摘 要

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 选题背景 1

1.2 研究目的和意义 1

1.3 国内外研究状况 2

1.4 研究内容及组织结构 3

第2章 需求分析及总体设计 5

2.1 需求分析 5

2.2 总体设计 5

2.3软件介绍 6

第3章 语音解锁系统关键技术 8

3.1 预处理 8

3.2 语音信号的特征提取 10

3.3 语音识别的算法 13

第4章 Android手机语音解锁软件的实现 16

4.1 Android开发所需环境 16

4.2 Android开发所需环境 16

4.3Android开发流程图 17

4.4 Android应用程序架构 17

4.5 基本组件介绍 18

第5章 总结与展望 19

5.1 工作总结 19

5.2 工作展望 19

参考文献 21

致谢 22

摘 要

Android是由Google公司和开放手机协会共同领导设计的一种操作系统。Android因有着诸多明显的优点，例如它强大的开放性和兼容性，吸引了越来越多的开发者。Android平台也以迅猛的速度一步一步走向成熟。

作为现在市场上越来越流行的解锁方式，语音解锁，其可靠性远远大于传统的密码设置启动及指纹解锁等等。语音解锁的原理就是要建立声纹和声纹识别。首先用户进行声纹注册，利用声纹特征提取技术获得独一无二的声音特征，建立一个语音的身份证，然后就是通过已有的语音模型与正在验证的用户语音进行对比，判断是否吻合，本文设计的语音解锁是一种双重锁，既要对声音特征进行判断，又要对语言内容进行判断，最后进行解锁。

语音识别解锁系统按照流程可以分三个步骤：语音信号的预处理、语音信号特征的提取、语音信号模型与模板匹配。

关键词：Android；语音；声学；解锁

Abstract

Android is developed by Google and the open handset alliance leader, a kind of free and open source code based on Linux operating system. Android operating system has its own significant advantages, its openness has attracted more and more developers, open platform allows any mobile terminal manufacturers and the broad masses of fans, developers to join them, the Android platform also to mature quickly.

As more and more popular on the market now unlock, unlock the voice, its reliability is far greater than the traditional password settings and start fingerprint to unlock more. Voice Unlock principle is to establish a voiceprint voiceprint identification. First, the user voiceprint register using voiceprint feature extraction technique to obtain a unique sound features, the establishment of a voice identification, and then through the existing speech model is being validated with the users voice compared to determine whether the agreement, this design voice unlock is a double lock, it is necessary to determine the characteristics of the sound, but also to judge the content of the language, and finally unlock.

A complete design of speech recognition unlocking system has three parts: speech signal preprocessing, feature extraction, acoustic model and template matching.

Key Words：Android；voice；acoustic；unlock

1. 绪论
   1. 选题背景

语言因为简单直接，在社会信息交流中使用最为广泛。随着电子科学、互联网技术和计算机技术快速发展,怎样能够利用语言的这个特点使人们能够有效、迅速、精准、便捷的使用计算机，让计算机这个新世纪产物能更好的为人类服务，成为人类一直努力奋斗追求的终极目标。人们一直在致力于的现代智能计算机研究，使它能更好的造福于我们。探索语音识别系统需要了解比较广的知识，语音识别技术涉及了语言学，声学，信息处理技术，计算机技术等等。它是一门新生的热门交叉学科。

语音识别这项技术起源比较早，但是在六十年代末七十年代初，这项技术才取得真正意义上的突破，同时把它当作一个重要的课题进行研发。有两方面原因，其一是因为计算机的计算能力有了很大的提高，拥有提供实现复杂算法的软件和硬件环境；此外，数字信号处理在当时发展迅速，因此六十年代末语音识别的研究成为热点[1]。

由 Google 互联网公司推出的智能手机系统 Android，因其拥有基于 Linux 内核，开放源码等特点，广大爱好者和开发者能够方便快捷地开发应用软件。因此Android系统迅速得到很多开发者以及大量厂商的青睐。作为现在市场上越来越流行的解锁方式——语音解锁，其可靠性远远大于传统的密码设置启动及指纹解锁等等。

• 1. 研究目的和意义

语音解锁具有一些独特的优势，是其他解锁方式（指纹解锁、手写签名解锁、人脸解锁）所不能比拟的。

1. 语音模型的获得相对来说比较简单，只需一个麦克风或者声卡就行，设备成本低廉，无需额外配置价格高昂的专用传感器。
2. 一般的普通录音机不能够完整的记录声音的完全频谱，所以对于大部分的语音识别系统，使用录音机进行模仿的声音都不可能取得成功，比之其他的生物特征识别解锁方法要安全可靠。
3. 语音解锁取代键盘输入解锁这种普通的方式，通过语音命令进行解锁，成为一种新的人机交互方式，更加便捷、智能，深受人们喜爱。
4. 人们可以随时随地的进行解锁，随时随地的更改语音解锁密码，无需接触就能达到识别认证，这种解锁方法足够便捷、智能及有趣。

正是因为语音解锁具有安全性好、设备价格低廉、非接触和易于使用这些特点，才越来越受大众消费者的喜爱。以下是Unisys公司对消费者喜欢的解锁方式排名的调查结果：语音解锁（32%）、指纹解锁（27%）、面部解锁（20%）、掌纹解锁（12%）、虹膜解锁（10%)。这个排名足以说明语音解锁在当今社会中的流行趋势。语音识别在生活中的应用范围是特别极为广泛的，能够应用到生活中的各行各业[2]。

• 1. 国内外研究状况

国外从五十年代初就开始研究语音识别这项技术了。在1952年由Bell实验室发明的Andry系统是全世界范围内最早的一个能够识别语音的系统。在二十年后，语音识别这种技术开始取得迅速巨大的发展，当时的研究重心是在孤立词识别这方面。时间归整技术(DTW，Dynamic Time Warping)搭配基于线性预测编码(LPC，Linear Prediction Coding)的谱系数提取，对孤立词识别的效率有很大的影响。这个时期已经诞生了很多具有重要发展意义的系统，例如Carnegie-Melln大学的大词汇量自动语音听写系统和由Bell实验室研发的通信时可与说话者无关的语音识别系统。

随着智能计算机的出现，人们对人类语言理解的技术得到很大发展,技术的发展使语音识别有了很好的基础。卡内基梅隆大学结合矢量量化技术开发了SPHINX，SPHINX成为了世界上第一个实现非特定人说话并且具有大词汇量的连续语音识别系统。