声掩蔽信号产生方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种声掩蔽信号产生方法及系统，其中，所述方法包括，获取目标声源信号；获取所述目标声源信号的回声信号；将所述目标声源信号与所述回声信号叠加后处理，得到声掩蔽信号。上述方法解决了现有技术中声掩蔽信号掩蔽效率不高的技术问题，降低了目标声源信号的可懂度。
【专利说明】声掩蔽信号产生方法及系统
【技术领域】
[0001] 本发明涉及语音信号处理领域，尤其涉及一种声掩蔽信号产生方法及系统。
【背景技术】
[0002] 声掩蔽技术是涉密会议声信息防护的重要手段之一，对保证会议谈话内容的安全 性具有重要意义。声掩蔽信号能够有效降低目标声源信号的可懂度，其生成方法及掩蔽效 率是声音掩蔽技术的关键。
[0003] 现有的声掩蔽信号根据掩蔽效应可分为两种，能量掩蔽和信息掩蔽。能量掩蔽通 常采用一些噪声信号，如白噪声、粉红噪声和模拟空调噪声等对目标声源信号进行掩蔽，但 在降低目标声源信号的可懂度方面，能量掩蔽所需的掩蔽信号的声压级要远高于目标声源 的声压级，因而对人的烦扰度大。信息掩蔽具有比能量掩蔽更高的掩蔽效率，且利用掩蔽信 号与目标声源信号的相似性可获取更多的信息掩蔽，如采用目标声源的时间反转信号作为 掩蔽信号。
[0004] 但时间反转信号降低目标声源信号可懂度的能力依然存在不足。因此，需要寻找 一种更加有效的声掩蔽信号，来提供更高的掩蔽效率和更强的降低目标声源信号可懂度的 能力。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种声掩蔽信号产生方法及系统，解决了现有技术中声掩蔽信号掩蔽 效率不高的技术问题，降低了目标声源信号的可懂度。
[0006] -方面，本发明提供一种声掩蔽信号产生方法，包括：
[0007] 获取目标声源信号；
[0008] 获取所述目标声源信号的回声信号；
[0009] 将所述目标声源信号与所述回声信号叠加后处理，得到声掩蔽信号。
[0010] 可选地，所述获取所述目标声源信号的回声信号的步骤，具体为：
[0011] 将所述目标声源信号滤波，得到所述目标声源信号的回声信号。
[0012] 可选地，所述将所述目标声源信号与所述回声信号叠加后处理，得到声掩蔽信号 的步骤，还包括：
[0013] 将所述目标声源信号与所述回声信号叠加，得到第一混合信号；
[0014] 对所述第一混合信号进行分帧和加窗处理，得到包括Μ帧信号的第二混合信号； 其中，Μ为大于等于1的自然数；
[0015] 将所述第二混合信号内的每一帧信号进行时间反转，得到第三混合信号；
[0016] 将所述第三混合信号内的各帧信号重叠相加，得到声掩蔽信号。
[0017] 可选地，所述分帧和加窗处理包括对所述第一混合信号进行重叠分帧处理和对每 一中贞信号加入窗函数。
[0018] 可选地，所述目标声源信号的回声信号包括η次回声信号；其中，η为大于等于1 的自然数。
[0019] 另一方面，本发明提供一种声掩蔽信号产生系统，包括：目标声源信号获取单元、 回声信号获取单元和声掩蔽信号获取单元，其中：
[0020] 所述目标声源信号获取单元，用于获取目标声源信号；
[0021] 所述回声信号获取单元，用于获取所述目标声源信号的回声信号；
[0022] 所述声掩蔽信号获取单元，用于将所述目标声源信号与所述回声信号叠加后处 理，得到声掩蔽信号。
[0023] 可选地，所述回声信号获取单元，还包括：
[0024] 滤波模块，用于对所述目标声源信号滤波。
[0025] 可选地，所述声掩蔽信号获取单元，还包括：
[0026] 第一叠加模块，用于将所述目标声源信号与所述回声信号叠加，得到第一混合信 号；
[0027] 分帧和加窗处理模块，用于对所述第一混合信号进行分帧和加窗处理，得到包括Μ 帧信号的第二混合信号；其中，Μ为大于等于1的自然数；
[0028] 时间反转模块，用于将所述第二混合信号内的每一帧信号进行时间反转，得到第 三混合信号；
[0029] 第二重叠相加模块，用于将所述第三混合信号内的各帧信号重叠相加，得到声掩 蔽信号。
[0030] 可选地，所述分帧和加窗处理模块具体为：对所述第一混合信号进行重叠分帧处 理和对每一巾贞信号加入窗函数。
