本發(fā)明涉及高安全性語(yǔ)音控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種用于無(wú)人機(jī)的語(yǔ)音識(shí)別算法。

背景技術(shù)：

無(wú)人機(jī)在情報(bào)獲取、打擊目標(biāo)、戰(zhàn)場(chǎng)評(píng)估等方面發(fā)揮越來(lái)越重要的作用，幾乎應(yīng)用于戰(zhàn)爭(zhēng)的各個(gè)階段，世界軍事大國(guó)均把無(wú)人機(jī)作為軍事能力發(fā)展的重要方向。現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)存在諸多語(yǔ)音識(shí)別和語(yǔ)音控制技術(shù)，應(yīng)用于無(wú)人機(jī)的例如有申請(qǐng)?zhí)枮閏n201510145362的中國(guó)發(fā)明專利申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N適用于無(wú)人機(jī)的語(yǔ)音控制方法，包括：(1)遙控裝置接收語(yǔ)音指令；(2)將語(yǔ)音指令發(fā)送到無(wú)人機(jī)的控制單元；(3)無(wú)人機(jī)的控制單元將語(yǔ)音指令分解成若干個(gè)單獨(dú)動(dòng)作的指令；(4)無(wú)人機(jī)控制單元對(duì)所述若干個(gè)單獨(dú)動(dòng)作的指令進(jìn)行預(yù)演；(5)無(wú)人機(jī)根據(jù)預(yù)演結(jié)果，向遙控裝置提供反饋信息。

同時(shí)，隨著通信技術(shù)的快速發(fā)展，干擾、竊聽等手段竊取通話語(yǔ)音信息而導(dǎo)致數(shù)據(jù)泄露的問題日趨嚴(yán)重，極易造成嚴(yán)重?fù)p失。因此，語(yǔ)音通信的安全性問題變得越來(lái)越重要，用戶對(duì)于語(yǔ)音通信的保密性需求也顯得尤為迫切?，F(xiàn)有技術(shù)中，此方面的應(yīng)用主要集中于簡(jiǎn)單地在地面控制端加密、在無(wú)人機(jī)端解密的方式進(jìn)行，但過(guò)程過(guò)于繁瑣，增加了處理器的負(fù)荷，或者即便終端提供多種加密等級(jí)，也無(wú)法供地面控制端向多個(gè)無(wú)人機(jī)選擇相應(yīng)的加密等級(jí)，操作實(shí)用性差、安全度低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)于協(xié)同式無(wú)人機(jī)的語(yǔ)音安全識(shí)別技術(shù)的短板，本發(fā)明提供了一種用于無(wú)人機(jī)的語(yǔ)音識(shí)別算法，用于多個(gè)彼此協(xié)作的無(wú)人機(jī)的語(yǔ)音信息的識(shí)別，包括以下步驟：

(1)為各無(wú)人機(jī)所在區(qū)域動(dòng)態(tài)地劃分多個(gè)子區(qū)域，各子區(qū)域的范圍是隨時(shí)間timei變化的且各子區(qū)域至少包括兩架無(wú)人機(jī)，i＝0，1，2，…，n，n為大于2的自然數(shù)，在各子區(qū)域內(nèi)至少有兩個(gè)從無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)，設(shè)p1為在timei時(shí)刻同一第一子區(qū)域r內(nèi)存在c架無(wú)人機(jī)的概率，在該第一子區(qū)域的相鄰子區(qū)域j內(nèi)具有d架子無(wú)人機(jī)的概率為pj，j＝1，2，3，…，k，k為大于2的自然數(shù)，sc和sd分別表示在第一子區(qū)域和相鄰子區(qū)域j內(nèi)的從無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，p和q是大素?cái)?shù)，zq表示有q個(gè)元素的大素?cái)?shù)有限域，則p1滿足hilbert(f(x))表示對(duì)函數(shù)f(x)進(jìn)行希爾伯特變換，sc表示第一子區(qū)域的面積，sd，j表示該第一子區(qū)域的相鄰子區(qū)域j的面積，e是sd，j對(duì)1-k取均方根的均方根值；

(2)在各個(gè)子區(qū)域中確定分別對(duì)應(yīng)于一架無(wú)人機(jī)的主無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)和從無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)，所述主無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)用于接收來(lái)自地面控制臺(tái)的語(yǔ)音信號(hào)v主，所述從無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)用于接收來(lái)自其自身所在的子區(qū)域內(nèi)的主無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)的語(yǔ)音主信號(hào)v從m以及來(lái)自與其自身所在的子區(qū)域相鄰的子區(qū)域j的從無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)的語(yǔ)音參考信號(hào)v從s,j，該子區(qū)域j內(nèi)具有d架無(wú)人機(jī)，其中v從m＝v主×k，v從s，j＝v主×pd,j，函數(shù)表示取函數(shù)f(x)的上整數(shù)；

