[發明專利]基于信號混疊和雙聲道相關性的超聲波語音指令防御方法

在審

• 申請號: 202011460738.8
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112581975A
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 張衛明;俞能海;沈豪
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G10L25/45
• 分類號: G10L25/45;G10L25/51;G10L25/78
• 代理公司: 北京凱特來知識產權代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;韓珂

1.一種基于信號混疊和雙聲道相關性的超聲波語音指令防御方法，其特征在于，包括：

當采用雙麥克風錄音時，利用雙聲道的相關性，判斷是否存在超聲波語音指令攻擊信號；若相關性低于設定的第一相關性閾值，則判定存在超聲波語音指令攻擊信號；若相關性大于或等于第一相關性閾值，則檢測雙聲道中能量較強的聲道是否存在混疊現象，若不存在混疊現象，則最判定為正常錄音，否則，判定存在超聲波語音指令攻擊信號；

當采用單麥克風錄音時，直接檢測是否混疊現象，若不存在混疊現象，則最判定為正常錄音，否則，判定存在超聲波語音指令攻擊信號。

2.根據權利要求1所述的一種基于信號混疊和雙聲道相關性的超聲波語音指令防御方法，其特征在于，所述利用雙聲道的相關性，判斷是否存在超聲波語音指令攻擊信號的步驟包括：

將兩個麥克風錄音的音頻分別表示為x₁[i],x₂[i],1≤i≤L，L表示音頻的總采樣點數，x₁[i],x₂[i]各自表示相應聲道第i個采樣點的音頻信息，x₁[i],x₂[i]的第j幀對應的記為x_1,j，x_2,j；

分別計算x_1,j和x_2,j的平均能量E_1,j和E_2,j；

若平均能量E_1,j和E_2,j均低于或等于設定的閾值T_erengy，則表示第j幀是非語音片段，則滑動窗口直接后移，計算下一幀；

否則，對x_1,j和x_2,j分別疊加窗函數，并通過傅立葉變換求得幅值譜X_1,j和X_2,j，其中，f表示頻率索引，L_f為幀長的固定維度；再計算X_1,j和X_2,j的皮爾遜相關系數r[j]；如果r[j]≥T_dualmic，則認為第j幀不存在超聲波語音指令攻擊信號，反之則存在超聲波語音指令攻擊信號；其中，T_dualmic為第一相關性閾值；疊加窗函數與皮爾遜相關系數的計算公式表示為：

其中，x_1,j[k]、各自表示x_1,j、x_2,j的第k維；w[k]表示窗函數；分別為對x_1,j和x_2,j疊加窗函數得到的結果。

3.根據權利要求2所述的一種基于信號混疊和雙聲道相關性的超聲波語音指令防御方法，其特征在于，

對所有音頻幀都進行判斷后，將存在超聲波語音指令攻擊信號的幀數記為N_dualattack，將包含語音信號的幀數記為N_dualall，如果滿足下式，則認為雙聲道則錄音音頻為超聲波語音指令攻擊音頻，直接丟棄：

其中，T_dualattack為設定的閾值。