[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 本申请要求于 2016年 3月 31日提交中国专利局、 申请号为 201610196764.1、 发明 名称为"一种声音密码幵锁方法及密码锁"的中� ��专利申请的优先权， 其全部内容 通过引用结合在本申请中。

技术领域

[0003] 本发明涉及一种声音密码幵锁方法及密码锁。

背景技术

[0004] 市面上现有的锁有 NFC锁、 指纹锁和按键密码锁， NFC锁使用的卡容易被破坏

， 按键密码锁和指纹锁可通过银粉破解。

[0005] 目前的声音密码锁， 仅能通过特定的音频文件 （如音乐） 作为秘钥来解锁， 但 是其解锁处理算法简单， 很容易被监听并被他人复制利用解锁， 安全性能差。 技术问题

[0006] 本发明为了解决现有密码锁容易被破解、 安全性能低的技术问题， 提出了一种 声音密码幵锁方法及密码锁， 基于自适应噪声抵消处理， 提高了密码锁的安全 性。

问题的解决方案

技术解决方案

[0007] 一种声音密码锁解锁方法， 包括以下解锁步骤：

[0008] (11) 、 采集用户播放的声音密码信号， 并进行模数转换；

[0009] (12) 、 将转换后的声音密码信号输入至自适应噪声抵 消模块的参考信号输入 端， 将原始信号输入至自适应噪声抵消模块的原始 信号输入端， 进行自适应噪 声抵消计算， 输出第一输出信号；

[0010] (13) 、 计算第一输出信号与原始信号的差异；

[0011] (14) 、 将第一输出信号与原始信号的差异与标准差异 进行比较， 若一致， 则 判断为声音密码信号正确， 控制电机驱动锁芯进行幵锁， 否则不幵锁。 [0012] 进一步的， 步骤 （13) 中计算第一输出信号与原始信号的信噪比增益 ；

[0013] 步骤 （14) 中将所述信噪比增益与标准信噪比增益进行比 较， 若一致， 则判断 为声音密码信号正确， 控制电机驱动锁芯进行幵锁， 否则不幵锁。

[0014] 进一步的， 在解锁步骤之前， 还包括计算标准信噪比增益的步骤：

[0015] (01) 、 获取原始信号和标准参考信号， 所述采集原始信号和标准参考信号均 为数字信号形式；

[0016] (02) 、 将原始信号输入至自适应噪声抵消模块的原始 信号输入端， 将标准参 考信号输入至自适应噪声抵消模块的参考信号 输入端， 进行自适应噪声抵消计 算， 输出第二输出信号；

[0017] (03) 、 计算第二输出信号与原始信号的信噪比增益， 即为标准信噪比增益。

[0018] 进一步的， 步骤 （13) 中， 原始信号自适应噪声抵消前后的信噪比增益计 算方 法如下：

[0019] (131) 、 计算第一输出信号的信噪比；

[0020] (132) 、 计算原始信号的信噪比；

[0021] (133) 、 计算第一输出信号的信噪比与原始信号的信噪 比的差值， 即为第一 输出信号与原始信号的信噪比增益。

[0022] 进一步的， 所述原始信号为将原始模拟信号进行模数转换 得到。

[0023] 进一步的， 步骤 （11) 中对声音密码信号进行模数转换吋采用的采样 频率与原 始模拟信号进行模数转换吋的采样频率相同。

[0024] 进一步的， 所述标准参考信号为单频噪声信号。

[0025] 基于上述的声音密码幵锁方法， 本发明同吋提出了一种声音密码锁， 包括：

[0026] 声音信号采集模块， 用于采集用户播放的声音密码信号；

[0027] A/D转换模块， 用于将采集的声音密码信号进行模数转换；

[0028] 自适应噪声抵消模块， 用于将转换后的声音密码信号和原始信号进行 自适应噪 声抵消计算， 并输出第一输出信号；

[0029] 控制模块， 用于计算第一输出信号与原始信号的信噪比增 益， 将所述信噪比增 益与标准信噪比增益进行比较， 若一致， 则判断为声音密码信号正确， 控制电 机驱动锁芯进行幵锁， 否则不幵锁。 [0030] 进一步的， 所述自适应噪声抵消模块为自适应滤波器。

[0031] 进一步的， 还包括存储模块， 用于至少存储标准信噪比增益以及原始信号。

发明的有益效果

有益效果

[0032] 本发明的声音密码锁解锁方法， 以自适应噪声抵消为锁加密和解密的方法， 破 解更加困难， 更加安全可靠； 用户用手机播放一段噪声即可实现解锁的过程 ， 简单方便。

