声音识别技术在门禁控制系统中的应用_张拓

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1、2011年7月安阳工学院学报Jul.2011第10卷第4期（总第52期）JournalofAnyangInstituteofTechnologyVol.10No.4（Gen.No.52）声音识别技术在门禁控制系统中的应用张拓（淮北职业技术学院建筑工程系，安徽淮北235000）摘要：传统的钥匙和锁已经不能满足目前智能建筑对门禁系统安全性和可靠性的要求，生物识别技术作为身份认证的一种技术在各种场合应用越来越广泛，而声纹识别又特别适用于门禁系统。采用语音压缩与技术对声纹进行采样，结合单片微型计算机，利用合理的算法对声纹进行识别，可以有效提高门禁系统的安全性和可靠性。关键词：门禁系统；声

2、音识别；单片机；状态计数中图分类号：334.2+4文献标识码：A文章编号：1673-2928（2011）04-0024-03随着楼宇智能化水平的提高，对于门禁系统好。而与文本无关的识别系统对于说话人的发音也提出了新的要求，传统的钥匙和锁已经不能满内容不作要求，在建立声纹模型的时候相对困难,足要求，大多数无钥匙门禁系统都和生物识别技但用户使用方便,应用范围较宽。本文介绍的语音术紧密结合起来，比较流行的主要是图像识别（指电子门锁是一种在MCS-51上实现的与文本有关纹识别、手纹识别、眼纹识别等）和声纹识别（特殊的说话人确认系统。系统由语音采集电路、语音识口令、语音识别等），这里就介绍

3、一种以单片机为别系统、门锁控制电路系统三部分组成。在训练核心的声纹识别系统在门锁控制系统中的应用。时,说话人的声音通过麦克风进入说话人语音信生物识别技术是对利用计算机和各种声学、号采集前端电路,由语音信号处理电路对采集的光学、生物传感器以及合理的统计处理，对生物固语音信号进行特征化和语音处理,提取说话人的有的生理特征信息进行采集、分析，来完成身份认个性特征参数并进行存储,形成说话人特征参数证的一种技术。相对于传统的身份识别物品（钥数据库。在识别时,将待识别语音与说话人特征参匙、口令牌等）或者身份识别知识（用户名、密码数数据库进行匹配,通过输出电路控制门锁电机,等），生物特征具有固

4、有的不可复制的唯一性和在最终实现对门锁的控制。一定时期内不变的稳定性，因此生物特征识别技1系统框图术具不会遗忘、被盗，很难进行伪造，绝对满足“随系统由单片机系统、语音输入电路、门机系统身携带”和“随时随地”的特点，是最为方便与安全及声光报警、操作按键几部分组成。系统图如图1的识别技术。在生物识别领域中，声纹识别，也称所示。为说话人识别，是一种根据说话人语音波形中反映说话人生理和行为特征的语音参数来自动识别说话人身份的技术，以其独特的方便性、经济性和准确性等优势受到世人瞩目,并日益成为人们日常生活和工作中重要且普遍的安全认证方式。声纹识别技术可分为两类,即说话人辨认和说话人确认。说

5、话人辨认技术用以判断某段语音是若干人中的哪一个所说的,是多选一的问题;而说话人确认用来对某段语音进行分析判断是否是图1系统框图某指定人所说的,是一对一判别的问题。声纹识别单片机可以采用MCS-51系列单片机，也可以又有与文本有关和与文本无关两种，分别适用于采用ATMEL51单片机。语音输入电路主要任务是不同的识别要求。与文本有关的声纹识别系统在声纹信号数字化转换，声纹信号经传感器转换成识别过程中，用户必须按照规定的文本内容发音，电信号以后，由输入电路配合软件系统完成语音精确地建立每个人的声纹模型。进行识别的时候信号的采集、处理和存储；声光报警电路作用是当被识别者也必须按规定的文本

6、发音，识别效果很门禁系统遭遇非法操作，或者在未能正确输入信＊收稿日期：2011-03-31作者简介：张拓（1973-），男，安徽省萧县人，副教授，硕士，主要从事建筑电气工程方面的教学和研究工作。第四期张拓声音识别技术在门禁控制系统中的应用25号的情况下进行声光报警；当用户需要对系统参语音采集流程图可以采用如图3所示的方法。数进行适当改变的时候，可以通过操作按键系统完成一些必需的调整。当满足开门条件，或者进行关门操作的时候，由门机系统完成门的开启和闭锁。2主要功能模块介绍N2.1采集电路N人的声音信号频带通常为300—4900Hz，根据采样定律，为了不失真的完成声音信号采样，采样频

7、率要大于语音模拟量的两倍以上，因此采样频N率采用10kHz。语音采集电路采用施密特倒相器7414，与非门施密特触发器7413以及7400与非门等电路构成。该电路实际上是一个采样频率为10kHz的1bitAD转换器，无需另外的AD转换。采用7400的电路如图2所示。Y返回音频信500Ω输出至图3语音采集程序框图号输入单片机2.3判断程序27～470Ω7400事先使用采样系统采集原始信号存入原始数图2使用与非门组成的语音识别电路据缓冲区，在使用时采集信号和原始信号进行比2.2采集软件