(3)所述各個(gè)主無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述語(yǔ)音主信號(hào)和所述語(yǔ)音參考信號(hào)進(jìn)行通信；

(4)根據(jù)步驟(3)的通信結(jié)果，所述各主無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別，其中對(duì)于第一子區(qū)域r的窗函數(shù)為

進(jìn)一步地，各從無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的語(yǔ)音參考信號(hào)與各子區(qū)域范圍的變化同步。

進(jìn)一步地，各從無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的語(yǔ)音參考信號(hào)與各子區(qū)域范圍的變化異步。

進(jìn)一步地，所述語(yǔ)音主信號(hào)包括語(yǔ)音指令中除時(shí)間信息和方向信息以外的語(yǔ)音信息，所述語(yǔ)音參考信號(hào)包括語(yǔ)音指令中關(guān)于指令被執(zhí)行時(shí)間的時(shí)間信息和關(guān)于無(wú)人機(jī)將變向的方向信息。

進(jìn)一步地，所述地面控制臺(tái)對(duì)待發(fā)送給所述各無(wú)人機(jī)的語(yǔ)音指令進(jìn)行加密，加密密鑰為w(id，q²，e，zq)，其中id為待接收語(yǔ)音主信號(hào)的主無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)所在子區(qū)域的無(wú)人機(jī)總數(shù)，且id在p和q²之間，其中w(f(x))表示對(duì)函數(shù)f(x)進(jìn)行小波變換。

進(jìn)一步地，所述步驟(3)包括：

(31)設(shè)節(jié)點(diǎn)a為主無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)b為從無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)，idb表示節(jié)點(diǎn)a所在子區(qū)域的id，節(jié)點(diǎn)a和節(jié)點(diǎn)b在時(shí)間段pi內(nèi)安全通信，以s0h1(timei)為種子生成節(jié)點(diǎn)a和節(jié)點(diǎn)b之間通信的密鑰，則節(jié)點(diǎn)a直接提取b的公鑰kb,pi：＝(h1(idb),h1(timei))，其中h1(f(x))表示f(x)的高斯函數(shù)；

(32)計(jì)算第一會(huì)話密鑰為：

其中e^f(x)表示e的f(x)次冪；

(33)節(jié)點(diǎn)b直接提取a的公鑰ka,pi：＝(h1(ida),h1(timei))，計(jì)算第二會(huì)話密鑰：

進(jìn)一步地，所述步驟(4)包括：節(jié)點(diǎn)a利用所述第一會(huì)話密鑰對(duì)節(jié)點(diǎn)a和節(jié)點(diǎn)b的數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，節(jié)點(diǎn)b利用所述第二會(huì)話密鑰對(duì)節(jié)點(diǎn)a和節(jié)點(diǎn)b的數(shù)據(jù)進(jìn)行解密。

進(jìn)一步地，所述子區(qū)域?yàn)閳A形區(qū)域或正多邊形區(qū)域。

進(jìn)一步地，所述子區(qū)域的劃分發(fā)生改變的周期與地面控制臺(tái)發(fā)出語(yǔ)音指令的周期成正比。

進(jìn)一步地，在不同的所述周期內(nèi)，所述主無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)和從無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)開啟不同的通信信道，用于與地面控制臺(tái)通信。

進(jìn)一步地，所述通信信道在地面控制臺(tái)被預(yù)先記錄，并按照該預(yù)先記錄的順序根據(jù)時(shí)間的改變而依次被用于所述地面控制臺(tái)向所述無(wú)人機(jī)發(fā)送語(yǔ)音指令。

本發(fā)明的有益效果是：能夠降低語(yǔ)音遠(yuǎn)程控制過(guò)程中對(duì)語(yǔ)音加密和解密算法的依賴度，利用多機(jī)協(xié)作模式提高了語(yǔ)音識(shí)別過(guò)程中窗函數(shù)的密級(jí)，提高了無(wú)人機(jī)在實(shí)際協(xié)同飛行過(guò)程中各自語(yǔ)音指令被破解或攔截的難度，從而極大地增強(qiáng)了遠(yuǎn)程控制的安全性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明提供的用于無(wú)人機(jī)的語(yǔ)音識(shí)別算法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)地說(shuō)明：

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種用于無(wú)人機(jī)的語(yǔ)音識(shí)別算法，用于多個(gè)彼此協(xié)作的無(wú)人機(jī)的語(yǔ)音信息的識(shí)別，包括以下步驟：

