Research on the spectrum of forced speech formants

Abstract

Существующие методики оценки разборчивости речи не учитывают возможный (и вполне реальный на практике) эффект форсирования речи. Методика, применяемая в задачах защиты речевой информации, основана на формантном методе Н.Б. Покровского и рассматри-вает только случай спокойной речи. Важно то, что при форсировании происходит не только увеличение общего уровня речи, но и существенно деформируется ее спектр. Изменение спек-тра формант существенно скажется на оценке разборчивости речи, так как при проведении расчетов производится переход от спектра речи к спектру формант по известной зависимости для спокойной речи. Покровский только предполагает, что данная зависимость будет сохра-няться и для форсированной речи. То есть при форсировании будет происходить перераспре-деление энергии спектра формант в область средних и высоких частот. В данной работе на первом этапе проводится анализ результатов артикуляционных испытаний для обычной и фор-сированной речи с целью определения степени влияния эффекта форсирования на эффектив-ность маскирующих помех. В результате получен вывод, что при форсировании перераспреде-ление энергии в спектре приводит к снижению разборчивости речи (без учета общего увеличе-ния уровня речи). Также вызывают интерес практически совпадающие зависимости разборчи-вости речи от отношения сигнал/шум для форсированной и спокойной речи при использова-нии формантоподобной помехи. Во второй части работы были проведены исследования по определению формант в спектре спокойной и форсированной речи. Кратко рассмотрены два основных метода выявления формант: кепстральный анализ и метод линейных предсказаний. На основе программного обеспечения Praat, реализующего метод линейных предсказаний, проведен анализ записей спокойной и форсированной речи с определением расположения формант в частотной области. В результате было показано, что при форсировании происходит смещение формант в область низких и средних частот, что подтверждает различие зависимо-стей между спектром речи и спектром формант для спокойной и форсированной речи.* Статья получена 01 июля 2015 г.