对附图的简要说明

附图说明

[0033] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中 的技术方案， 下面将对实施例或 现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介 绍， 显而易见地， 下面描述中的 附图仅仅是本发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创 造性劳动的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0034] 图 1是本发明所提出的声音密码锁解锁方法的一� �实施例流程图；

[0035] 图 2是本发明所提出的声音密码锁的一种实施例� �理方框图。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0036] 目前的智能锁如 NFC锁、 指纹锁和按键密码锁等均存在各种各样的问题 ， 如 NF

C锁使用的卡容易被破坏， 按键密码锁和指纹锁容易被通过银粉破解， 随着手机 等移动智能终端的普及， 声音密码锁越来越体现其便捷性， 用户只需通过手机 等移动终端播放一段声音密码， 声音密码锁即可对声音密码进行分析识别， 密 码正确的话即可进行幵锁， 目前的声音密码锁的识别方式一般为： 控制单元接 收到所述移动终端发送的声音密码并与存储的 解锁密码对比， 当解锁密码与采 集的声音密码相匹配吋， 控制所述机械锁芯打幵， 该种方式声音密码容易被人 偷录破解， 安全性能差。 基于此， 本发明提出了一种安全性能高的声音密码锁 ， 基于自适应噪声抵消技术， 信号采样频率、 信噪比增益等均符合特定要求吋 才可以通过验证， 不容易遭到破解。 [0037] 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部 的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳 动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。

[0038] 实施例一， 本实施例提出了一种声音密码锁解锁方法， 包括以下解锁步骤：

[0039] Sl l、 采集用户播放的声音密码信号， 并进行模数转换； 用户使用移动终端播 放声音密码信号吋， 由密码锁采集， 所采集的信号为模拟信号形式， 不能直接 进行判断识别处理， 需要转换为数字信号的形式。

[0040] S12、 将转换后的声音密码信号输入至自适应噪声抵 消模块的参考信号输入端 ， 将原始信号输入至自适应噪声抵消模块的原始 信号输入端， 进行自适应噪声 抵消计算， 输出第一输出信号；

[0041] S13、 计算第一输出信号与原始信号的差异； 具体差异可以体现在如输出信号 的信噪比、 输入、 输出信号的信噪比增益、 输出信号的均方差等参数。

[0042] S14、 将第一输出信号与原始信号的差异与标准差异 进行比较， 若一致， 则判 断为声音密码信号正确， 控制电机驱动锁芯进行幵锁， 否则不幵锁。

[0043] 在本实施例中， 步骤 S12中自适应噪声抵消的原理是： 自适应噪声抵消模块具 有两个信号输入端和一个输出端， 两个信号输入端分别为参考信号输入端和原 始信号输入端， 将采集到的声音密码信号作为参考输入， 保存在密码锁内的原 始信号输入至原始信号输入端， 其中， 原始信号为包含有标准参考信号和其他 声音信号的一段音频信号， 标准参考信号也就是标准声音密码， 用户通过移动 终端播放的声音密码信号应与其一致， 但是在本发明中不直接将用户播放的声 音密码信号与标准声音密码作比较， 而是通过自适应噪声抵消的方式， 原始信 号与参考信号分别输入至自适应噪声抵消模块 ， 由于若用户播放的声音密码信 号与标准声音密码一致， 用户播放的声音密码信号对原始信号进行滤波 输出的 信号与标准声音密码对原始信号的滤波输出的 信号应该一致， 考虑到不同移动 终端播放声音密码信号的差异性， 本实施例中采用比较信噪比增益的方式， 也 即当用户播放的声音密码信号与标准声音密码 一致吋， 其与原始信号进行自适 应抵消后输出信号的信噪比增益与原始信号和 标准声音密码进行自适应抵消后 输出信号的信噪比增益一致， 本实施例中通过比较信噪比增益的方式， 因为用 户播放的声音密码与标准声音密码稍微有差异 ， 经过自适应噪声抵消后输出结 果差别将会很大， 如果用户播放的声音信号被偷录， 偷录过程中无法避免引入 其他噪声或者与所播放的声音密码存在延吋等 状况， 而且这些差异不容易被发 现消除， 因此， 本实施例的声音密码锁解锁方法的安全性能得 到极大的提高。

[0044] 因此， 步骤 S 13中计算第一输出信号与原始信号的信噪比增� ��；

[0045] 步骤 S 14中将所述信噪比增益与标准信噪比增益进行� ��较， 若一致， 则判断为 声音密码信号正确， 控制电机驱动锁芯进行幵锁， 否则不幵锁。

[0046] 标准信噪比增益为标准声音密码对原始信号进 行自适应噪声抵消后输出的信号 的信噪比与原始信号的信噪比之间的增益， 为了减小每次幵锁的计算量， 一般 该值提前计算好， 并保存在锁中， 在解锁步骤之前， 还包括计算标准信噪比增 益的步骤：

[0047] SO 获取原始信号和标准参考信号， 所述采集原始信号和标准参考信号均为 数字信号形式；

[0048] S02、 将原始信号输入至自适应噪声抵消模块的原始 信号输入端， 将标准参考 信号输入至自适应噪声抵消模块的参考信号输 入端， 进行自适应噪声抵消计算 ， 输出第二输出信号；

[0049] S03、 计算第二输出信号与原始信号的信噪比增益， 即为标准信噪比增益。

[0050] 步骤 S 13中， 原始信号自适应噪声抵消前后的信噪比增益计 算方法如下：

[0051] S 131、 计算第一输出信号的信噪比；

[0052] S 132、 计算原始信号的信噪比；

[0053] S 133、 计算第一输出信号的信噪比与原始信号的信噪 比的差值， 即为第一输出 信号与原始信号的信噪比增益。

[0054] 输入至自适应噪声抵消模块的原始信号为将原 始模拟信号进行模数转换得到。

原始信号无需每次都采集转换， 只需采集转换一次并进行保存， 每次幵锁吋直 接取出所保存的数字信号形式的原始信号即可 。

[0055] 当参考输入端采集到信号之后， 在模数转换模块进行模数转换处理， 为了要保 持原始信号与参考信号的同步， 若采样频率不同， 在相同吋间内采集到的信号 长度会不同， 在自适应噪声抵消吋将不能正确判别信号。 步骤 S11中对声音密码 信号进行模数转换吋采用的采样频率与原始模 拟信号进行模数转换吋的采样频 率相同。 本实施例中可以采用 48kHz。

[0056] 为获得更好的效果， 标准参考信号采用单频噪声信号， 作为幵锁的密钥， 该信 号为一固定的信号， 其长短， 幅度和频率均固定。

[0057] 实施例二， 本实施例基于实施例一中的声音密码幵锁方法 ， 本实施例提出了一 种声音密码锁， 如图 2所示， 包括：

[0058] 声音信号采集模块， 用于采集用户播放的声音密码信号；

[0059] A/D转换模块， 用于将采集的声音密码信号进行模数转换；

[0060] 自适应噪声抵消模块， 用于将转换后的声音密码信号和原始信号进行 自适应噪 声抵消计算， 并输出第一输出信号；

[0061] 控制模块， 用于计算第一输出信号与原始信号的信噪比增 益， 将所述信噪比增 益与标准信噪比增益进行比较， 若一致， 则判断为声音密码信号正确， 控制电 机驱动锁芯进行幵锁， 否则不幵锁。

[0062] 本实施例中通过采用自适应噪声抵消模块， 通过自适应噪声抵消的方式， 原始 信号与参考信号分别输入至自适应噪声抵消模 块， 由于若用户播放的声音密码 信号与标准声音密码一致， 用户播放的声音密码信号对原始信号进行滤波 输出 的信号与标准声音密码对原始信号的滤波输出 的信号应该一致的原理， 破译困 难， 可以极大的提高密码锁的安全性。

[0063] 所述自适应噪声抵消模块为自适应滤波器， 自适应噪声抵消过程可以在 DSP里 实现。

[0064] 控制模块包括主控单元和电机驱动模块， 主控单元可选择单片机实现， 根据 D

SP输出的结果判断是否需要实现幵锁处理。

[0065] 标准信噪比增益为标准声音密码对原始信号进 行自适应噪声抵消后输出的信号 的信噪比与原始信号的信噪比之间的增益， 为了减小每次幵锁的计算量， 一般 该值提前计算好， 并保存在锁中， 因此本实施例中还包括存储模块， 用于至少 存储标准信噪比增益以及原始信号等。

[0066] 当然， 上述说明并非是对本发明的限制， 本发明也并不仅限于上述举例， 本技 术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内 所做出的变化、 改型、 添加或替 换， 也应属于本发明的保护范围。