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和音 频处理模块，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；0为正整数，1 <i< 0为正整数； 带噪语音采集模块与一号声卡的模/数转换端连接，不断地接收从一号声卡中传出的 带噪语音信号；带噪语音采集模块与音频处理模块通过第一缓冲管道相连，带噪语音采集 模块将带噪语音信号发送到第一缓冲管道等待音频处理模块取走；第一缓冲管道占据内存 中的一块缓冲区，为尾进头出的队列结构，对带噪语音信号进行缓存，解决带噪语音采集模 块采集的数据量与音频处理模块处理的数据量不完全同步的问题； 音频处理模块与带噪语音采集模块通过第一缓冲管道相连，音频处理模块从缓冲管道 中取走带噪语音信号，结合从噪声播放模块送来的噪声信号，使用张艳凤、张振川在《基于 改进NLMS算法的回声消除器研宄与DSP实现》中提到的基于改进的NLMS回声消除算法去 除带噪语音信号中的背景噪声，得到相对纯净的语音音频信号。但此时语音中仍有残留噪 声，因此，进一步采用0M-LSA和小波阈值去噪结合的综合算法（参见刘凤增，李国辉，李 博在《计算机科学与探索》2011年第五卷发表的《0M-LSA和小波阈值去噪结合的语音增强》 中公开的0M-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。音频处理模块与纯净语音输出模块通过第二缓冲管道连接，音频处理模块将纯净语音 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220V50Hz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Windows7操作系统、Javajdk7。
5. 如权利要求1所述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
6. 如权利要求1所述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，音频会议安全保密软件播放噪声、收集带噪语音并进行处理、将纯净语音输出 到与会者的耳机： 2. 1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。同时，噪声播放模块 将噪声信号送至音频处理模块。 2. 2带噪语音采集模块通过麦克风采集带噪语音信号，将带噪语音信号送至音频处理 模块。 2. 3音频处理模块一方面从第一缓冲管道提取带噪语音信号，一方面从噪声播放模块 接收噪声信号，使用基于改进NLMS算法的回声消除算法对带噪语音信号进行第一次去噪 处理，然后利用OM-LSA和小波阈值去噪结合的语音增强算法去除第一次去噪处理后的带 噪语音信号中的残留噪声，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。 第三步，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，耳机播放纯净语音，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两部分组成，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；该软件由噪声播放模块、带噪语音采集模块、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、收集带噪语音并进行处理、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，与会者在耳机中听到会场的信息。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的不可控制的问题，能有效保证会议内容不被窃听、与会人员正常交流不受影响。
【IPC分类】G10L19-018, H04L9-00
【公开号】CN104579628
【申请号】CN201510005980
【发明人】徐伟, 李国辉, 付延昌, 唐敏, 刘凤增, 刘奕伶, 陈皖玉, 宋乐
【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29日
【申请日】2015年1月7日