Устройство для формирования речеподобного маскирующего сигнала

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ РЕЧЕПОДОБНОГО МАСКИРУЮЩЕГО СИГНАЛА(71) Заявитель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(72) Авторы Железняк Владимир Кириллович Карасев Роман Сергеевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(57) Устройство для формирования речеподобного маскирующего сигнала из маскируемого речевого сигнала, содержащее источник речевого сигнала, выходом соединенный со входом первого фильтра нижних частот, второй фильтр нижних частот, аналого-цифровой преобразователь и сумматор, отличающееся тем, что аналого-цифровой преобразователь входом соединен с выходом первого фильтра нижних частот, а выходом через последовательно соединенные буфер, блок исключения пауз цифрового сигнала, блок управления подключением к оперативной памяти, оперативную память, сумматор, нормализатор и цифроаналоговый преобразователь соединен со входом второго фильтра нижних частот,выход которого является выходом устройства содержит генератор тактовой частоты, первым выходом соединенный с соответствующим входом блока управления подключением к оперативной памяти, вторым выходом - со входом схемы управления работой устройства, а третьим выходом - со входом генератора случайных чисел, выход которого соединен с соответствующим входом блока управления подключением к оперативной памяти, выход схемы управления работой устройства соединен со входом блока исключения пауз цифрового сигнала и с соответствующим входом блока управления подключением к оперативной памяти. 15657 1 2012.04.30 Изобретение относится к области создания искусственных помех для маскировки акустических и электромагнитных каналов утечки речевой информации. Известно устройство формирования речеподобного маскирующего сигнала 1, состоящее из генератора шума, блока формирования маскирующих сигналов, усилителя маскирующего сигнала, выходного сумматора. Выход генератора шума подключен к входу блока формирования маскирующих сигналов и первому входу выходного сумматора,второй вход которого подключен к выходу усилителя маскирующего сигнала, вход которого подключен к выходу блока формирования маскирующих сигналов. Однако известное устройство имеет недостатки. Маскирующая помеха, генерируемая этим устройством, формируется путем смешивания шумового и речевого сигналаов, причем шумовой сигнал образуется с помощью генератора шума. При таком способе формирования маскирующей помехи не обеспечивается высокая степень защиты информационного сигнала. Это объясняется тем, что получаемая маскирующая помеха имеет характеристики, отличные от характеристик речевого маскируемого сигнала, следовательно, делает возможным выделение на фоне такой помехи информационных сигналов. В качестве прототипа выбрано устройство формирования речеподобного маскирующего сигнала 2, включающее последовательно соединенные источник речевого сигнала,разделительный конденсатор (для исключения постоянной составляющей), первый фильтр нижних частот и первый компаратор, выход которого через интегратор подключен к первому входу второго компаратора. Источник шумового сигнала через второй фильтр нижних частот подключен к опорному (-) входу второго компаратора. Выход второго компаратора подключен через третий фильтр нижних частот к входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП). Выходы второго компаратора и АЦП через сумматор соединены с выходом устройства. Недостатком прототипа является то, что для формирования маскирующего сигнала используется модуляция шумовым сигналом моментов пересечения нуля маскируемого сигнала, при этом полученный маскирующий сигнал обладает характеристиками шумового сигнала, что не обеспечивает высокую степень защиты при маскировании речевых сигналов. Входящие в состав устройства элементы не способны исключить влияние характеристик шумового сигнала на конечный маскирующий. Задача изобретения - повысить маскирующее действие речеподобного шумового сигнала и упростить его реализацию. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для формирования речеподобного маскирующего сигнала из маскируемого речевого сигнала, содержащем источник речевого сигнала, выходом соединенный со входом первого фильтра нижних частот, второй фильтр нижних частот, аналого-цифровой преобразователь и сумматор, в котором, в отличие от прототипа, аналого-цифровой преобразователь входом соединен с выходом первого фильтра нижних частот, а выходом через последовательно соединенные буфер, блок исключения пауз цифрового сигнала, блок управления подключением к оперативной памяти, оперативная память, сумматор, нормализатор и цифро-аналоговый преобразователь,соединенный со входом второго фильтра нижних частот, выход которого является выходом всего устройства содержит также генератор тактовой частоты, первым выходом соединенный с соответствующим входом блока управления подключением к оперативной памяти, вторым выходом - со входом схемы управления работой устройства, а третьим выходом - со входом генератора случайных чисел, выход которого соединен с соответствующим входом блока управления подключением к оперативной памяти, выход схемы управления работой устройства соединен со входом блока исключения пауз цифрового сигнала и с соответствующим входом блока управления подключением к оперативной памяти. Такое конструктивное выполнение устройства обеспечивает формирование маскирующего шумового сигнала, характеристики (функция автокорреляции, спектральная плотность мощности, пик-фактор и др.) которого близки к характеристикам речевого сигнала, что обеспечивает более высокие маскирующие свойства. 2 15657 1 2012.04.30 Заявляемое изобретение иллюстрируется блок-схемой. Устройство формирования речеподобного маскирующего сигнала из маскируемого речевого сигнала включает последовательно соединенные источник речевого сигнала 1, первый фильтр нижних частот(ФНЧ) 2, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 3, буфер 4, преобразователь 5, блок управления подключением к оперативной памяти 6, оперативную память (ОП) 7, сумматор 8, нормализатор 9, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 10 и второй ФНЧ 11,выход которого является выходом всего устройства. Устройство включает также генератор тактовой частоты (ГТЧ) 12, первый выход которого соединен со входом блока управления подключением к ОП 6, второй выход - со входом схемы управления работой устройства 13, а третий выход - со входом генератора случайных чисел (ГСЧ) 14, выход ГСЧ соединен со входом блока управления подключением к ОП 6, выход схемы управления работой устройства 13 соединен со входом преобразователя 5 и входом блока управления подключением к ОП 6. Работает заявляемое устройство следующим образом. Сигнал от источника речевого сигнала 1 через первый фильтр нижних частот 2 поступает на АЦП 3. Затем полученный цифровой сигнал накапливается в буфере 4. В преобразователе 5 происходит обработка цифрового сигнала (исключение пауз). Генератор тактовой частоты 12 обеспечивает синхронизацию схемы управления устройства 13, генератора случайных чисел 14, блока управления подключением к ОП 6. Блок управления подключением к ОП 6 разрешает запись обработанного цифрового сигнала в участок оперативной памяти 7, произвольно выбранный генератором случайных чисел 14. Схема управления устройством 13 в заданные генератором тактовой частоты 12 промежутки времени разрешает считывание данных из буфера 4, а также с оперативной памяти 7. Сумматор 8 осуществляет сложение данныхблоков оперативной памяти 7, образуя фрагмент маскирующего сигнала в цифровой форме. Нормализатор 9 формирует нормированный уровень сигнала для цифро-аналогового преобразователя 10. Пройдя цифро-аналоговое преобразование 10 и фильтр нижних частот 11, полученный на предыдущем шаге, маскирующий сигнал выступает как речеподобный маскирующий сигнал в аналоговой форме. Такое устройство неизвестно авторам из доступных источников информации. Совокупность перечисленных отличий является творческим достижением изобретателей, она неочевидна для специалиста. Заявленное устройство легко осуществимо как схемно, так и программно. Схемно - средствами, хорошо освоенными промышленностью, что следует из вышеприведенного описания примера выполнения. Примененные элементы (фильтры нижних частот, аналого-цифровой преобразователь, цифро-аналоговый преобразователь,сумматор, оперативная память) давно известны, доступны и не требуют никаких доработок, недороги и малогабаритны. Программно - используя программируемые микроконтроллеры и оперативную память. При этом устройство будет технически проще, однако потребует написание микрокода, соответствующего логике работы заявляемого устройства. Таким образом, по нашему мнению, заявленный способ соответствует критерию изобретения - промышленная применимость. Источники информации 1. Патент Российской Федерации 2154893, МПК 03 29/00, 2000. 2. Патент Российской Федерации 22308159, МПК 04 1/02, 2007 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3