ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕКТРОВ ЗВУКОВ РУССКОЙ РЕЧИ

Анатолий А. Хорев, Илья А. Баранов

Аннотация


В качестве показателя оценки эффективности защиты акустической речевой информации от ее утечки по техническим каналам используется словесная разборчивость речи W, в основу методики расчета которой положен формантный метод оценки разборчивости речи. При расчетах в качестве исходных данных по речевому сигналу используются форматный параметр речи DАi и коэффициент ki, показывающий относительную встречаемость формант в октавных полосах. Значения коэффициентов DАi и ki получены в ходе экспериментальных исследований, проведенных в середине XX века с использованием аналоговой техники. Поэтому целью данных исследований является оценка значений коэффициентов DАi и ki на основе результатов экспериментальных исследований, проводимых с использованием современных методов цифровой обработки речевых сигналов. В результате цифровой обработки аудиозаписей звуков русской речи, записанных 9 дикторами (4 мужчинами и 5 женщинами) получены: спектры звуков и спектры речи для мужских и женских голосов. На основе обработки спектров звуков установлены частотные интервалы звуков и формант мужской и женской речи. Предложен метод расчета коэффициентов встречаемости формант в октавных полосах ki, на основе которого получены значения этих коэффициентов для мужской и женской речи. На основе обработки спектров речи определены нормированные значения уровней речевого сигнала в октавных полосах для типовых интегральных уровней громкости для мужской и женской речи. Предложен метод расчета формантных параметров речи в октавных полосах DАi, на основе которого получены значения этих параметров для мужской и женской речи. На основе полученных результатов экспериментальных исследований проведен расчет разборчивости речи в зависимости от отношения сигнал/шум для мужской и женской речи.  Анализ результатов расчета разборчивости речи показал, что наибольшая разборчивость наблюдается для мужской речи.


Ключевые слова


защита речевой информации, словесная разборчивость речи, формантный метод оценки разборчивости речи.

Полный текст:

PDF

Литература


1. Покровский Н.Б. Расчет и измерение разборчивости речи. М.: Связьиздат, 1962. – 391 с.

2. Железняк В.К., Макаров Ю.К., Хорев А.А. Некоторые методические подходы к оценке эффективности защиты речевой информации. Специальная техника. М.: 2000, № 4, c. 3945. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=29236464 (дата обращения: 07.07.2025).

3. Авдеев В.Б., Анищенко А.В., Петигин А.Ф., Трушин В.А. Оценка словесной разборчивости речи в условиях воздействия помех. Ч.1. Телекоммуникации. М.: ООО «Наука и технологии. 2024, № 11, c. 23–40. ISSN: 1684-2588. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?edn=eohvun (дата обращения: 00.00.2025). DOI: http://dx.doi.org/10.31044/1684-2588-2024-0-11-23-40.

4. Хорев А.А., Макаров Ю.К. К оценке эффективности защиты акустической (речевой) информации. Специальная техника. М.: 2000, № 5, c. 46–56. URL: https://aprodeus.narod.ru/Teaching/COBRAS/Art_2000_Makarov-Horev_K_ocenke_effect_zasch_acust.pdf (дата обращения: 07.07.2025).

5. Хорев А.А. Контроль защищенности речевой информации от ее утечки по техническим каналам. Специальная техника. М.: 2014, № 4, с. 43–63. URL: https://elibrary.ru/item.asp?edn=smkzpt (дата обращения: 07.07.2025).

6. Дидковский В.С., Дидковская М.В., Продеус А.Н Акустическая экспертиза каналов речевой коммуникации. Монография. Киев: Имекс-ЛТД, 2008.  420 с.

7. Иванов А.В., Трушин В.А., Борботько Т.В. Возможность и целесообразность учета частотных зависимостей характеристик методики оценки защищенности речевой информации от утечки по техническим каналам. Научный вестник НГТУ.- Новосибирск: Изд-во НГТУ. 2017, № 4 (69), с. 85–94. ISSN 1814-1196. DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1814-1196-2017-4-85-94.

8. 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. ISSN: 2072-8921. URL: https://elibrary.ru/rnewbr (дата обращения: 07.07.2025).

