А,В,Соколов, 0,М, Степанюк - Скачать документы

436 _____
ляет 0,18. Средняя длительность открытого взрывного слога составляет около 120 мс,
что означает, что на одну секунду речи дополнительное кодирование с помощью
маскировки назад в среднем может занять временной интервал длительностью всего
3,6 мс. Количество квантов скрытой информации на одну секунду речи равняется 0,9,
т. е. за 1,1 секунду речи можно передать один квант длительностью 3,6 мс. Квант скрытой
информации может быть синусоидальным сигналом длительностью 3,6 мс. Под
квантом понимается некоторый блок, элемент данных, характеризующийся некоторым
набором логических параметров — атрибутов, таких как формат, длина, частота,
амплитуда, фаза и т.д.
Маскировка назад в речевом сигнале может возникать в двух случаях.
Во-первых, в моменты прекращения фонации, т.е. выключения тонального источника.
Здесь следует учесть особенности работы тонального источника в этот момент.
Колебания голосовых связок происходят с уменьшением амплитуды и сужением спектра
генерируемых колебаний вплоть до частоты основного тона. Таким образом, в
этот момент в речевом сигнале отсутствуют высокочастотные колебания. Квант скрытой
информации может представлять собой широкополосный шумоподобный сигнал
с убывающей по частоте спектральной энергетикой и с убывающей интенсивностью
во времени. Известно, что вероятность появления гласных звуков в русской речи составляет
0,3, а с выключением фонации она уменьшается приблизительно в 3—4 раза.
Средняя длительность прекращения фонации около 70 мс. Таким образом, на одну
секунду речи можно передать до 7 мс скрытой информации. Этот механизм кодирования
включает как маскировку назад, так и частотную маскировку. Поскольку фаза
выключения тонального источника находится во временной зоне маскировки назад, то
появляется возможность регулировать спад интенсивности, например по экспоненциальному
или временному закону. Это дает еще дополнительных 7 мс для передачи
скрытой информации и увеличивает количество квантов скрытой информации до 2 на
одну секунду речи.
Во-вторых, при переходе от гласных звуков с низкой первой резонансной частотой
[у, и, ы] к сонорным [л, м, н] происходит уменьшение амплитуды в два раза. Вероятность
такого эффекта составляет 0,3, а вероятность появления таких слогов 0,024.
Длительность маскировки назад в таком случае уменьшается до 30—50 мс, так что за
одну секунду речи можно передать 0,5 мс скрытой информации. Количество квантов
скрытой информации на одну секунду речи 0,1.
Перейдем к частотной маскировке. Этот механизм может работать практически
всегда, когда работает тональный источник возбуждения речевого тракта. Кванты кодируемого
сообщения могут представлять собой дополнительные более высокочастотные
и менее интенсивные суммы синусоид, чем основные компоненты тонального
речевого сигнала. Вероятность появления тональных отрезков в русской речи равна
0,7, следовательно, длительность кодируемого участка может равняться 500—600 мс
на одну секунду речи, а количество квантов скрытой информации при средней длительности
кванта 50 мс достигать 10—12.
Рассмотрим ограничения, связанные с ограниченными возможностями нашей слуховой
системы, которые позволяют внедрять дополнительную скрытую информацию.
Первое ограничение связано с нечувствительностью нашей слуховой системы к
провалам спектра в шумовом сигнале. Таким образом, используя режекторную филь-