生物识别语音命令和控制开关装置及其使用方法

生物识别语音命令和控制开关装置及其使用方法
【技术领域】
[0001]本文公开的发明大体上涉及电子开关装置，该电子开关装置还提供人类声音模式的生物识别采集和比较，以在个体之间进行区分并通过其他数字通信器件执行开关动作或命令，其中当在有生命的发音样本与存储的生物识别模式之间进行成功匹配时，数字通信器件与另一外部装置通信并控制另一外部装置。
【背景技术】
[0002]以下专利形成本发明的背景。所引用的出版物都不被认为有损要求保护的发明的专利性。
[0003]Hair等的第3，673，331号美国专利描述了在各自具有多个终端的多个间隔分开的设施处实现的语音验证。多路复用结构通过通信链路将各终端相互连接至中央处理站。从终端传输的语音的模拟再现被转变成数字信号。该数字信号在中央处理站处被转换至频域。转换信号的预定特征与每个待验证的语音的存储的预定特征进行比较。然后验证信号或未验证信号响应于预定特征的比较被传输至特定的终端。
[0004]Kishi等的第4，450，545号美国专利描述了用于机动载具的语音响应门锁系统，其中门锁装置的操作由驾驶员用声音控制。用于机动载具的语音响应门锁系统包括门位置检测器件、用于指示询问关于锁门的必要性的指示器件、用于识别驾驶员的答复并产生门锁命令信号的语音识别单元，以及当接收门锁命令信号时用于致动门锁装置的门锁控制器件。
[0005]Cavazza等的第4，752，958号美国专利公开了从说话者所说的标准句子获得几个特征参数并将其与存储在内部存储器中并预先计算的同一说话者的平均参数进行比较的装置。根据比较，其获得说出的句子属于该说话者的概率值并将该值与阈值进行比较，其中阈值通过阈值计算电路标准化为平均参数方差。如果超过阈值，该装置认为说话者通过验证。
[0006]Muroi等的第4，833，713号美国专利描述了一种语音或声音识别系统，其包括用于将语音转换成电语音信号的扩音器、用于以时间-频率分布形式生成语音模式的频率分析器以及用于匹配声音模式与记录的声音模式的匹配单元。
[0007]Schneider等的第4，856, 072号美国专利描述了一种语音致动载具安全系统，其包括用于接收声音指令的内部扩音器和外部扩音器以及用于传送声音信息的内部扬声器和外部扬声器。在训练阶段期间，多个语音识别模板存储在表示一个或多个授权的载具操作者的存储器中。语音识别和合成单元使扩音器和扬声器与微型计算机连接，以允许该系统通过传送相关声音信息响应载具情况中的变化并响应声音指令来控制载具元件，例如门锁、灯等。
[0008]Parra的第5，313, 556号美国专利描述了用于通过从个体的口鼻通道发出的声音的声波属性确定个体(已知的或未知的)的身份的方法。该声音被转变成数字电信号并产生频率、幅度以及时间采样的三域格式从而产生构成个体的声波属性的峰值和谷值数组。已知个体的同一格式的声波属性的源或库具有包括已知个体与所述比较的未知个体的所述声波属性的所述峰值和谷值的相对位置的相互关系并且根据在所述声波属性之间检测到或未检测到相关提供使用信号。
[0009]所关注的其他参考包括以下！Hattori的第6，094, 632号美国专利、Matulich等的第6，188，986号美国专利、Clements等的第6，519，565号美国专利以及Charlet的第7，409，343号美国专利。
[0010]随着如此多的系统依赖电子电路来控制先前以机械方式操作的多种装置，存在这样的机会，即找到一种方法来提供现成消费水平的、低成本解决方案，该本解决方案可用于除了物理访问之外的附加用途。开发这种类型的解决方案并非没有要求，其中一些并不具有显而易见的解决方案。本发明提供将在本申请中揭示的这些要求的新颖的且非显而易见的解决方案。

