Аннотация
Существующие методики оценки разборчивости речи не учитывают возможный (и вполне реальный на практике) эффект форсирования речи. Методика, применяемая в задачах защиты речевой информации, основана на формантном методе Н.Б. Покровского и рассматривает только случай спокойной речи. Важно то, что при форсировании происходит не только увеличение общего уровня речи, но и существенно деформируется ее спектр. Изменение спектра формант существенно скажется на оценке разборчивости речи, так как при проведении расчетов производится переход от спектра речи к спектру формант по известной зависимости для спокойной речи. Покровский только предполагает, что данная зависимость будет сохраняться и для форсированной речи. То есть при форсировании будет происходить перераспределение энергии спектра формант в область средних и высоких частот. В данной работе на первом этапе проводится анализ результатов артикуляционных испытаний для обычной и форсированной речи с целью определения степени влияния эффекта форсирования на эффективность маскирующих помех. В результате получен вывод, что при форсировании перераспределение энергии в спектре приводит к снижению разборчивости речи (без учета общего увеличения уровня речи). Также вызывают интерес практически совпадающие зависимости разборчивости речи от отношения сигнал/шум для форсированной и спокойной речи при использовании формантоподобной помехи. Во второй части работы были проведены исследования по определению формант в спектре спокойной и форсированной речи. Кратко рассмотрены два основных метода выявления формант: кепстральный анализ и метод линейных предсказаний. На основе программного обеспечения Praat, реализующего метод линейных предсказаний, проведен анализ записей спокойной и форсированной речи с определением расположения формант в частотной области. В результате было показано, что при форсировании происходит смещение формант в область низких и средних частот, что подтверждает различие зависимостей между спектром речи и спектром формант для спокойной и форсированной речи.
Ключевые слова: форманта, разборчивость речи, форсирование речи, деформация спектра формант, деформация спектра речи, кепстральный анализ, метод линейных предсказаний, формантное распределение
Список литературы
1. Дидковский В.С., Дидковский М.Л., Продеус А.Н. Акустическая экспертиза каналов речевой коммуникации: монография. – Киев: Имекс-ЛТД, 2008. – 420 с.
2. Покровский Н.Б. Расчет и измерение разборчивости речи. – М.: Связьиздат, 1962. – 390 с.
3. Авдеев В.Б. Совершенствование методик оценки и контроля защищенности речевой информации от ее утечки по техническим каналам // Специальная техника. – 2015. – № 5. – С. 46–59.
4. Трушин В.А., Рева И.Л., Иванов А.В. Экспериментальная оценка разборчивости речи в задачах защиты информации на основе модифицированных артикуляционных испытаний // Материалы X Международной конференции «Актуальные проблемы электронного приборостроения»: АПЭП–2010, 22–24 сентября 2010 г.: в 7 т. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2010. – Т. 7. – С. 133–135.
5. Трушин В.А., Рева И.Л., Иванов А.В. Усовершенствование методики оценки разборчивости речи в задачах защиты информации // Ползуновский вестник. – 2012. – № 3/2. – С. 238–241.
6. Экспериментальные исследования защищенности речевой информации от утечки по техническим каналам с учетом эффекта форсирования речи / А.В. Иванов, В.А. Трушин, А.В. Береснева, Г.В. Маркелова // Актуальные проблемы электронного приборостроения (АПЭП–2014): материалы XII международной конференции, 2–4 октября 2014 г.: в 7 т. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2014. – Т. 3. – С. 164–170.
7. Иванов А.В., Трушин В.А. О модели речевого сигнала при оценке защищенности речевой информации от утечки по техническим каналам // Доклады ТУСУР. – 2014. – № 2 (32), ч. 1. – С. 87–90.
8. Региональные аспекты технической и правовой защиты информации: монография / В.В. Поляков, В.А. Трушин, И.Л. Рева, П.В. Малинин, А.А. Исаев, Т.В. Сидоренко, В.А. Мазуров, А.С. Шатохин, Терновой О.С., Н.Н. Минакова, Ю.Н. Загинайлов, П.В. Плетнев; отв. ред. В.В. Поляков. – Барнаул: Изд-во АлтГУ, 2013. – 176 с.
9. Трушин В.А., Рева И.Л., Иванов А.В. О методических погрешностях оценки словесной разборчивости речи в задачах защиты информации // Доклады ТУСУР. – 2012. – № 1 (25), ч. 2. – С. 180–184.
10. Рева И.Л., Трушин В.А., Иванов А.В. Реализация оптимальной помехи при защите речевой информации от утечки по акустическому и виброакустическому каналу // Научный вестник НГТУ. – 2011. – № 4 (45). – С. 140–145.
11. Физический энциклопедический словарь / гл. ред. А.М. Прохоров. – М.: Советская энциклопедия, 1984. – 944 с.
12. Алдошина И.А. Основы психоакустики: сборник статей. – [Б. м.]: [б. и.], 2000. – 154 с.
13. Алдошина И.А., Приттс Р. Музыкальная акустика. – СПб.: Композитор, 2006. – 717 с.
14. Азаров И.С., Петровский А.А. Формирование персональной модели голоса диктора с универсальным фонетическим пространством признаков на основе искусственной нейронной сети // Труды СПИИРАН. – 2014. – Вып. 36. – C. 128–150.
15. Басов О.О., Носов М.В., Шалагинов В.А. Исследование характеристик джиттера периода основного тона речевого сигнала // Труды СПИИРАН. – 2014. – Вып. 32. – C. 27–44.
16. Изменение частоты основного тона речевого сигнала на основе гармонической модели с нестационарными параметрами / И.С. Азаров, М.И. Вашкевич, Д.С. Лихачев, А.А. Петровский // Труды СПИИРАН. – 2014. – Вып. 32. – C. 5–26.
17. Рабинер Л.Р., Шафер Р.В. Цифровая обработка речевых сигналов / пер. с англ. под ред. М.В. Назарова, Ю.Н. Прохорова. – М.: Радио и связь, 1981. – 496 с.
18. Иванов А.В., Трушин В.А., Хиценко В.Е. О выборе модели тестового сигнала при оценке защищенности речевой информации от утечки по техническим каналам // Труды СПИИРАН. – 2015. – Вып. 3. – С. 122–133.
