，音频处理模块利用OM-LSA和小波阔值去噪结合的语音增强算法对经过 回音消除去噪后的语音信号（相对纯净的语音信号）去除残留噪声，得到纯净语音信号，并 将纯净语音信号送至纯净语音输出模块。
[0044] 第四步，纯净语音输出模块将纯净语音信号依次传输至二号声卡、多路耳机分配 器、耳机，纯净语音从耳机中播放，与会者可W在耳机中听到会场的信息。
【主权项】
1. 一种利用回音消除功能的音频会议安全保密系统，其特征在于音频会议安全保密系 统由控制系统和会场系统两部分组成，控制系统由处理机、M个多路耳机分配器、会议系统 主控器、多路音频功率放大器组成；会场系统由C个音箱、N个耳机、N个麦克风组成，N等于 参会人员数，C为正整数。 处理机是一台计算机。要求具备两块声卡、并安装音频会议安全保密软件。处理机是 控制噪声的播放，控制带噪语音的采集，进行带噪语音的去噪增强处理，控制纯净语音的输 出。处理机硬件部分参与信号处理交互的主要是一号声卡和二号声卡。一号声卡米用具有 回音消除功能的声卡。一号声卡用于噪声播放和带噪语音采集并对带噪语音进行回音消 除，其音频输入端连接会议系统主控器，音频输出端连接多路音频功率放大器，数据端口连 接CPU数据总线；一号声卡对来自CPU的噪声信号进行数/模转换，得到噪声音频模拟信 号，将噪声音频模拟信号送给多路音频功率放大器；同时一号声卡对来自会议系统主控器 的带噪语音音频模拟信号进行模/数转换得到带噪语音信号，利用其回音消除功能进行第 一次去噪，并将经过回音消除去噪后的语音信号（相对纯净的语音信号）送至CPU;二号声 卡用于纯净语音输出，其音频输出端连接多路耳机分配器，数据端口连接CPU数据总线，二 号声卡对从CPU传来的纯净语音信号进行数模转换，将得到的纯净语音音频模拟信号送给 多路耳机分配器。 处理机上安装的音频会议安全保密软件由噪声播放模块、音频处理模块以及纯净语音 输出模块组成；音频会议安全保密软件由CPU运行； 噪声播放模块调用一段存放在处理机中事先采集的噪声文件，这段噪声文件中的噪声 是在嘈杂环境下录制的人声噪声，满足有色、频谱动态变化、与人交谈语音特征相似特点； 噪声播放模块与一号声卡的数/模转换端、音频处理模块相连，从处理机存贮空间读取噪 声文件，将噪声文件切分成O份，每份时间长度t < 0. 5秒，当从键盘接收到开始播放噪声 的指令时，噪声播放模块生成随机数i，选取第i份噪声片段即噪声信号送至一号声卡，播 放完毕后重新生成随机数i并播放第i段噪声片段，重复这个过程直到噪声播放模块从键 盘接到结束指令；O为正整数，I < i < O为正整数； 一号声卡是具有回音消除功能的sound blaster声卡，该声卡对带噪语音信号进行第 一遍去噪，即通过声卡中自带的回音消除功能去除噪音中的背景噪音，得到相对纯净的语 音信号，将相对纯净的语音信号送给音频处理模块。 音频处理模块与一号声卡相连，并通过第二缓冲管道与纯净语音输出模块连接。由于 相对纯净的语音信号仍有残留噪声，因此，音频处理模块进一步采用OM-LSA和小波阈值去 噪结合的综合算法对残留噪声进行处理，得到纯净语音信号，将纯净语音信号放到第二缓 冲管道中等待纯净语音输出模块将纯净语音信号取走。 纯净语音输出模块与二号声卡输出端连接，当纯净语音输出模块中不存在未播放的语 音时，纯净语音输出模块从第二缓冲管道取出纯净语音信号送至二号声卡数/模转换端。 多路耳机分配器具备K个耳机输出口，每个耳机输出口都带有独立的功率放大器和音 量调节旋扭，K为正整数；多路耳机分配器接收来自处理机二号声卡传来的处理后的纯净 语音音频模拟信号，并将纯净语音音频模拟信号送至各路耳机传递到与会人员耳中； 会议系统主控器集成会场语音信息，控制系统中多个麦克风的开关，采集麦克风传送 进入系统的带噪语音音频模拟信号。会议系统主控器要求支持8芯音频线，8芯音频线终端 为T型头，可以既连接会议麦克风又扩展连接另一个8芯音频线实现"手拉手连接"，"手拉 手连接"是指：麦克风首尾串联连接，即第一只麦克风接到会议主机后，从第一只麦克风引 出一根线接上第二只麦克风，然后从第二只麦克风引出一根线接到第三只麦克风，依次串 联w个，w多N/R，R为会议系统主控器具备的八芯音频线输出端的个数，R为正整数。 