Акустические и виброакустические каналы утечки речевой информации из выделенных объемов помещений

Основные понятия, определения и единицы измерения в акустике. Звук - колебательное движение упругой среды. Процесс распространения колебательного движения в среде называется звуковой волной. За один полный период колебания Т звуковой процесс распространяется в среде на расстояние, равное длине волны λ. f = 1/T, Гц λ = сТ, м.

Длина волны зависит от скорости распространения звука в среде: Свода - 1490 м/с, Сбетон- 3700 м/с, Своздух 340 м/с, Скирпич 2300 м/с, Ссталь 5200 м/с.

Изменения давления в звуковой волне относительно среднего значения называется звуковым давлением Р и измеряется в Паскалях.

В акустике принято использование относительных единиц измерения уровня звукового давления – децибел. В качестве, выбрана величина Ро - минимального звукового давления воспринимаемого человеческим слухом Р = Ро = 2-105 Па, что соответствует. При этом изменение уровня звукового давления на 1 дБ является минимальной, различаемой человеческим слухом величиной изменения громкости. Следует отметить, что в акустике при частотном анализе сигналов используют стандартизированные частотные полосы шириной в 1 октаву, 1/3 октавы, 1/12 октавы. Октава - это полоса частот, у которой верхняя граничная частота в два раза больше нижней граничной частоты, Δf = (fВ - fH) = 1 окт, если fВ = 2fH.

Центральные частоты стандартных октавных полос соответствуют следующему ряду: 2, 4, 8, 16, 31,5, 63, 125, 250, 500 (Гц), 1, 2, 4, 8, 16 (кГц).

Основные акустические параметры речевых сигналов.

Основные звуки речи образуются следующим образом:

- гласные образуются при прохождении воздуха через голосовые связки. Акустические колебания гласных звуков носят периодический, близкий к гармоническому характер и могут изменяться в значительном частотном диапазоне;

- глухие согласные (сонорные, щелевые, взрывные) образуются за счет преодоления воздухом препятствий в носовой и ротовой полостях и носят характер как отдельных акустических импульсов, так и шумовых сигналов со сплошным спектром различной конфигурации;

- звонкие согласные образуются также как глухие, но при участии голосовых связок.

Таким образом, речевой сигнал представляет собой сложный частотно и амплитудно-модулированный шумовой процесс, характеризующийся следующими основными статистическими параметрами: частотный диапазон; уровень речевых сигналов; динамический диапазон.

Частотный диапазон речи лежит в пределах 70-7000 Гц. Энергия акустических колебаний в пределах указанного диапазона распределена неравномерно. На рис. 4.4, кривой 1 представлен вид среднестатистического спектра русской речи. Следует отметить, что порядка 95 % энергии речевого сигнала лежит в диапазоне 175.. .5600 Гц. Важно отметить, что информативная насыщенность отдельных участков спектра речи неравномерна. Кривой 2 на рис 1.8 представлен вклад отдельных участков спектра речи в суммарную разборчивость.

Уровни речевых сигналов. В различных условиях человек обменивается устной информацией с различным уровнем громкости, при этом создаются следующие уровни звукового давления: тихий шепот 35-40 дБ, спокойная беседа 55.. .60 дБ; - выступление в аудитории без средств звукоусиления 65.. .70 дБ.

L, дБ Sсл, %

0,1

F,кГц

0,07 0,35 2,5 7

Рис. 4.4. Среднестатистический спектр русской речи

 

Динамический диапазон. Уровень речи в процессе озвучивания одного сообщения может меняться в значительных пределах. Разность между квазимаксимальными и квазиминимальными уровнями для различных видов речи составляет: дикторская речь 25.. .35 дБ; телефонные переговоры 35.. .45 дБ; драматическая речь 45.. .55 дБ.

Распространение акустических сигналов в помещениях и строительных конструкциях. При своем распространении звуковая волна, доходя до какой-либо преграды (границы двух сред) и взаимодействуя с ней, частично отражается от нее, а частично продолжает распространяться по преграде. Количество акустической энергии, прошедшей из одной среды в другую, зависит от соотношения их акустических сопротивлений (рис. 4.5).

Рис. 4.5. Количество акустической энергии, прошедшей из одной среды в другую

В строительной акустике используются следующие основные понятия:

Таблица 1.1 Звукоизоляция основных строительных конструкций, дБ

Тип строительной конструкции Центральные частоты октавных полос, Гц
 
Оштукатуренная кирпичная стена толщиной 270 мм
Железобетонная стена толщиной 100 мм
Гипсобетонная перегородка толщиной 80 мм
Перегородка ДСП толщиной 20 мм

 

Каналы утечки речевой информации. На рис. 4.6. представлены основные варианты возможной утечки речевой информации из объемов выделенных помещений. Все их можно объединить в две группы - это акустические каналы (обозначены буквами а, б, в), т.е. такие каналы, по которым информация может быть перехвачена с помощью микрофонов воздушной проводимости или прослушана непосредственно человеком, и виброакустические каналы (обозначены буквами г, д, е), т.е. каналы, по которым информация может быть зафиксирована с помощью микрофонов твердой среды (виброметров, велосиметров, акселерометров).

Наибольшую опасность представляют технологические окна и каналы с большой площадью поперечного сечения, такие как короба коммуникаций и воздуховоды вентиляции. Эти объекты являются по сути акустическими волноводами, и звуковые колебания могут распространяться по ним на значительные расстояния. Так, если поперечные размеры короба сравнимы с длиной звуковых волн L ~ λ, затухание при распространении по нему звука составляет 6 = 0,01 -1 дБ/м и зависит от размеров короба, материала стенок и пр.

Рис. 4.6. Основные каналы утечки речевой информации

 






Дата добавления: 2021-01-11; просмотров: 121; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2022 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.016 сек.