[0031] 由上述技术方案可知，本发明的声掩蔽信号产生方法及系统，通过获取目标声源 信号，再获取所述目标声源信号的回声信号，将上述获取的两个信号叠加后处理，得到声掩 蔽信号。由此，解决了现有技术中声掩蔽信号掩蔽效率不高的技术问题，有效地降低了目标 声源信号的可懂度。
【专利附图】
【附图说明】
[0032] 图1为本发明第一实施例提供的声掩蔽信号产生方法的流程示意图；
[0033] 图2为本发明第二实施例提供的声掩蔽信号产生方法的流程示意图；
[0034] 图3为现有技术声掩蔽信号产生方法的流程示意图；
[0035] 图4为本发明第三实施例提供的声掩蔽信号产生方法的流程示意图；
[0036] 图5为本发明第四实施例提供的声掩蔽信号产生系统的结构示意图。
【具体实施方式】
[0037] 下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施 例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
[0038] 图1示出了本发明第一实施例提供的声掩蔽信号产生方法的流程示意图，如图1 所示，本实施例的声掩蔽信号产生方法如下所述。
[0039] 11、获取目标声源信号。
[0040] 可理解的是，所述目标声源信号可通过录音笔录制或其他语音采集设备进行获 取。
[0041] 12、获取所述目标声源信号的回声信号。
[0042] 可理解的是，当声音传播到距离声源有一段距离的大面积障板上，一部分声能量 被吸收，另一部分声能量被反射回来，如果人耳听到的由声源直接发来的声音和反射回来 的声音的时间间隔超过〇. ls，两个声音就能被人耳分辨出来，反射回来的声音为回声。
[0043] 举例来说，可通过对所述目标声源信号进行滤波的方法获取所述目标声源信号的 回声信号，所述回声信号可包含η次回声信号，其中，η为大于等于1的自然数。本发明不 对回声信号的次数进行限制，可采用目标语音信号的多次回声信号甚至混响信号。
[0044] 13、将所述目标声源信号与所述回声信号叠加后处理，得到声掩蔽信号。
[0045] 本实施例提供的声掩蔽方法，利用目标声源信号，获取所述目标声源信号的回声 信号进行声掩蔽，在掩蔽效率和降低目标语音可懂度的能力上均具有较大优势。
[0046] 图2示出了本发明第二实施例提供的声掩蔽信号产生方法的流程示意图，如图2 所示，本实施例的声掩蔽信号产生方法如下所述。
[0047] 21、获取目标语音信号。
[0048] 可理解的是，上述的目标语音信号可为涉密会议中谈话的语音信号。
[0049] 22、对所述目标语音信号滤波，得到所述目标语音信号的回声信号。
[0050] 23、将所述目标语音信号与所述目标语音信号的回声信号叠加，得到第一混合信 号。
[0051] 24、将所述第一混合信号进行时间反转，得到声掩蔽信号。
[0052] 应说明的是，采用现有技术产生声掩蔽信号的方法对所述第一混合信号进行时间 反转。
[0053] 图3为现有技术声掩蔽信号产生方法的流程示意图，如图3所示，所述方法包括：
[0054] 31、获取目标语音信号。
[0055] 32、将所述目标语音信号按照特定时间窗长度进行分帧，得到第一信号。
[0056] 33、将所述第一信号内的每一帧信号进行时间反转，得到第二信号。
[0057] 举例来说，若x(t)表示一帧信号，该帧信号在时域上进行反转后的信号为\ (t)， 表示公式如下：
[0058] xr(t) = x(~t)
[0059] 34、将所述第二信号内的每一巾贞信号加窗处理，得到第三信号；
[0060] 举例来说，上述的第二信号内的一帧信号进行加窗处理后的信号为y(t)，窗函数 为w(t)，表示公式如下 ：
[0061] y (t) = xr (t) *w (t)
[0062] 35、将所述第三信号内的各帧信号相加，得到声掩蔽信号。
[0063] 上述方法在某些情况下，降低目标声源可懂度的能力仍然不足，掩蔽效率较低。本 实施例针对现有技术的不足，提供一种声掩蔽信号产生方法及系统，使产生的声掩蔽信号 在相同的能量比的条件下，具有更高的掩蔽效率和更强的降低目标声源可懂度的能力。 [0064] 本实施例的声掩蔽信号产生方法，通过获取目标语音信号，再对所述目标语音信 号滤波，得到所述目标语音信号的回声信号，将上述获取的两个信号叠加得到第一混合信 号，最后将所述第一混合信号进行时间反转，得到声掩蔽信号。由此，解决了现有技术中声 掩蔽信号掩蔽效率不高的技术问题，降低了目标声源信号的可懂度。
