基于人工合成的语音掩蔽研究

【摘要】：在现今信息科学技术高速发展的时代,智能化设备层出不穷,计算机、智能手机等通讯设备不断更新,公共社交APP增加,人们开始注意自己的隐私。人们日常交流的方式是语言,通过它可以相互传递信息,包含大量的隐私信息,特别是国家重大会议中,声音中包含大量的国家秘密。我国的综合国力不断增强,国外一些情报机构为了获取我国的秘密,通过各种各样的方式对我国进行窃密活动,给国家的政治领域、经济领域、国防部署等的安全造成一定的威胁。保密会议室等涉密场所主要用来召开国家会议或者用来进行重要科学技术交流,这里交谈的内容不能泄漏,需要进行声音防护,目前进行声音防护的手段是物理防护、反激光窃听与声掩蔽系统结合使用,本文是针对声掩蔽系统进行研究。声掩蔽系统就是用一种声音对目标语音进行声音防护,主要是对其中的掩蔽声源进行研究,两种新的掩蔽声源应用于声掩蔽系统并测试其掩蔽效果。主要工作内容如下:一、人工合成语音的掩蔽声。目前的掩蔽声不能同时确保良好的掩蔽效果与听觉舒适度。因此提出了基于人工语音合成方法产生新的掩蔽声,该掩蔽声与目标语音具有极高的相关度,窃听者获取到声音时难以辨别。进行测试时,通过调节时长和基频得到不同的合成语音,寻找掩蔽效果最佳的合成掩蔽声。结果表明,与现有的掩蔽声相比,该掩蔽声的具有更好的掩蔽效果和良好的听觉舒适度。该人工合成掩蔽声解决了掩蔽效果与舒适度不能同时兼顾的问题。二、混合声源的掩蔽声。针对目前声掩蔽系统中均为单一声源且声压不可调节问题,提出了声压可调节的混合声源。该掩蔽声源的声压调节功能是通过对目标语音进行集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)和A计权拟合得到目标语音的声压,使掩蔽声与目标语音声压差保持不变,由于多种干扰噪声的混合会造成较差的听觉舒适度,所以混合声源选择两种或者三种干扰噪声,其中也包含合成语音的掩蔽声。实验结果表明,当目标语音声压改变时,单一掩蔽声的掩蔽效果逐渐下降,混合掩蔽声始终保持较好的掩蔽效果。