Защита салона автомобиля от съема информации (стр. 6 из 8)
 |
 |
 |
где
– значение весового коэффициента в i-й октавной полосе; 
– отношение "уровень речевого сигнала/уровень шума" в месте измерения в i-й октавной полосе, дБ; 
– средний спектральный уровень речевого сигнала в месте измерения в i-й октавной полосе, дБ; 
– уровень шума (помехи) в месте измерения в i-й октавной полосе, дБ; 
– значение формантного параметра спектра речевого сигнала в i-й октавной полосе, дБ;N – количество октавных вопрос, в которых проводится измерение.
Числовые значения формантного параметра спектра речевого сигнала D Аi и весового коэффициента кi в октавных полосах приведены в табл. 3.1 .
Таблица 3.2
Числовые значения формантного параметра спектра речевого сигнала D Аi и весового коэффициента кi в октавных полосах
| Наименование параметров | Среднегеометрические частоты октавных полос fcp.i, Гц | ||||
| 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | |
| Числовое значение формантного параметра спектра речевого сигнала в октавной полосе D Аi, дБ | 18 | 14 | 9 | 6 | 5 |
| Числовое значение весового коэффициента в октавной полосе кi | 0,03 | 0,12 | 0,20 | 0,30 | 0,26 |
Требования, предъявляемые к эффективности защиты акустической (речевой) информации, в качестве показателя оценки которой наиболее часто используют словесную разборчивость W.
 |
Для оценки разборчивости речи речевой диапазон целесообразно разбивать на полосы имеющие одинаковый весовой коэффициент (вносящих одинаковый вклад в разборчивость речи). Покровским было предложено разбивать речевой диапазон частот на двадцать равноартикуляционных полос с весовым коэффициентом 0.05.
Для простоты используют не двадцать, а семь октавных полос. Погрешность в расчетах при таком количестве полос значительно зависит от вида шума и при словесной разборчивости 30-80% составляет 1-2% для «речеподобной» помехи, 3-5% - для «белого» и «розового» шума и 15% - для шума с тенденцией спада спектральной плотности 6 дБ на октаву в сторону высоких частот[5].
Характеристики октавных полос и рассчитанные числовые значения формантного параметра спектра речевого сигнала и весовых коэффициентов для них представлены в таблице 3.3.
Таблица 3.3 – Характеристики октавных полос частотного диапазона речи
| Номер полосы | Частотные границы полосы  , Гц | Среднегеометрическая частота полосы  , Гц | Весовой коэффициент полосы  | Значение формантного параметра речи в полосе  , дБ |
| 1 | 90-180 | 125 | 0.01 | 25 |
| 2 | 180-355 | 250 | 0,03 | 18 |
| 3 | 355-710 | 500 | 0,12 | 14 |
| 4 | 710-1400 | 1000 | 0,2 | 9 |
| 5 | 1400-2800 | 2000 | 0,3 | 6 |
| 6 | 2800-5600 | 4000 | 0,26 | 5 |
| 7 | 5600-11200 | 8000 | 0.07 | 4 |
Первая и седьмая октавные полосы являются малоинформативными, поэтому обычно ограничиваются рассмотрением пяти октавных полос со среднегеометрическими частотами 250, 500, 1000, 2000, 4000. Погрешность при таком рассмотрении не превышает 1-2 % для «белого» и «розового» шумов и 4-5% - для «речеподобной» помехи и шума с тенденцией спада спектральной плотности на 6 дБ на октаву в сторону высоких частот.
Результаты математического моделирования зависимости словесной разборчивости от интегрального отношения сигнал/шум в пяти октавных полосах (180-5600 Гц) при различном виде шумовых помех представлены на рисунке 3.4.
1 – «белый» шум; 2 – «розовый» шум; 3 – шум со спадом спектральной плотности 6 дБ на октаву в сторону высоких частот; 4 – шумовая «речеподобная» помеха
Рисунок 3.4 – Зависимость словесной разборчивости W от интегрального отношения сигнал/шум q в полосе частот 180-5600 Гц;
Критерии эффективности защиты речевой информации во многом зависят от целей, преследуемых при организации защиты, например:
· скрыть смысловое содержание;
· скрыть тематику разговора и т.д.
