Презентация 3.2-1

1. Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ» ЦИФРОВАЯ ОБРАБОТКА ИЗОБРАЖЕНИЙ ДИНАМИЧЕСКИХ СОНОГРАММ ДЛЯ

Специальности:
05.13.01 - системный анализ, управление и обработка
информации (в информационных системах).
05.13.19 - методы и системы защиты информации,
информационная безопасность.
Алюшин Виктор Михайлович
Научные
руководители:
доктор физико-математических наук, профессор
Кудряшов Николай Алексеевич (05.13.01)
доктор технических наук, профессор
Дворянкин Сергей Владимирович (05.13.19)
Москва, 2014 г.

2.

2
Актуальность задачи
защиты и обработки речевой
Защита и информации
оценка
(РИ)
Защита РИ
защищенности РИ в каналах
голосовой связи
От искажений, связанных со средой
распространения
От внутренних / внешних
информационных угроз
От субъективных /объективных угроз
От преднамеренных /
непреднамеренных действий
нарушителя
непреднамеренных помех на
Речевая разборчивость как критерий От
месте проведения звукозаписи
эффективности защиты
От искажений, обусловленных
неисправностью или низким
качеством передающей, приемной
Цель защиты
Критерий
или регистрирующей аппаратуры
в выделенных помещениях
конфиденциальных переговоров
в телефонных сетях общего
пользования
в сотовых сетях
в сетях передачи данных
в многоканальных системах
конференцсвязи
Затрудненное понимание речи
эффективности
защиты
30% ≤ Wн ≤ 40%
Сокрытие содержания переговоров в ВП
20% ≤ Wн≤ 30%
Сокрытие предмета переговоров в ВП
10% ≤ Wн≤ 20%
Сокрытие факта ведения переговоров в
ВП
Wн≤ 10%
Объекты защиты
Защита семантики (смыслового
содержания) речевого сообщения
Защита факта проведения
переговоров
Защита индивидуальных признаков
диктора

3. Цель работы и решаемые задачи

3
Целью диссертационного исследования является разработка методов и алгоритмов реконструкции и
восстановления изображений искаженных узкополосных динамических сонограмм с последующим переходом
к волновой форме нового речеподобного сигнала и их реализация в программно-технических средствах для
нейтрализации семантических искажений речевой информации.
Объектом исследования являются системы речевой обработки, связанные с обнаружением и нейтрализацией
спектральных искажений речевой информации.
Предметом исследования являются модели речевых сигналов, методы и алгоритмы обработки изображений
узкополосных динамических сонограмм, пригодные для восстановления искаженной речевой информации.
Задачи исследования:
1.
Исследование свойств речеобразования и слухового восприятия, анализ существующих описаний
речевых сигналов для обоснования выбора способов графического представления ключевых для
понимания параметров РС на изображениях ДС;
2.
Исследование возможности применения методов обработки изображений для нейтрализации
спектральных помех и искажений семантики речевой информации с учетом требований к реализации в
специальных технических средствах;
3.
Совершенствование технологии преобразования “звук-изображение-звук” в части восстановления
(синтеза) речеподобных сигналов по изображениям узкополосных спектрограмм;
4.
Разработка и исследование специализированных методов и алгоритмов восстановления гармонической и
формантной структур искаженных речевых сигналов;
5.
Разработка и исследование универсальных методов обработки спектральных характеристик РС на
изображениях динамических сонограмм с оценкой возможности их комплексного применения;
6.
Реализация предложенных методов и алгоритмов в едином программном комплексе, их
экспериментальное тестирование, а также разработка интерактивного графического интерфейса и
интерфейса взаимодействия с внешними распространенными графическими редакторами;
7.
Оценка эффективности предложенных программно-технических решений.

4.

Причины возникновения и 4
классификация
Причины возникновения
1)семантических
Непреднамеренные помехи на месте проведенияискажений
записи звукового сигнала
2) Помехи в линиях связи
3) Неисправность или плохое качество передающей, приемной или
регистрирующей аппаратуры
4) Неправильный выбор или использование связной или звукозаписывающей
техники
5) Неудобные условия проведения звукозаписи
5.1 Скрытность проведения звукозаписи
5.2 Ограниченность в выборе места звукозаписи
5.3 Динамические условия записи
5.4 Неудачный или неумелый выбор средств аудиозаписи
Классификация искажающих воздействий
1) По природе возникновения: активные (рече- или шумоподобные помехи) и пассивные
(реверберация);
2) По характеру изменения спектра: стационарные и нестационарные, широкополосные
и тональные;
3) По среде распространения: электромагнитные, акустические, гидроакустические, …;
4) По временным характеристикам: постоянные и непостоянные;
5) По характеру: аддитивные, мультипликативные;
6) По причинам возникновения.

5.

Существующие способы
нейтрализации речевых
искажений
5

6.

Нейтрализация искажений 6
речевых сообщений на
Редактирование в стандартныханализа
основе образного
Изображение
Очищенное
спектрограммы
графических редакторах
Microsoft
Paint
GIMP
изображение
Adobe
Photoshop
Использование специализированных
методов обработки изображений
спектрограмм
Спектрограмма
Исходный Зашумленаудио- ный аудиосигнал
сигнал