4 Расчет показателя защищенности акустической речевой информации

 

Настоящая методика предназначается для определения численных значений словесной разборчивости речи Wв акустическом, виброакустическом и оптико-электронном каналах утечки информации, а также при непосредственном прослушивании речи без использования технических средств[8].Для проведения расчетов используются следующие исходные данные.

По речевому сигналу:

-Bs, дБ - интегральный (суммарный) уровень речевого сигнала в полосе частот 100 - 10000 Гц;

-N - число дискретных полос спектра сигнала;

-Bpi, дБ - спектральные уровни речевого сигнала в i-х дискретных полосах спектра (i=1, …, N);

-Di, дБ - спектральные уровни артикуляционного параметра речи (i=1, …, N);

-wi, - весовые коэффициенты дискретных полос (i=1, …, N).

Исходные данные для типовых речевых сигналов с уровнями Bs=64 дБ (тихая речь), Bs=70 дБ (речь со средним уровнем), Bs=76 дБ (громкая речь), Bs=84 дБ (речь, усиленная техническими средствами) и характеристики равноартикуляционных полос и октавных полос спектра речевого сигнала, наиболее приемлемые с практической точки зрения, приведены в таблице 1 и таблице 2. При использовании 20 равноартикуляционных полос удается добиться более точного результата, чем при использовании 7 полос, однако это требует проведения дополнительных измерения, благодаря чему данный метод получил распространение только в автоматизированных измерительных комплексах. При использовании измерительной аппаратуры общего назначения используется представление сигнала в виде 7 октавных полос, что снижает точность измерений на 10%, однако значительно ускоряет проведение СИ.

По условиям приема речевого сигнала:

-Zi- коэффициенты ослабления (затухания)i-го спектрального уровня речевого сигнала на трассе распространения акустической волны от источника речи к приемному устройству, дБ;

 

Таблица 1 - Характеристики речевых сигналов в равноартикуляционных полосах

Номер полосы iГраница полосы f1-f2, ГцСредняя частота Fср, ГцШирина полосы df, ГцСпектральный уровень сигнала BpiАртикуляционные параметры речи ΔiBs=64 дБBs=70 дБBs=76 дБBs=84 дБ1100-42025032036,245,248,256,218,22420-57050015034,940,946,954,913,43570-71065014032,238,244,252,212,04710-86580015530,336,342,350,310,95865-103095016527,033,039,047,010,161030-1220112519024,430,436,444,49,471220-1410130019023,029,035,043,08,781410-1600150019021,627,633,641,68,091600-1780170018020,626,632,640,67,5101780-1960187518019,825,831,839,87,1111960-2140205018017,923,929,937,96,8122140-2320222518016,422,428,436,46,5132320-2550242523015,021,027,035,06,2142550-2900272535014,320,326,334,35,9152900-3300310040012,918,924,932,95,5163300-3660350036011,817,823,831,85,2173660-4050385039011,127,123,131,15,0184050-501045509609,615,621,629,64,6195010-7250615022406,912,918,926,94,0207250-10000860027504,610,616,624,63,5

Таблица 2 - Характеристики речевых сигналов в октавных полосах

Номер полосы iГраница полосы f1-f2, ГцСредняя частота Fср, ГцШирина полосы df, ГцСпектральный уровень сигнала BpiАртикуляционные параметры речи ΔiLs=64 дБLs=70 дБLs=76 дБLs=84 дБ187,5-17512587,535,641,647,655,617,62175-35025017536,242,248,256,218,23350-70050035034,540,546,554,514,64700-1400100070027,033,039,047,09,851400-28002000140018,524,530,538,56,962800-56004000280010,516,622,630,64,875600-11200800056004,510,516,524,52,6

-Bni- спектральные уровни шума в i-ой дискретной полосе спектрального сигнала, дБ.

Значения Zi и Bni определяются расчетным или инструментальным способами.

При проведении практических работ по защите речевой информации значения Ziи Bniнеобходимо определять инструментальным способом.

Применение расчетного способа определения ZiиBniоправдано в оценочных задачах при наличии исходных данных о звукопоглощающих и вибропоглощающих свойствах (характеристиках) различных сред, через которые проходит акустическая волна от источника речи к приемному устройству, а также при известных спектральных характеристиках шума в точке приема речевого сигнала.

Порядок проведения расчета: определить Bniи Zi; по формуле (7) рассчитать Ei-отношение сигнал/шум на входе приемного устройства речевого сигнала в дискретных полосах спектра (i = 1, … ,N):

 

Ei = Bsi - Bni -Zi = Qpi + Zi.

По формуле (8) рассчитать Kpi- коэффициент разборчивости речи в дискретных полосах спектра (i = 1, … ,N):

 

 

По формуле (9) рассчитать Kp - коэффициент разборчивости речи в частотной полосе речевого сигнала:

 

 

По формуле (10) рассчитать словесную разборчивость речи: