Тенденции развития систем закрытия речи

Целью современных исследований методов закрытия и обработки речевых сигналов является улучшение параметров для заданных каналов передачи с использованием достижений микроэлектронной технологии.

В ближайшие годы не ожидается каких-либо значительных изменений в области аналогового скремблирования. Ожидается, что аналоговые скремблеры и дальше будут использоваться на некачественных линиях связи, пока не будут созданы надежные модемы с исправлением ошибок, возникающих в процессе цифровой передачи по таким каналам. Свидетельствуется, что развитие цифровых процессоров обработки сигналов (ЦПОС) позволит гораздо эффективнее использовать существующие алгоритмы при общем снижении размеров и энергопотребления аппаратурой закрытия речевых сигналов. Благодаря развитию ЦПОС уже удалось намного усложнить полосовые скремблеры, по мере совершенствования которых легче будет реализовывать сложные методы скремблирования, например комбинированные частотно-временные.

Применение ЦПОС позволит повысить качество речи за счет более точных методов фильтрации и обработки. В скором времени следует ожидать появления на рынке достаточного числа аналоговых скремблеров нового типа, обеспечивающих уровень защиты речевых сигналов, сравнимый с цифровыми устройствами закрытия речи, при высоком качестве и узнаваемости восстановленного речевого сигнала, присущего аналоговым скремблерам.

Рост спроса на простейшие скремблеры в таких областях, где они раньше не применялись, привел к появлению устройств закрытия речи, реализованных в одном кристалле.

В конце 90-х годов среди систем дискретизации речи с последующим шифрованием наряду с развитием систем закрытия речевых сигналов на основе DES алгоритмов ожидается широкое распространение криптографических систем с открытыми ключами. Это, например, позволит создать новую защищенную систему телефонной связи с числом абонентов до 3 млн. для нужд министерства обороны США и его подрядчиков. Основные усилия в области совершенствования дискретной техники направлены на соединение высоких качеств звучания синтезированной речи в среднескоростных вокодерах с достоинством низкоскоростных преобразователей (малой полосой частот).

Таким образом, традиционно существуют три типа устройств, обеспечивающих защиту речевой информации. Это маскираторы, скремблеры и устройства с передачей речи в цифровом виде, называемые вокодерами.

Маскираторы — это устройства, реализующие детерминированные статические аналого-цифровые засекречивающие преобразования. Они защищают речевой сигнал только от прямого прослушивания, достаточно дешевы и пользуются, как правило, в бытовых приложениях. Примером засекречивающих преобразований в маскираторах может служить инверсия спектра.

Скремблеры — это устройства, реализующие динамические аналого-цифровые засекречивающие преобразования с применением шифраторов. В зависимости от типа применяемых преобразований эти устройства могут обеспечить достаточно высокую степень защищенности, однако чем сложнее преобразования, тем более высокие требования предъявляются к качеству каналов связи для сохранения приемлемого качества дешифрованного сигнала. Кроме того, скремблеры дополнительно требуют применения систем синхронизации, что, как правило, достигается за счет выделения специального канала в полосе спектра речевого сигнала и приводит к снижению его качества. Примерами преобразований, применяемых в скремблерах, могут служить многоканальные частотно-временные преобразования, внутрикадровые перестановки отрезков сигнала, временная инверсия, перестановки отсчетов кратковременного спектра, полученного на основе БПФ и другие.

Вместе с тем, даже при применении достаточно сложных преобразований и стойких шифраторов защищенность речевого сигнала при скремблировании некоторые специалисты не считают гарантированной.

Единственным способом, обеспечивающим гарантированную защиту телефонных переговоров, является использование устройств с передачей речи в цифровой форме с применением, в частности, шифрования, как это происходит при передаче данных.

Главная проблема, которую приходится решать в этом случае, состоит в достижении высокого качества синтезированного речевого сигнала при реальных скоростях его передачи по коммутируемым каналам связи, составляющим 2400...9600 бит/с.

По результатам ряда исследований на московских линиях работу на скорости 2400 бит/с обеспечивают 90 % каналов связи, на скорости 4800 бит/с — 60 % и на скорости 9600 бит/с — 35 %, из чего следует необходимость представления речевого сигнала на скоростях начиная с 2400 бит/с. Например, АО «Сигнал-КОМ» выпускает специализированный абонентский цифровой телефонный аппарат под названием Voice Coder-2400, имеющий наряду с широким пользовательским сервисом режим передачи речи в цифровом виде со скоростью 2400 бит/с (полный дуплекс) при использовании ряда алгоритмов защиты информации от несанкционированного доступа, в том числе и в соответствии с ГОСТ 28147-89. Доступ к защищенному режиму связи обеспечивается только при считывании пароля с энергонезависимой памяти. Аппарат может работать как при непосредственном выходе в телефонную сеть, так и составе внутриофисных АТС. В качестве алгоритма сжатия речи в нем используется оригинальный алгоритм на основе модели линейного предсказания (1РС-10) для описания динамического спектра речевого сигнала и пятипараметрический алгоритм выделения основного тона и признака тон/шум на основе марковских моделей. Слоговая разборчивость речи на скорости 2400 бит/с не ниже 87 %.

Дата добавления: 2014-07-19; просмотров: 267; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!