9. Иванов А.В., Трушин В.А., Береснева А.В., Маркелова Г.В. Экспериментальные исследования защищенности речевой информации от утечки по техническим каналам с учетом эффекта форсирования речи. 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. URL: https://elibrary.ru/tidnxx (дата обращения: 07.07.2025).

10. Иванов А.В., Трушин В.А. О модели речевого сигнала при оценке защищенности речевой информации от утечки по техническим каналам. Доклады ТУСУР. Томск. 2014, № 2(32), ч. 1, c. 87–90. ISSN: 1818-0442. URL: https://elibrary.ru/item.asp?id=21571467&ysclid=mgt0r1ujk9669688959 (дата обращения: 07.07.2025).

11. Иванов А.В., Рева И.Л., Трушин В.А., Тудэвдагва У. Корректировка методики оценки защищенности речевой информации от утечки по техническим каналам в условиях форсирования речи. Научный вестник НГТУ. Новосибирск: Изд-во НГТУ. 2014, т. 55, № 2, с. 183–189. ISSN 1814-1196. URL: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=21978227 (дата обращения: 07.07.2025).

12. Евдокимова В.В., Кочаров Д.А., Скрелин П.А. Метод построения формантных картин для исследования фонетических характеристик гласных. Труды СПИИРАН. 2020, т. 19, № 2, с. 302–329. DOI: http://dx.doi.org/10.15622/sp.2020.19.2.3.

13. Козлачков С.Б., Дворянкин С.В., Бонч-Бруевич А.М. Ограничения формантной теории разборчивости речи в приложениях защиты речевой информации. Вопросы кибербезопасности. М.: НПО «Эшелон». 2016, № 5(18), c. 28–35. ISSN: 2311-3456 URL: https://elibrary.ru/xefzfr (дата обращения: 07.07.2025). DOI: http://dx.doi.org/10.21581/2311-3456-2016-5-28-35.

14. Yi Xu. Speech melody as articulatorily implemented communicative functions. Speech Communication. 2005, no. 46, p. 220–251. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.specom.2005.02.014.

15. Santiago Barreda. Investigating the use of formant frequencies in listener judgments of speaker size. Journal of Phonetics. 2016, no. 55, p. 1–18. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.wocn.2015.11.004.

16. Catford J.C. A Practical Introduction to Phonetics (2nd ed.). England, Oxford: Oxford University Press. 2001. – 229 p. ISBN 0-19-924635-1

17. Иванов А.В., Трушин В.А., Маркелова Г.В., Рева И.Л. Исследование спектра формант форсированной речи. Научный вестник Новосибирского государственного технического университета. Новосибирск, Новосибирский ГТУ. 2015, № 4(61), c. 63–73. ISSN: 1814-119. DOI: http://dx.doi.org/10.17212/1814-1196-2015-4-63-73.

18. Григорьев И.А., Казановский А.И. Методический подход к оценке эффективности защиты речевой информации. Вестник Воронежского государственного технического университета. 2010, т. 6, № 5, с. 133–136. ISSN: 1729-6501eISSN: 2782-4624. URL: https://elibrary.ru/mjcisp (дата обращения: 07.07.2025).

19. Хорев А.А., Порсев И.С. Вероятностный метод обоснования показателей и критериев эффективности защиты речевой информации от ее утечки по техническим каналам. Вестник УрФО «Безопасность в информационной сфере». Челябинск, УрФО. 2024, № 2(52), c. 27–36. ISSN: 2225-5435. URL: https://elibrary.ru/nuswcv (дата обращения: 07.07.2025).

20. Иванов А.В., Рева, И.Л., Шемшетдинова Э.Э. Исследование влияния различий в спектрах речи на результат оценки разборчивости. Динамика систем, механизмов и машин. Омск, Омский ГТУ, государственный технический университет. 2017, т. 5, № 4, с. 65–70. ISSN: 2310-9793. URL https://elibrary.ru/zueiar (дата обращения: 07.07.2025). DOI: http://dx.doi.org/10.25206/2310-9793-2017-5-4-65-70.




DOI: http://dx.doi.org/10.26583/bit.2025.4.02

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.