不受主人发音变化影响的语音防盗装置

本发明涉及一种语音防盗装置，尤其是一种不受主人发音变化影响的语音防盗装置。

目前的防盗锁均以机械、电子型或二者结合的形式出现，用钥匙或密码开启，而人们有一种期望，既不用钥匙或密码，而是用说一句类似“芝麻开门”的暗语，锁即开启，以增加安全性。从安全性分析，用一句暗语开锁将更加安全，一是暗语本身就有很严格的保密性，二是各人语音不同，即使识破暗语，但不是主人本人发音也可拒绝。特定人语音识别技术可以解决主人语音识别问题，例如，美国拉脱格斯大学申请的美国专利US08/203,988，英国电讯公司申请的英国专利EP94308023.4，中国科学院声学研究所申请的中国专利88107791，均给出了一定的说话人(特定人)识别的方法。但是由于人的发音本身将随时间的推移等诸多原因(例如感冒等)而发生变化，当使用语音开锁时，即使是主人也可能被拒绝，防盗的同时也拒绝了自己，限制了语音防盗锁的实际应用。

本发明的目的是提供一种事先存储主人暗语，防止他人偷听暗语，避免主人发音变化影响的语音识别防盗装置。

本发明由暗语存储红外发射器和红外接收语音识别防盗器两部分组成。暗语存储红外发射器由音频信号前置放大器、锁相环调频电路、开关控制器、双音频拨号器、双音频接收器、模数和数模转换器、数字信号处理器、闪速存储器、受话器和电源等组成。红外接收语音识别防盗器由前级放大器、锁相环解调电路、音频放大器、双音频接收编码器、数字信号处理器、闪速存储器、组合逻辑、控制电路、液晶显示器、受话器、扬声器(或耳机)、电源和锁等组成，锁为电子控制锁，暗语存储红外发射器中受话器与音频前置放大器和模数数模转换器连接，音频信号前置放大器通过控制开关与锁相环调频电路连接，模数数模转换器分别与数字信号处理器、扬声器、开关控制器相连接，4×4键盘通过双音频拨号器，双音频接收器与数字信号处理器连接，数字信号处理器还闪速存储器和组合逻辑电路相连；红外接收语音识别防盗器中前级放大器通过锁相环解调电路与音频放大器连接，音频放大器一路与双音频接编码器连接，另一路通过则经模数数模转换器连至数字信号处理器，闪速存储器与数字信号处理器连接，液晶显示器通过数据总线与数字信号处理器连接，受话器和扬声器连接在音频放大器上。暗语存储红外发射器的功能是将主人暗语语音模拟信号数字化后在数字信号处理器中进行压缩处理存入闪速存储器，当主人需要暗语开锁时，可将其调出并以红外线发射到红外接收语音识别防盗器。红外接收语音识别防盗器的功能是将接收到的暗语语音进行识别，确认为主人的暗语无误后发出指令开启防盗锁，其中闪速存储器用于存储暗语样本和程序代码，组合逻辑器用于对地址和数字信号处理器的有关输出信号进行译码并产生控制信号；液晶显示器起辅助作用，用于显示使用过程中必要的提示语；电源为本装置供电。本装置可对红外接收语音识别防盗器直接由主人发出暗语控制开锁，主人语音变化时，语音识别防盗装置可以拒绝，此时则使用暗语存储红外发射器发射暗语开锁。

本发明由于事先存储主人语音暗语，用红外线发射至红外接收语音识别防盗器，避免了主人语音由于一种或多种原因发生变化而被防盗锁拒绝，起到了防盗而又不被拒绝的功能。本发明在用途上将适用于使用防盗锁的主人认为比较重要的防盗场所，适用于银行或单位的金库或保险柜、银行对外租用的保险箱、汽车防盗锁、机密文件或内部文件保密柜、文物或艺术品的防盗、住宅或公寓的防盗、限制使用的贵重设备启用。本发明的主人多于一人时，可以存储多个主人暗语，其中任何一位主人都可开启防盗锁。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是暗语存储红外发射器原理图；

图2是红外接收语音识别防盗器原理图；

图3是暗语存储红外发射器电路图；

图4是红外线接收语音识别防盗器电路图；

图5是本发明中暗语存储红外发射器的总控流程图；

图6是本发明中红外接收语音识别防盗器的总控流程图。

本发明主要包括两个部分：暗语存储红外发射器、语音识别器和防盗锁。

图1说明了暗语存储红外发射器的组成和连接关系。由图1可见，暗语存储红外发射器中受话器与音频前置放大器8和模数数模转换器3连接，即把语音信号一路送到前置放大器8进行放大，然后通过控制开关5送到锁相环调频电路4进行调制和发射；语音信号的另一路送到数模模数转换器3进行A/D转换，转换为数字信号后输入到数字信号处理芯片1。模数数模转换器3还起D/A转换作用，可把语音数字信号还原为模拟语音信号，一路送到喇叭还原为声音，一路送到控制开关5在适当时候送去调制发射。4×4键盘通过双音频发射器产生双音多频(DTMF)信号，该信号一路送去开关控制电路5，在适当时候被送去调制发射；另一路送到双音多频接受器，得到按键对应的编码，再送到数字信号处理芯片1。数字信号处理芯片1与闪速存储器2相连，完成语音信号的压缩解压缩和存储；数字信号处理芯片1还与组合逻辑电路9相连，组合逻辑电路9起译码控制作用。

图2说明了红外接收语音识别防盗器的组成和连接关系。由图2可见，红外接收语音识别防盗器中红外线调频信号经前置放大电路16放大后由锁相环电路17解调，还原出音频信号再由音频放大器18放大，然后一路送到双音多频接受器13，把双音多频信号识别出来并得到其对应按键的编码，然后送到数字信号处理(DSP)芯片10，因此该通路与红外线发射装置构成红外线遥控键盘，对放盗器进行遥控操作；另一路音频信号则送到数模模数转换器12，进行A/D变换，把暗语语音数字化，输入到DSP10进行处理。数模模数转换器12还可把数字的暗语语音信号还原为模拟语音信号，经放大后送到喇叭还原为声音。DSP芯片10和闪速存储器11连接，完成语音识别、语音压缩和解压缩以及语音存储的功能。组合逻辑14实现译码控制作用。LCD15通过数据总线与DSP芯片10连接，显示有关信息。

图3是具体的电路连接图。下面说明其工作原理。暗语存储红外发生器主要功能为：1)暗语语音的存储和回放；2)把语音信号和双音多频信号用红外线调制并发射。第一个功能由数字信号处理器1(采用ADSP2186，即U01)，模数数模转换器3(采用AD73311)和闪速存储器2(采用AT29C020，即U02)来实现，其中ADSP2186用于语音压缩和解压缩和有关控制，其工作时钟为16.67M,33MIPS，一个指令周期为30ns，内部含8K字数据存储器和8K字的程序存储器；AD73311完成语音的数字化和数字语音的模拟化；AT29C020用于存储程序和压缩后的暗语语音。第二个功能主要由锁相环电路4实现，锁相环采用MC4046，即U07，被调制的信号有三个，即由受话器输入并经过前置放大器8(采用LM3210,U06)放大的语音信号和由AD73311还原的暗语语音信号以及双音频拨号器6(采用MT5087,U08)发出的双音多频信号，这三个信号分别在不同的时刻被切换接入MC4046，切换由ADSP2186控制，由开关控制电路5(MC4066)实现；此外键盘的编码输入由双音频拨号器6及双音频接收器7(采用MT8870,U03)实现；组合逻辑9由U04GAL16V8实现。    

图4描述语音识别防盗器的具体连接。由图可见，防盗器由红外接收部分和语音识别处理部分组成。接收部分的电路主要由三极管T01-T03组成的前级放大电路16、U07MC4046锁相环解调电路17、音频放大器18(U08MC34119及其外围电路)组成，他们完成对接收到的调频信号进行解调的功能。语音识别处理部分由U01ADSP2181、U05AD73311、U02AT29C020、U04GAL16V8、U09MT8870以及液晶显示器接口插座(J03)组成，其中ADSP2181的工作时钟为16.67M,33MIPS，一个指令周期为30ns，内部含16K字数据存储器和16K字的程序存储器。由解调电路17还原出的语音信号经AD73311模数转换后传给ADSP2181进行语音识别和其它处理，而还原出的双音频信号经MT8870识别后将该键的编码输入ADSP2181。AT29C020作为数据和程序的存储器，GAL16V8构成各外设与ADSP2181的接口电路，液晶显示器15则用于显示各种结果。由图4还可见，接收器本身还带有受话器接口J051，所以在没有发射器时，主人仍可直接用语音输入暗语开启电子锁。

为使本发明能在重要的防盗场所使用，使用两个以上的暗语存储发射器，同时，存储两个以上的主人暗语。这样，只有当两位以上的主人同时发出时暗语时，才能开锁。

防盗锁部分可视其使用性质而进行灵活设计，如用于汽车则可设计为继电器去起动打火装置。

对图5图6本发明中的语音存储红外发射器和红外线接收识别防盗器的总控流程说明如下：    

发射器上电后，进行初始化，然后等待键盘命令。若主人因某种原因声音发生了变化，无法直接用语音开锁，则可按下FAY键，则进行发送暗语操作：先输入密码，若正确则开通红外线通道，接收器可以接收发射器的键盘命令，这时候若有键“*”按下，则发射器由ADSP2186从AD29C020中将暗语还原为声音，经调制后发射出去，让接收器接收并识别，接收器工作结束后提示用户按下END键，这时候发射器关闭红外通道，放暗语操作结束；在正常情况下，主人可直接用语音开锁，这时候可按下SBMS键，则进入识别模式，发射器关闭AD转换器并开通红外通道，这时候接收器可以接收键盘命令和由发射器送来的语音，进行识别开锁和密码开锁的操作，参见图6；若需要输入新的暗语或删除旧的暗语，则可按下GLMS键，可进入管理模式，这时候要输入密码，若正确，发射器开启红外线通道，这时候接收器可以接受键盘命令进行对应的管理操作，见图6，若按下“1”键，进入输入新暗语的操作；若按下“2”键，进入删除暗语的操作；若按下“3”键，进入系统词训练操作；若按下“4”键，进入格式化的操作。各种管理操作完成后提示用户关闭红外通道，结束管理操作。