【发明内容】

[0011 ] 本发明教导了实现下面描述的目标的结构和使用中的一些优点。
[0012]本发明提供了生物识别语音命令和控制开关装置以及使用方法。生物识别语音命令和控制开关装置通过对当前说出的口令发音与至少一个先前储存的参考发音进行比较来响应于当前说出的口令发音(challenge utterance)可操作地控制受控装置。生物识别语音命令和控制开关装置包括:扩音器组件，用于接收当前说出的口令发音和至少一个先前储存的参考发音；语音处理单元，用于创建表示当前说出的口令发音和至少一个先前储存的参考发音的电子信号；存储器，用于储存当前说出的口令发音和至少一个先前储存的参考发音的电子信号；以及处理器，用于比较当前说出的口令发音和至少一个先前储存的参考发音并确定是否存在匹配。如果存在匹配，则接口电路使能受控装置的可操作的控制。
[0013]本发明的主要目标是提供具有现有技术没有教导的优点的、生物识别语音命令和控制开关装置以及使用方法。
[0014]另一目标是提供包括生物识别语音开关的生物识别语音命令和控制开关装置以及使用方法，其中生物识别语音开关用于控制现有的电子锁、闩锁或电-机械致动门或闸门，而不需要使用该装置的个体持有任何类型的钥匙、卡或安全代币以使用该实施方式。
[0015]另一目标是提供用于防止外部电子开关工作直到检测到先前采集的发音的生物识别语音命令和控制开关装置以及方法。同一发音可用于使能或禁止这些实施方式的安全动作。
[0016]另一目标是提供具有以下功能的生物识别语音命令和控制开关装置以及使用方法，S卩，虽然具有背景噪声也能发挥作用并且能够成功地检测并拒绝与在先采集的发音中的任一项都不匹配的被采集发音。
[0017]又一目标是提供生物识别语音命令和控制开关装置以及使用方法，其向所储存的至少前两个发音分配自动创建的管理特权以提供由所述管理特权限制的可配置的特征的管理。
[0018]结合附图，通过下面更详细的描述，本发明的其它特征和优点将变得显而易见，其中附图仅通过示例的方式示出了本发明的原理。
【附图说明】
[0019]附图示出了本发明。在这些附图中:
[0020]图1是根据本发明的一个实施方式的生物识别语音命令和控制开关装置的框图，其中该装置包括单个扩音器组件；
[0021]图2是生物识别语音命令和控制开关装置的第二实施方式的框图，其中扩音器组件包括噪声消除电路和两个扩音器；
[0022]图3是生物识别语音命令和控制开关装置的第三实施方式的框图，其包括与信号合成器连接的两个扩音器组件；
[0023]图4是与接口模块的第一实施方式可操作地连接的接口电路的框图；
[0024]图5是与接口模块的第二实施方式可操作地连接的接口电路的框图；
[0025]图6是与接口模块的第三实施方式可操作地连接的接口电路的框图；
[0026]图7是安装有图3的生物识别语音命令和控制开关装置的载具的俯视图；
[0027]图8是图7的载具的前门铰链的近视立体图，其中示出了在装置安装的一个实施方式中扩音器组件在铰链上的安装；
[0028]图9A是图8的扩音器组件的一个实施方式的外壳的俯视图，其中示出了用于保护扩音器组件不受水和碎肩影响的保护性织物覆盖物；
[0029]图9B是沿图9A中的线9B-9B得到的剖视图；
[0030]图10示出了操作生物识别语音命令和控制开关装置的流程图；
[0031]图11是其中安装有图1的生物识别语音命令和控制开关装置的门的正视图；
[0032]图12是其中安装有图1的生物识别语音命令和控制开关装置的车库门的正视图；以及
[0033]图13是示出了接收和记录参考发音的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0034]上述图形示出了本发明的生物识别语音命令和控制开关装置10以及使用方法，该方法用于响应于当前说出的口令发音可操作地控制受控装置12，其中该控制通过关联当前说出的口令发音并将其与先前储存的参考发音进行比较来实现。
[0035]图1是根据本发明的一个实施方式的生物识别语音命令和控制开关装置的框图。如图1所示，生物识别语音命令和控制开关装置1