[0065] 图4为本发明第三实施例提供的声掩蔽信号产生方法的流程示意图，如图4所示， 本实施例的声掩蔽信号产生方法如下所述。
[0066] 41、获取第一语音信号。
[0067] 可理解的是，所述第一语音信号为要保护的语音信号，即想要被掩蔽的语音信号。
[0068] 42、采用滤波器对所述第一语音信号进行滤波，得到所述第一语音信号的一次回 声信号。
[0069] 可理解的是，回声往往是原始声音衰减后的多个延迟迭加而组成，因此回声信号 可以用信号处理中的延迟单元来生产。
[0070] 举例来说，第一语音信号为x(n)，则所述第一语音信号的回声信号，表不如下：
[0071 ] y (n) = ax (n-T) +a2x (η-2Τ) +. . . +akx (n-kT)
[0072] 其中，a为所述第一语音信号的衰减系数；T为回声信号的延迟时间；k为所述第一 语音信号的反射次数。
[0073] 上述的差分方程也可以用系统函数表示为：
[0074]
【权利要求】
1. 一种声掩蔽信号产生方法，其特征在于，包括： 获取目标声源信号； 获取所述目标声源信号的回声信号； 将所述目标声源信号与所述回声信号叠加后处理，得到声掩蔽信号。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述目标声源信号的回声信号 的步骤，具体为： 将所述目标声源信号滤波，得到所述目标声源信号的回声信号。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述目标声源信号与所述回声信 号叠加后处理，得到声掩蔽信号的步骤，还包括： 将所述目标声源信号与所述回声信号叠加，得到第一混合信号； 对所述第一混合信号进行分巾贞和加窗处理，得到包括Μ巾贞信号的第二混合信号；其中， Μ为大于等于1的自然数； 将所述第二混合信号内的每一帧信号进行时间反转，得到第三混合信号； 将所述第三混合信号内的各帧信号重叠相加，得到声掩蔽信号。
4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述分帧和加窗处理包括对所述第一混 合信号进行重叠分巾贞处理和对每一巾贞信号加入窗函数。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标声源信号的回声信号包括η次回 声信号；其中，η为大于等于1的自然数。
6. -种声掩蔽信号产生系统，其特征在于，包括：目标声源信号获取单元、回声信号获 取单元和声掩蔽信号获取单元，其中 ： 所述目标声源信号获取单元，用于获取目标声源信号； 所述回声信号获取单元，用于获取所述目标声源信号的回声信号； 所述声掩蔽信号获取单元，用于将所述目标声源信号与所述回声信号叠加后处理，得 到声掩蔽信号。
7. 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述回声信号获取单元，还包括： 滤波模块，用于对所述目标声源信号滤波。
8. 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述声掩蔽信号获取单元，还包括： 第一叠加模块，用于将所述目标声源信号与所述回声信号叠加，得到第一混合信号； 分帧和加窗处理模块，用于对所述第一混合信号进行分帧和加窗处理，得到包括Μ帧 信号的第二混合信号；其中，Μ为大于等于1的自然数； 时间反转模块，用于将所述第二混合信号内的每一帧信号进行时间反转，得到第三混 合信号； 第二重叠相加模块，用于将所述第三混合信号内的各帧信号重叠相加，得到声掩蔽信 号。
9. 根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述分帧和加窗处理模块具体为：对所述 第一混合信号进行重叠分帧处理和对每一帧信号加入窗函数。
【文档编号】G10L19/00GK104299613SQ201410470227
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月16日 优先权日:2014年9月16日
【发明者】王晶晶, 黄伟庆, 徐艳云, 杜爱红 申请人:中国科学院信息工程研究所