停车场声纹验证系统及其方法

摘要

一种停车场声纹验证系统及其方法，包括：客户端和服务器端，其中：客户端和服务器端通过各自的通信单元相连，客户端包括声纹注册单元、声纹验证单元和信道补偿单元，其中，声纹注册单元、声纹验证单元和信道补偿单元相互连接，且都与客户端的通信单元相连，服务器端包括声纹注册响应单元、声纹验证响应单元以及道闸控制单元，其中，声纹注册响应单元和声纹验证响应单元相连，且都与服务器端的通信单元相连，道闸控制单元与声纹验证响应单元相连。本发明将人的声音作为身份凭据，能够大大提高车主身份验证的准确性，声音采集设备易于部署，且可以利用现有的移动设备作为终端，节约了设备成本。

权利要求

1.一种基于停车场声纹验证系统的验证方法，其特征在于，所述的验证系统包括：客户端和服务器端，其中：客户端和服务器端通过各自的通信单元相连；

所述的客户端包括：声纹注册单元、声纹验证单元和信道补偿单元，其中：声纹注册单元用以采集用户的注册声纹信息，声纹验证单元用以采集用户的验证声纹信息，信道补偿单元用以接收验证声纹信息并进行补偿；

所述的服务器端包括：声纹注册响应单元、声纹验证响应单元以及道闸控制单元，其中：声纹注册响应单元接收用户的注册声纹信息并在用户数据库中建立声纹模型，声纹验证响应单元用以接收用户的验证声纹信息并向道闸控制单元发出上升或下降信号；

所述的信道补偿单元采用均值方差规整技术和联合因子分析技术进行补偿；

所述的声纹注册单元设置于移动设备中；

所述的客户端中设有LBS定位单元，用以获取用户的位置信息并发送到服务器端；

所述的声纹验证单元设置于移动设备中；

所述的服务器端包括声纹模型更新单元，以更新声纹模型；

所述的验证方法具体包括以下步骤：

步骤1、经过声纹注册的用户通过录入声纹信息向声纹验证单元发起身份验证请求；

所述的声纹注册，包括以下步骤：

步骤1.1、用户通过声纹注册单元发起注册请求；

步骤1.2、声纹注册响应单元建立声纹模型；

步骤1.3、判断注册是否成功，成功则将数据存储进用户数据库，不成功则回到步骤

1.1；

步骤2、判断用户是否在道闸处验证，如果是，则执行步骤3，如果不是，则通过LBS定位单元判断用户在停车场时，执行步骤3；

步骤3、通过声纹验证响应单元来验证用户身份，验证不通过则执行步骤1，验证通过则执行步骤4；

步骤4、道闸控制单元控制道闸升起，让用户通过。

说明书

停车场声纹验证系统及其方法

技术领域

[0001] 本发明涉及的是一种停车场车辆验证领域的技术，具体是一种停车场声纹验证系统及其方法。

背景技术

[0002] 传统的停车场登记系统在停车区域的出入口处安装自动识别装置，通过停车卡或者车牌来对出入此区域的车辆实施判断识别、准入/拒绝、引导、记录、收费、放行等管理。然而，这些识别方式无法确认车主的身份，也就无法针对车主提供个性化服务。

[0003] 经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN103680200A，公开日为2014年03月26日，公开了一种基于移动终端二维码的停车位预订系统及方法，包括二维码识读器、无线网关、移动终端和停车场服务器，所述的移动终端通过移动通讯网与停车场服务器相连接，所述的二维码识读器通过无线网关与停车场服务器相连接；该方法包括：用户通过移动终端登录停车场服务器获得预知车位状态、选择预订车位并获得车位预订成功二维码，二维码识读器与停车场服务器对车位预订成功二维码进行验证。该系统通过二维码进行身份验证，无法验证车主的身份信息。

[0004] 中国专利文献CN102855762A，公开日为2013年01月02日，公开了一种车辆进出停车场的数据取得验证方法，包括如下步骤：取得RFID标签中的数据；启动摄像机，取得所述车辆的图像；对所述取得的数据解码，得到其中表示车牌号的信息；对所述车辆图像进行解析，得到其车牌号码；比较所述表示车牌号的信息与所述车牌号码是否匹配以及RFID标签是否在有效期内，如是，产生车辆进出记录项，上传服务器并添加在以所述车牌号码标记的记录清单内，同时把图片和相关信息传送到后台监控中心，产生开闸信号；否则，由本地或远程人手判断操作并把结果上传服务器或输出报警信号。但该方法通过车辆的图像进行验证，准确率低且没有涉及对车主身份的验证，不能满足以个性化服务为目的的确认车主身份的要求。