Процесс восприятия речи в шуме сопровождается потерями составных элементов речевого сообщения. Понятность речевого сообщения характеризуется количеством правильно принятых слов, отражающих качественную область понятности, которая выражена в категориях подробности справки о перехваченном разговоре.
Выделяют несколько уровней оценки качества перехваченной информации[3]:
1. Перехваченное речевое сообщение содержит количество правильно понятых слов, достаточное для составления подробной справки о содержании перехваченного разговора;
2. Перехваченное речевое сообщение содержит количество правильно понятых слов, достаточное только для составления краткой справки-аннотации, отражающей предмет, проблему, цель и общий смысл перехваченного разговора;
3. Перехваченное речевое сообщение содержит отдельные правильно понятые слова, позволяющие установить предмет разговора;
4. При прослушивании фонограммы перехваченного речевого сообщения возможно установить факт наличия речи, но нельзя установить предмет разговора.
Практический опыт показывает, что составление подробной справки о содержании перехваченного разговора невозможно при словесной разборчивости менее 60 – 70 %, а краткой справки-аннотации – при словесной разборчивости менее 40 – 50 %. При словесной разборчивости менее 20 – 30 % значительно затруднено установление даже предмета ведущегося разговора[2].
Ниже в таблице 3.4 приведены значения отношения сигнал/шум в октавных полосах, при которых словесная разборчивость составляет 20%, 30% и 40%.
Таблица 3.4- Значения отношений сигнал/шум, при которых обеспечивается требуемая эффективность защиты акустической информации[5].
| Вид помехи | Словесная разборчивость W, % | Отношение с/ш qi в октавных полосах | Отношение с/ш в полосе частот 180…5600 Гц | ||||
| 250 | 500 | 1000 | 2000 | 4000 | |||
| «Белый» шум | 20 | +0,8 | -2,2 | -10,7 | -18,2 | -24,7 | -10 |
| 30 | +3,1 | +0,1 | -8,4 | -15,9 | -22,4 | -7,7 | |
| 40 | +5,1 | +2,1 | -6,4 | -13,9 | -20,4 | -5,7 | |
| «Розовый» шум | 20 | -5,9 | -5,9 | -11,4 | -15,9 | -19,4 | -8,8 |
| 30 | -3,7 | -3,7 | -9,2 | -13,7 | -17,2 | -6,7 | |
| 40 | -1,9 | -1,9 | -7,4 | -11,9 | -15,4 | -4,9 | |
| Шум со спадом спектральной плотности 6 дБ на октаву | 20 | -14,1 | -11,1 | -3,6 | -15,1 | 15,6 | -13,0 |
| 30 | -12,0 | -9,0 | -11,5 | -13,0 | -13,5 | -10,8 | |
| 40 | -10,0 | -7,2 | -9,7 | -11,2 | -11,7 | -9,0 | |
| Шумовая «речеподобная» помеха | 20 | -3,9 | -7,9 | -12,9 | -15,9 | -16,9 | -9,0 |
| 30 | -1,7 | -5,7 | -10,7 | -13,7 | -14,7 | -6,8 | |
| 40 | +0,1 | -3,9 | -8,9 | -11,9 | -12,9 | -5,0 | |
По результатам, приведенным в таблице 3.4 видно, что наиболее эффективным является «розовый» шум и шумовая «речеподобная» помеха. При их использовании для скрытия тематики разговора необходимо обеспечить превышение уровня помех над уровнем скрываемого сигнала в точке возможного размещения датчика на 8,8 и 9 дБ соответственно. Для «белого» шума и шума со спадом спектральной плотности 6 дБ на октаву это значение составляет 10 и 13 дБ.
Все приведенные выше расчеты позволяют определить защищенность одного канала, однако при оценке защищенности объекта необходимо учитывать комплексность применения способов и средств разведки, а также совместную обработку данных поступающих из разных источников. Применительно к подслушиванию можно ожидать, что аппаратурой разведки будет вестись регистрация речевых сигналов несколькими различными датчиками, а данные, поступающие по различным каналам, могут в ходе совместной обработки использоваться для повышения разборчивости перехватываемой речи. Таким образом может сложиться ситуация, что при выполнении норматива по защищенности каждого отдельного канала, разборчивость на основании всех каналов получится выше нормативной. Для оценки суммарной разборчивости при использовании независимых каналов можно воспользоваться следующим выражением[6]: