Методологические подходы к оценке эффективности защиты речевой информации

Очевидно, что показатель словесной разборчивости речи можно использовать и для оценки эффективности закрытия технических каналов утечки речевой информации, но при этом метод артикуляционных измерений из-за сложности и длительности проведения в практической деятельности не приемлем. Наиболее целесообразно для оценки разборчивости речи использовать инструментально-расчетный метод, основанный на результатах экспериментальных исследований, проведенных Н. Б. Покровским, и не требующий проведения артикуляционных измерений. Суть этого метода заключается в следующем. Спектр речи разбивается на N частотных полос (например, октавных, третьоктавных, равноартикуляционных и т. п.), в общем случае произвольных.

Для каждой i-й (i = 1,…, N) частотной полосы на среднегеометрической (средней) частоте определяется формантный параметр Δi, характеризующий энергетическую избыточность дискретной составляющей речевого сигнала.

где Lсi - средний спектральный уровень речевого сигнала в месте измерения в i-й спектральной полосе, дБ; Ai - средний спектральный модальный уровень формант (под формантами понимаются максимумы огибающей спектра определенного звука) в i-й спектральной полосе, дБ.

Значения формантных параметров ΔАi определяются по рис. 3.1 при условиях f = fср.i или из соотношения (аппроксимация графика)

Для каждой i-й частотной полосы определяется весовой коэффициент ki, характеризующий вероятность наличия формант речи в данной полосе

,

где k(fвi) и k(fнi) - значения весового коэффициента для верхней fвi и нижней fнi граничной частот i-й частотной полосы спектра речевого сигнала.

Значения весовых коэффициентов k(fвi) и k(fнi) определяются по графику рис. 3.2 (функции распределения формант, характеризующей вероятность встречаемости формант в различных участках речевого спектра) при условиях f = fвi и f = fнi, или из соотношения (аппроксимация графика)

Рис. 3.1 - Разность между спектральными уровнями речи и формант

Рис. 3.2 - Формантное распределение

Для каждой частотной полосы на среднегеометрической частоте fср.i по графику (рис. 3.3) или из аналитического соотношения (аппроксимация графика) определяется коэффициент восприятия формант слуховым аппаратом человека, рi, представляющий собой вероятное относительное количество формантных составляющих речи, которые будут иметь уровни интенсивности выше порогового значения

где - уровень шума (помехи) в месте измерения в i-й спектральной полосе, дБ; - отношение «уровень речевого сигнала/уровень шума», дБ.

Далее определяется спектральный индекс артикуляции (понимаемости) речи Ri (информационный вес i-й спектральной полосы частотного диапазона речи)

Рассчитывается интегральный индекс артикуляции речи

Рис. 3.3 - Зависимость коэффициента разборчивости речи pi от относительного уровня интенсивности формант Q

По графику (рис. 3.3) или из аналитического соотношения (аппроксимации функции) определяется слоговая разборчивость S

Зависимость словесной разборчивости речи W от слоговой S приведена на рис. 3.4 и табл.2.

График для русской речи аппроксимируется аналитическим соотношением

С учетом рис. 3.3 и 3.4 легко получить график зависимости словесной разборчивости от интегрального индекса артикуляции речи, который можно аппроксимировать аналитическим соотношением (рис. 3.5)

Рис. 3.4 - Зависимость слогоой разборчивости S и словесной разборчивости речи W от интегрального индекса артикуляции речи R

Таблица 2 - Зависимость слогоой разборчивости S и словесной разборчивости речи W от интегрального индекса артикуляции речи R

Другие стьтьи в тему

Радиолокатор. Радиолокационные станции
В 1887 году немецкий физик Генрих Герц начал эксперименты, в ходе которых он открыл существование электромагнитных волн, предсказанных теорией Джеймса Максвелла. Герц научился генерировать и улавливать электромагнитные радиоволны и обнаружил, что они по-разному поглощаются и отражаю ...

Расчет параметров поплавкового компенсационного акселерометра
Развитие авиастроение связано с созданием ЛА новых типов, одним из требований которых является высокий уровень автоматизации процесса управления полётом. Измерение линейных ускорений является одним из важнейших элементов автоматизации управления ЛА. В данной курсовой работе рассма ...