音信号时，步骤103进一步包括，对第一声音信号进行语音识别，判断第一声音信号的内容与预设内容是否一致，此时，步骤104进一步为若步骤103的三个判断结果均为是，则执行解锁操作，上述三个判断结果中只要有一者的判断结果为否，则保持锁定状态。上述三个判断过程的执行顺序可以为任意顺序，也可以同时执行。

优选的，在第一声音信号为有限内容相关声音信号时，步骤103进一步包括，对第一声音信号进行语音识别，判断第一声音信号的内容与终端提示的随机生成的内容是否一致，此时，步骤104进一步为若步骤103的三个判断结果均为是，则执行解锁操作。上述三个判断结果中只要有一者的判断结果为否，则保持锁定状态。上述三个判断过程的执行顺序可以为任意顺序，也可以同时执行。

优选的，在步骤101之前，还包括：注册步骤，用于采集用户的第一训练声音信号，提取该第一训练声音信号的声纹特征得到预设声纹特征，存储所述预设声纹特征。上述注册步骤中的采集用户的第一训练声音信号可以重复执行多次，以保证提取到的预设声纹特征的准确性和稳定性。

优选的，所述注册步骤还可以包括：接收用户设置的预设时间偏移，或者，采集用户的第二训练声音信号，存储第二训练声音信号的波形。优选的，上述采集用户的第二训练声音信号可以重复执行多次，以保证所存储的波形的准确性和稳定性。

通过本发明的方案，采用声纹解锁的同时，采用常用动作发出其他特殊的第二声音信号，如敲击手机、敲击桌面、拍手、跺脚等，终端接收到用户说出的第一声音信号和上述常用动作发出的第二声音信号后，从第一声音信号中提取声纹特征并与预设声纹特征进行比对，判断二者是否一致，并判断第二声音信号是否符合预设条件，当二者判断结果均为是时，才解锁终端。由于上述常用动作较为细微，不易被人发觉，或者即使被人发觉，也不会认为是用于解锁手机，从而避免非法第三方采用录音等方式模仿用户声音并非法解锁用户手机。因此，本发明的方法提升了用户登录解锁的安全性和隐私性，能够防止个人隐私数据的泄露，避免用户的经济损失。

本发明实施例提供了一种用户登录解锁装置，如图2所示，该装置具体包括：

采集单元，用于采集声音信号，所述声音信号由第一声音信号和第二声音信号叠加而成；

分离单元，用于从所述声音信号中分离出第一声音信号和第二声音信号；

判断单元，用于基于所述第一声音信号中提取声纹特征，判断所述声纹特征与预设声纹特征是否一致；还用于判断所述第二声音信号是否符合预设条件；

解锁单元，用于若所述判断单元判断得到的两个判断结果均为是时，执行解锁操作。

优选的，所述第一声音信号为用户说话所发出的声音信号。

优选的，所述第一声音信号为内容相关声音信号、内容无关声音信号、有限内容相关声音信号。

优选的，内容相关声音信号是指用户说出预设内容所发出的声音信号；

内容无关声音信号是用户随意地说出任意内容所发出的声音信号；

有限内容相关声音信号是指用户说出所述装置提示的随机生成的内容所发出的声音信号；

所述装置还包括提示单元，用于提示用户随机生成的内容。

优选的，所述提示单元具体为通过显示方式提示或通过语音方式提示。

优选的，所述第二声音信号为：在用户说出所述第一声音信号的时间段内，利用除嘴巴以外的其他身体部位所发出的声音信号。

优选的，所述分离单元基于声音信号的频率进行所述分离。

优选的，所述分离单元用于对所述声音信号进行傅里叶变换处理，得到所述声音信号在不同频率上的分量，进而利用频率分离得到所述第一声音信号和所述第二声音信号。

优选的，所述判断单元具体用于：

先判断所述第一声音信号的声纹特征与预设声纹特征是否一致，再判断所述第二声音信号是否符合预设条件；或者，

先判断所述第二声音信号是否符合预设条件，再判断所述第一声音信号的声纹特征与预设声纹特征是否一致；或者，

判断所述第一声音信号的声纹特征与预设声纹特征是否一致和判断所述第二声音信号是否符合预设条件同时执行。

优选的，所述声纹特征包括谱包络参数、基音轮廓、共振峰、感知线性预测系数、倒谱系数中的至少一项。

优选的，所述判断单元具体为：

判断所述声纹特征和预设声纹特征之间的相似度，当相似度大于预设阈值时，则判断声纹特征与预设声纹特征一致；或者，

采用矢量量化方法判断所述声纹特征与预设声纹特征是否一致；或者，

采用隐式马尔可夫模型方法所述声纹特征与预设声纹特征是否一致。

优选的，所述判断单元判断第二声音信号是否符合预设条件，具体为：判断第二声音信号的波形是否与预设信号的波形相同，如果是，则判断所述第二声音信号符合所述预设条件。

优选的，所述预设信号可以为一个或多个，当所述预设信号为多个时，只要第二声音信号的波形与多个预设信号中一个预设信号的波形相同，则判断第二声音信号与预设信号相同。

优选的，所述判断单元判断第二声音信号是否符合预设条件，具体为：确定所述第二声音信号在时间维度上的起点t2相对于第一声音信号在时间维度上的起点t1的偏移，确定该偏移是否与预设时间偏移相等，如果是，则判断所述第二声音信号符合所述预设条件。

优选的，所述第二声音信号可以为一个或多个，其中，所述多个第二声音信号可以分布在所述第一声音信号持续时间段内的不同时间点。

优选的，所述装置进一步包括语音识别单元，用于在所述第一声音信号为所述内容相关声音信号时，对所述第一声音信号进行语音识别；

所述判断单元还用于判断所述第一声音信号的内容与预设内容是否一致；

所述解锁单元，还用于若所述判断单元判断得到的三个判断结果均为是时，执行解锁操作。

优选的，所述装置进一步包括语音识别单元，用于在所述第一声音信号为所述有限内容相关声音信号时，对所述第一声音信号进行语音识别；

所述判断单元还用于判断所述第一声音信号的内容与所述提示单元提示的随机生成的内容是否一致；

所述解锁单元，还用于若所述判断单元判断得到的三个判断结果均为是时，执行解锁操作。

优选的，所述装置还包括注册单元，用于采集用户的第一训练声音信号，提取所述第一训练声音信号的声纹特征得到预设声纹特征，存储所述预设声纹特征。

优选的，所述采集用户的第一训练声音信号重复执行多次。

优选的，所述注册单元进一步用于：接收用户设置的预设时间偏移，或者，采集用户的第二训练声音信号，存储第二训练声音信号的波形。

优选的，所述采集用户的第二训练声音信号重复执行多次。

本发明实施例提供了一种用户登录解锁装置，所述计算机设备包括处理器和存储器，所述存储器存储可被处理器执行的计算机指令，当处理器执行上述计算机指令时，实现如上所述的方法。

本发明实施例提供了一种终端，包括如上所述的用户登录解锁装置。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令用于实现如上所述的方法。

可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。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。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可以包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、闪存、可擦式可编程只读存储器(eprom)、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。在本文件中，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。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码

以上说明只是为了方便理解本发明而举出的例子，不用于限定本发明的范围。在具体实现时，本领域技术人员可以根据实际情况对装置的部件进行变更、增加、减少，在不影响方法所实现的功能的基础上可以根据实际情况对方法的步骤进行变更、增加、减少或改变顺序。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域技术人员应当理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同替换所限定，在未经创造性劳动所作的改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。