(1)為各無(wú)人機(jī)所在區(qū)域動(dòng)態(tài)地劃分多個(gè)子區(qū)域，各子區(qū)域的范圍是隨時(shí)間timei變化的且各子區(qū)域至少包括兩架無(wú)人機(jī)，i＝0，1，2，…，n，n為大于2的自然數(shù)，在各子區(qū)域內(nèi)至少有兩個(gè)從無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)，設(shè)p1為在timei時(shí)刻同一第一子區(qū)域r內(nèi)存在c架無(wú)人機(jī)的概率，在該第一子區(qū)域的相鄰子區(qū)域j內(nèi)具有d架子無(wú)人機(jī)的概率為pj，j＝1，2，3，…，k，k為大于2的自然數(shù)，sc和sd分別表示在第一子區(qū)域和相鄰子區(qū)域j內(nèi)的從無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)的數(shù)量，p和q是大素?cái)?shù)，zq表示有q個(gè)元素的大素?cái)?shù)有限域，則p1滿足hilbert(f(x))表示對(duì)函數(shù)f(x)進(jìn)行希爾伯特變換，sc表示第一子區(qū)域的面積，sd，j表示該第一子區(qū)域的相鄰子區(qū)域j的面積，e是sd，j對(duì)1-k取均方根的均方根值；

(2)在各個(gè)子區(qū)域中確定分別對(duì)應(yīng)于一架無(wú)人機(jī)的主無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)和從無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)，所述主無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)用于接收來(lái)自地面控制臺(tái)的語(yǔ)音信號(hào)v主，所述從無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)用于接收來(lái)自其自身所在的子區(qū)域內(nèi)的主無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)的語(yǔ)音主信號(hào)v從m以及來(lái)自與其自身所在的子區(qū)域相鄰的子區(qū)域j的從無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)的語(yǔ)音參考信號(hào)v從s,j，該子區(qū)域j內(nèi)具有d架無(wú)人機(jī)，其中v從m＝v主×k，v從s，j＝v主×pd,j，函數(shù)表示取函數(shù)f(x)的上整數(shù)；

(3)所述各個(gè)主無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)根據(jù)所述語(yǔ)音主信號(hào)和所述語(yǔ)音參考信號(hào)進(jìn)行通信；

(4)根據(jù)步驟(3)的通信結(jié)果，所述各主無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行語(yǔ)音識(shí)別，其中對(duì)于第一子區(qū)域r的窗函數(shù)為

優(yōu)選地，各從無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的語(yǔ)音參考信號(hào)與各子區(qū)域范圍的變化同步。

優(yōu)選地，各從無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的語(yǔ)音參考信號(hào)與各子區(qū)域范圍的變化異步。

優(yōu)選地，所述語(yǔ)音主信號(hào)包括語(yǔ)音指令中除時(shí)間信息和方向信息以外的語(yǔ)音信息，所述語(yǔ)音參考信號(hào)包括語(yǔ)音指令中關(guān)于指令被執(zhí)行時(shí)間的時(shí)間信息和關(guān)于無(wú)人機(jī)將變向的方向信息。

優(yōu)選地，所述地面控制臺(tái)對(duì)待發(fā)送給所述各無(wú)人機(jī)的語(yǔ)音指令進(jìn)行加密，加密密鑰為w(id，q²，e，zq)，其中id為待接收語(yǔ)音主信號(hào)的主無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)所在子區(qū)域的無(wú)人機(jī)總數(shù)，且id在p和q²之間，其中w(f(x))表示對(duì)函數(shù)f(x)進(jìn)行小波變換。

優(yōu)選地，所述步驟(3)包括：

(31)設(shè)節(jié)點(diǎn)a為主無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)b為從無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)，idb表示節(jié)點(diǎn)a所在子區(qū)域的id，節(jié)點(diǎn)a和節(jié)點(diǎn)b在時(shí)間段pi內(nèi)安全通信，以s0h1(timei)為種子生成節(jié)點(diǎn)a和節(jié)點(diǎn)b之間通信的密鑰，則節(jié)點(diǎn)a直接提取b的公鑰kb,pi：＝(h1(idb),h1(timei))，其中h1(f(x))表示f(x)的高斯函數(shù)；

(32)計(jì)算第一會(huì)話密鑰為：

其中e^f(x)表示e的f(x)次冪；

(33)節(jié)點(diǎn)b直接提取a的公鑰ka,pi：＝(h1(ida),h1(timei))，計(jì)算第二會(huì)話密鑰：

優(yōu)選地，所述步驟(4)包括：節(jié)點(diǎn)a利用所述第一會(huì)話密鑰對(duì)節(jié)點(diǎn)a和節(jié)點(diǎn)b的數(shù)據(jù)進(jìn)行解密，節(jié)點(diǎn)b利用所述第二會(huì)話密鑰對(duì)節(jié)點(diǎn)a和節(jié)點(diǎn)b的數(shù)據(jù)進(jìn)行解密。

