8. Основные зарубежные методы оценки разборчивости

 

Безусловный интерес представляют зарубежные версии формантного подхода –

тем более, что отечественные версии в значительной степени базируются на зарубежных

работах. Рассмотрим две такие версии: индекс артикуляции (Articulation Index - AI)

и индекс разборчивости речи (Speech Intelligibility Index - SII).

Индекс артикуляции (AI)

В рамках данной версии считается, что разборчивость речи

пропорциональна средней разности между пиковым уровнем речи и эффективным уров-

нем маскирующего шума. Формально это означает, что для оценки индекса артикуляции

используется аналог соотношения Покровского, с тем лишь отличием, что в качестве коэффициента

восприятия используется функция

где (дельта)L Bр пик Bш

 

Индекс разборчивости речи (SII)

Начиная с 1984 года, вычислительная схема индекса артикуляции AI неоднократно

подвергалась усовершенствованиям в работах, что привело к появлению версии,

стандартизованной в ANSI S3.5-1997 и названной индексом разборчивости речи (SII).

Измерение разборчивости по методу SII осуществляют аналогично методу AI, по-

этому неудивительно, что соответствующие значения индексов разборчивости мало от-

личаются численно, находясь в линейной зависимости.

             Если ограничиться рассмотрением объективных (инструментальных) методов,

можно выделить три подхода к оценке разборчивости речи: формантный, модуляционный

и эмпирический.

Различие рассмотренных версий формантного метода главным образом сводится к

различию определений понятия «формантный спектр», а также различию смысла понятий

«уровень сигнала» и «уровень шума». Если корректно учесть эти различия, оказывается,

что почти все версии формантного метода (за исключением версии Быкова) обеспечива-

ют получение близких результатов для области «средних» и «больших» отношений сиг-

нал-шум. В этой связи понятие формантного спектра представляется малоконструктив-

ным.

При малых отношениях сигнал-шум результаты оценивания разборчивости могут

существенно отличаться для различных версий формантного метода. Объяснить это мож-

но принципиальной трудностью организации исследований в условиях малых отношений

сигнал-шум.

Главным достоинством модуляционного подхода к оценке разборчивости речи яв-

ляется сравнительная легкость учета влияния таких помех как реверберация и эхо, нели-

нейные искажения. Однако надежность оценки разборчивости речи при малых отноше-

ниях сигнал-шум и в этом случае остается сомнительной. А такой эмпирический метод,

как оценка потери артикуляции согласных, обладает невысокой точностью даже при

больших отношениях сигнал-шум.

 

9. Характеристика виброакустического канала утечки речевой информации

В случае, когда источником информации является голосовой аппарат человека, информация называется речевой.

Речевой сигнал – сложный акустический сигнал, основная энергия которого сосредоточена в диапазона частот от 300 до 4000 Гц.

Голосовой аппарат человека является первичным источником акустических колебаний, которые представляют собой возмущения воздушной среды в виде волн сжатия и растяжения (продольных волн).

Под действием акустических колебаний в ограждающих строительных конструкциях и инженерных коммуникациях помещения, в котором находится речевой источник, возникают вибрационные колебания. Т.о., в своём первоначальном состоянии речевой сигнал в помещении присутствует в виде акустических и вибрационных колебаний.

Различного рода преобразователи акустических и вибрационных колебаний являются вторичными источниками. К последним относятся: громкоговорители, телефоны, микрофоны, акселерометры и другие устройства.

В виброакустических каналах утечки информации средой распространения речевых сигналов являются ограждающие строительные конструкции помещений (стены, потолки, полы) и инженерные коммуникации (трубы водоснабжения, отопления, вентиляции и т.п.). Для перехвата речевых сигналов в этом случае используются вибродатчики (акселерометры).

Вибродатчик, соединённый с электронным усилителем, называют электронным стетоскопом. Электронный стетоскоп позволяет осуществлять прослушивание речи с помощью головных телефонов и её запись на диктофон.

По виброакустическим каналу также возможен перехват информации с использованием закладных устройств. В основном для передачи информации используется радиоканал, поэтому такие устройства часто называют радиостетоскопами. Возможно использование закладных устройств с передачей информации по оптическому каналу в ближнем инфракрасном диапазоне длин волн, а также по ультразвуковому каналу (по инженерным коммуникациям).

Современные строительные материалы и конструкции (монолитный железобетон, сборные железобетонные конструкции, кирпичная кладка) обладают весьма низкими показателями затухания механических колебаний в области звуковых частот. Это обеспечивает возможность распространения колебаний на значительные расстояния и создаёт возможность перехвата информации, регистрируя вибрации не только ограждающих конструкций выделенного помещения, но и регистрируя колебания значительно удалённых (1-3 стыка) элементов здания. В общем случае, в зависимости от конструкции здания и качества выполнения стыков между его элементами, затухание на стыках варьируется в пределах от 1..3 Дб до 10..15 Дб. Отсюда следует важная тактическая особенность и повышенная опасность виброакустического канала утечки информации – перехват возможен не только из смежных помещений, но и из помещений, значительно удалённых от источника информации.

Некоторые элементы строительных конструкций представляют собой волноводы вибрационных колебаний. К ним относятся трубы различных коммуникаций. Создаются условия волноводного распространения сигналов на значительные расстояния. Данный канал становится особенно опасным, если трубопровод соединён с какой-то жёсткой и развитой поверхностью, которая играет роль согласующего элемента при передаче энергии из воздуха в трубопровод. Например, радиаторы отопления.