发明内容

[0005] 本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种停车场声纹验证系统及其方法。

[0006] 本发明是通过以下技术方案实现的：

[0007] 本发明涉及一种停车场声纹验证系统，包括：客户端和服务器端，其中：客户端和服务器端通过各自的通信单元相连。

[0008] 所述的客户端包括：声纹注册单元、声纹验证单元和信道补偿单元，其中：声纹注册单元用以采集用户的注册声纹信息，声纹验证单元用以采集用户的验证声纹信息，信道补偿单元用以接收验证声纹信息并进行补偿。

[0009] 所述的服务器端包括：声纹注册响应单元、声纹验证响应单元以及道闸控制单元，其中：声纹注册响应单元接收用户的注册声纹信息并在用户数据库中建立声纹模型，声纹验证响应单元用以接收用户的验证声纹信息并向道闸控制单元发出上升或下降信号。

[0010] 所述的信道补偿单元采用均值方差规整(CMVN)和联合因子分析(JFA)技术进行补偿。

[0011] 所述的均值方差规整(CMVN),通过减均值除以方差的方式对音频特征进行规整，可以有效地降低信道、噪声带来的影响，在特征层面进行补偿。

[0012] 所述的联合因子分析(JFA)，在模型层面对说话人相关部分和无关部分(信道、噪声等)进行分离，从而达到信道补偿的效果。

[0013] 所述的客户端中设有基于位置服务(LBS)定位单元，用以获取用户的位置信息并发送到服务器端。

[0014] 所述的声纹验证单元和/或声纹注册单元优选设置于移动设备中。

[0015] 所述的服务器端中设有声纹模型更新单元，用以接收声纹信息更新声纹模型。

[0016] 本发明涉及一种基于上述停车场声纹验证系统的验证方法，包括以下步骤：

[0017] 步骤1、经过声纹注册的用户通过录入声纹信息向声纹验证单元发起身份验证请求；

[0018] 步骤2、判断用户是否在道闸处验证，如果是则执行步骤3，如果不是，则通过LBS定位单元判断用户在停车场时，执行步骤3；

[0019] 步骤3、通过声纹验证响应单元来验证用户身份，验证不通过则执行步骤1，验证通过则执行步骤4；

[0020] 步骤4、道闸控制单元控制道闸升起，让用户通过。

[0021] 所述的步骤1中的声纹注册包括以下步骤：

[0022] 步骤1.1、用户通过声纹注册单元发起注册请求；

[0023] 步骤1.2、声纹注册响应单元建立声纹模型；

[0024] 步骤1.3、判断注册是否成功，成功则将数据存储进用户数据库，不成功则回到步骤1.1。技术效果

[0025] 与现有技术相比，本发明将人的声音作为身份凭据，能够大大提高车主身份验证的准确性，声音采集设备易于部署，且可以利用现有的移动设备作为终端，节约了设备成本。

附图说明

[0026] 图1为本发明组成示意图；

[0027] 图2为声纹注册流程图；

[0028] 图3为声纹验证流程图；

具体实施方式

[0029] 下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

[0030] 实施例1

[0031] 如图1所示，本实施例包括：客户端和服务器端，其中：客户端和服务器端通过各自的通信单元相连。

[0032] 所述的客户端包括：声纹注册单元、声纹验证单元和信道补偿单元，其中：声纹注册单元用以采集用户的注册声纹信息，声纹验证单元用以采集用户的验证声纹信息，信道补偿单元用以接收采集到的声纹信息并进行补偿。

[0033] 所述的声纹注册单元用于采集用户输入的信息，包括用户名和声纹等，通过客户端的通信单元发送到服务器端进行注册。该声纹注册单元可以设置于家用PC机、移动设备中。

[0034] 所述的声纹验证单元用于现场采集用户需要进入停车场时的声纹信息，通过通信单元发送到服务器端进行身份验证，声纹验证单元为设置于停车场道闸处的麦克风设备或者用户的移动设备。

[0035] 所述的信道补偿单元用于信道补偿操作，由于注册和验证声纹信息的信道不同，采用均值方差规整(CMVN)和联合因子分析(JFA)技术进行信道补偿。

[0036] 所述的客户端中设有基于位置服务(LBS)定位单元，用以获取用户的位置信息并发送到服务器端，当用户采用移动设备进行身份验证时，则需要通过LBS定位单元确认用户是否在停车场。

[0037] 所述的服务器端包括：声纹注册响应单元、声纹验证响应单元以及道闸控制单元，其中：声纹注册响应单元接收用户注册的声纹信息并在用户数据库中建立声纹模型，声纹验证响应单元用以接收用户验证声纹信息并判断是否与其声纹模型相符，然后向道闸控制单元发出上升或下降信号。

[0038] 所述的声纹注册响应单元，能够以用户名为索引建立用户数据库，同时根据用户的声纹信息为其建立声纹模型以及个人档案，并反馈回客户端。

[0039] 所述的服务器端还包括存储单元，用于存储用户信息、声纹模型等。

[0040] 所述的服务器端中设有声纹模型更新单元，用于在系统使用过程中，利用新收集到的用户声纹信息及时更新原有的声纹模型。

[0041] 所述的声纹验证响应单元将用户的验证声纹信息与用户数据库中的声纹模型作对比，做出判断并反馈回其调用单元。

[0042] 所述的道闸控制单元用于控制停车场道闸的升降，用户通过声纹验证后，控制道闸升起。

[0043] 如图2所示，停车场声纹验证系统的验证方法，包括以下步骤：

[0044] 步骤1、经过声纹注册的用户通过录入声纹信息向声纹验证单元发起身份验证请求；

[0045] 步骤2、判断用户是否在道闸处验证，如果是则执行步骤3，如果不是，则通过LBS定位单元判断用户在停车场时，执行步骤3。

[0046] 步骤3、通过声纹验证响应单元来验证用户身份，验证不通过则执行步骤1，验证通过则执行步骤4。

[0047] 步骤4、道闸控制单元控制道闸升起，让用户通过。

[0048] 如图3所示，所述的步骤1中的声纹注册包括以下步骤：

[0049] 步骤1.1、用户通过声纹注册单元发起注册请求；

[0050] 步骤1.2、声纹注册响应单元建立声纹模型；

[0051] 步骤1.3、判断注册是否成功，成功则将数据存储进用户数据库，不成功则回到步骤1.1。

[0052] 当有新用户发起注册请求时，用户需要在客户端填写用户名等基本信息，并根据提示录入若干音频即声纹信息。这些信息数据经由客户端的通信单元发送到服务器处理，服务器端将此用户注册进用户数据库，并产生相应的声纹模型。用户驾车接近停车场入口时，可以通过客户端发起身份验证请求，即按照提示录入声纹信息，经由服务器端的声纹验证响应单元进行处理，通过验证后调用道闸控制单元拉起道闸允许用户驶入。用户采用移动设备作为声纹验证单元时，需要采用LBS定位单元确认用户是否在停车场入口处。用户离开停车场时，需要经过同样的身份验证程序。

[0053] A用户注册，使用停车位，离开停车场过程为：

[0054] 1)A用户下载停车场声纹验证系统的移动客户端，将用户的移动设备作为声纹验证单元，注册账号，填写自己的基本信息，并按照系统提示录入若干音频作为注册的声纹信息。

[0055] 2)A用户的注册信息与数据发送至服务器端，服务器端为其建立个人档案，在用户数据库中建立声纹模型。

[0056] 3)A用户来到停车场，在临近入口的地方采用手机作为声纹验证单元进行身份验证，系统的LBS定位单元确认其在停车场入口处后进行验证响应，拉起道闸让用户通过，服务器端记录相应的信息。

[0057] 4)A用户驶离停车位时，出口处需要再次进行同样验证。

[0058] 与现有技术相比，本发明采用多种注册，验证手段，极大地提高了用户体验；使用了声纹识别技术，验证结果可靠快速；整个验证过程都由服务器端自动完成，无需人为干预，操作十分方便。将人的声音作为身份凭据，能够大大提高车主身份验证的准确性，声音采集设备易于部署，且可以利用现有的移动设备作为终端，节约了设备成本。