優(yōu)選地，所述子區(qū)域?yàn)閳A形區(qū)域或正多邊形區(qū)域。

優(yōu)選地，所述子區(qū)域的劃分發(fā)生改變的周期與地面控制臺(tái)發(fā)出語(yǔ)音指令的周期成正比。

優(yōu)選地，在不同的所述周期內(nèi)，所述主無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)和從無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)開啟不同的通信信道，用于與地面控制臺(tái)通信。

優(yōu)選地，所述通信信道在地面控制臺(tái)被預(yù)先記錄，并按照該預(yù)先記錄的順序根據(jù)時(shí)間的改變而依次被用于所述地面控制臺(tái)向所述無(wú)人機(jī)發(fā)送語(yǔ)音指令。

優(yōu)選地，所述多個(gè)彼此協(xié)作的無(wú)人機(jī)進(jìn)行密鑰協(xié)商。由于所有節(jié)點(diǎn)私有的第二部分均是s0h1(timei)，因此可以把s0h1(timei)作為群組會(huì)話密鑰或以s0h1(timei)為種子生成群組會(huì)話密鑰。

優(yōu)選地，在所述解密期間，還包括對(duì)從節(jié)點(diǎn)進(jìn)行密鑰撤銷。現(xiàn)有技術(shù)中并不存在密鑰撤銷處理，然而經(jīng)申請(qǐng)人研究和試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，這種撤銷能夠有效地保障多個(gè)彼此協(xié)作的無(wú)人機(jī)之間的通信和加密、解密操作的流程控制順暢，進(jìn)而為本發(fā)明的主或從無(wú)人機(jī)節(jié)點(diǎn)的有效性更新提供極富價(jià)值的參考。設(shè)當(dāng)前時(shí)間階段為ti，時(shí)間參數(shù)為timei，私鑰撤銷包括三部分：異常通知，當(dāng)節(jié)點(diǎn)b偵測(cè)到節(jié)點(diǎn)a的異常行為時(shí)，b將會(huì)生成并簽名一個(gè)針對(duì)節(jié)點(diǎn)a的指控信息其中sb是一個(gè)防重放攻擊的時(shí)間戳。然后b把該指控消息簽密發(fā)送到d-pkg節(jié)點(diǎn)；撤銷信息生成，d-pkg節(jié)點(diǎn)收到指控信息后，驗(yàn)證節(jié)點(diǎn)b的身份，并解密該消息。門限值r的目的是防止未被發(fā)現(xiàn)的叛變節(jié)點(diǎn)偽造可以任意地針對(duì)合法節(jié)點(diǎn)的指控消息，r如何選擇就要平衡偵測(cè)靈敏度和誤報(bào)率之間的關(guān)系了。如果針對(duì)節(jié)點(diǎn)a的指控?cái)?shù)達(dá)到門限值r，選擇t個(gè)d-pkg節(jié)點(diǎn)選舉一個(gè)組長(zhǎng)，每個(gè)d-pkg節(jié)點(diǎn)用自己的主私鑰分額計(jì)算si,a＝sih1(ida)并簽密發(fā)送給組長(zhǎng)，組長(zhǎng)計(jì)算撤銷信息：然后廣播消息如果在一定的時(shí)間范圍內(nèi)，其他d-pkg節(jié)點(diǎn)沒有收到撤銷消息則重新選舉一個(gè)組長(zhǎng)，并指控原組長(zhǎng)；撤銷確認(rèn)，網(wǎng)絡(luò)中的其他節(jié)點(diǎn)收到針對(duì)節(jié)點(diǎn)a的撤銷消息后，將用驗(yàn)證撤銷消息的正確性，驗(yàn)證成功則記錄該消息并不再與節(jié)點(diǎn)a進(jìn)行任何信息交流。

其中的“簽密”過(guò)程是指帶簽密的加密過(guò)程。設(shè)已知：h1:{0，1}^*→g^*；m∈{0，1}^*；w1＝m0p0。設(shè)節(jié)點(diǎn)idi向節(jié)點(diǎn)idj簽密消息，“簽密”具體實(shí)現(xiàn)如下：

1：節(jié)點(diǎn)idi隨機(jī)選擇b∈z^*q；

2：計(jì)算u＝b·p和v＝b^-1·(h4(m)·w1+h2(u)·m0h1(idi))

3：計(jì)算g＝e(h1(idj),w1)^b和并將<c,u,v>發(fā)送給節(jié)點(diǎn)idj；

4：節(jié)點(diǎn)idj用自己的私鑰m0h1(idj)計(jì)算

5：節(jié)點(diǎn)idj驗(yàn)證消息m，如果成立，節(jié)點(diǎn)idj接收消息，否則認(rèn)為不合法。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員知道，說(shuō)明書僅是用于解釋權(quán)利要求書。但本發(fā)明所要求的保護(hù)范圍并不局限于說(shuō)明書。任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明批露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或者替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明所要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。