多路音频功率放大器具备放大音频信号和多路输出的功能，多路音频输出端口个数不 少于音箱的个数C ;多路音频功率放大器接收来自一号声卡的噪声音频模拟信号，将噪声 音频模拟信号进行放大并送至与多路音频功率放大器的多路音频输出端口连接的多个音 箱；音箱与多路音频功率放大器相连，播放从多路音频功率放大器传来的会场背景噪声； 音箱个数L依据会场面积大小决定； 耳机作为语音输出设备，将从多路耳机分配器接收到的去噪后的语音传给与会者，耳 机数量等于与会人数N，耳机与多路耳机分配器相连； 麦克风是带噪语音的采集设备，采用具有支持会议投票功能的麦克风，一个麦克风与 会议系统主控器相连，其余麦克风使用8芯T型端音频线以"手拉手连接"方式相连，麦克 风的个数等于参加会议的人数N。
2. 如权利要求1所述的利用回音消除功能的音频会议安全保密系统，其特征在于所述 控制系统还包括电源时序器，所述控制系统放置于机柜中。
3. 如权利要求2所述的利用回音消除功能的音频会议安全保密系统，其特征在于所述 电源时序器要求额定电压220V，频率50Hz，至少具备五路三相电源插孔；电源时序器外接 220V 50Hz交流电源，依次为控制系统中处理机、多路耳机分配器、会议系统主控器、多路音 频功率放大器供电。
4. 如权利要求1所述的利用回音消除功能的音频会议安全保密系统，其特征在于所述 处理机要求具备8G以上内存、3. 5G以上主频、4核处理器，安装Windows 7操作系统、Java jdk7〇
5. 如权利要求1所述的利用回音消除功能的音频会议安全保密系统，其特征在于所述 当与会人数超过K时，耳机分配器的输出端级联次级耳机分配器，多路耳机分配器的个数M 由与会人数N、耳机输出口数量K决定，耳机分配器个数M满足M > A。
6. 如权利要求1所述的利用回音消除功能的音频会议安全保密系统，其特征在于若最 大输出功率为P的音箱可有效掩盖s平方米面积的会场，则音箱个数L多S/s，其中S是会 场面积，s通过实验测得。
7. -种利用如权利要求1所述的利用回音消除功能的音频会议安全保密系统进行保 密的方法，其特征在于包括以下步骤： 第一步，给机柜中会议系统主控器、多路音频功率放大器、多路耳机分配器、处理机上 电，开启控制箱外音箱、耳机分配器电源。会议系统主控器集成会场语音信息，控制系统中 多个麦克风的开关，采集麦克风传送进入系统的带噪语音音频模拟信号。多路音频功率放 大器将纯净语音的功率增大，再通过多路耳机分配器在与会者的耳机中播放，处理机开始 运行音频会议安全保密软件。 第二步，噪声播放模块将噪声信号依次传递给一号声卡、多路音频功率放大器、音箱， 在会场中播放噪声。此时与会者开始会议，会场中语音信息被噪声掩盖住。一号声卡对来 自会议系统主控器的带噪语音音频模拟信号进行模/数转换后得到带噪语音信号，并对其 进行回音消除，去除部分背景噪音，并将经过回音消除去噪后的语音信号（相对纯净的语 音信号）送至音频处理模块。 第三步，音频处理模块利用OM-LSA和小波阈值去噪结合的语音增强算法对经过回音 消除去噪后的语音信号（相对纯净的语音信号）去除残留噪声，得到纯净语音信号，并将纯 净语音信号送至纯净语音输出模块。 第四步，纯净语音输出模块将纯净语音信号依次传输至二号声卡、多路耳机分配器、耳 机，纯净语音从耳机中播放，与会者可以在耳机中听到会场的信息。
【专利摘要】本发明公开了一种利用回音消除功能的音频会议安全保密系统及保密方法，系统由控制系统和会场系统组成，控制系统由处理机、多路耳机分配器、会议系统主控器、多路音频功率放大器组成；会场系统由音箱、耳机、麦克风组成。处理机具备两块声卡并安装有音频会议安全保密软件；其中一号声卡具有回音消除功能。该软件由噪声播放模块、音频处理模块及纯净语音输出模块组成。方法是音频会议安全保密软件播放噪声、收集带噪语音并传输给一号声卡进行回音消除去噪，音频处理模块对回音消除去噪后的语音信号去除残留噪声。本发明解决了防窃听设备应对的窃听手段单一和声波传播范围不可控问题，能有效保证会议内容不被窃听且交流不受影响。
【IPC分类】H04M9-08, G10L19-018
【公开号】CN104538039
【申请号】CN201510006126
【发明人】徐伟, 陈卫东, 陈皖玉, 刘奕伶, 付延昌, 宋乐, 唐敏
【申请人】中国人民解放军国防科学技术大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月7日