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随着网络技术在全球范围内兴起和数字信号处理技术的发展,语音通信技术获得了突破性的发展和更广泛的应用。然而,当语音通信内容涉及到个人隐私、商业机密以及国家秘密时,人们又会考虑到语音信息传输的保密性。同时,在实际环境中进行语音通信时,通话双方容易受到周围环境的背景噪声的干扰,从而影响通信的效果。因此,研究语音加密与降噪,对保障语音通信的安全与质量十分重要。
本文以语音模拟加密为研究重点,首先介绍了语音模拟加密的研究现状。然后在快速傅立叶变换、离散正弦变换、离散余弦变换等不同变换域中,设计几种快速的变换域语音加密算法。这些算法运用倒频和频带分割的置乱方法,实现对数据块中各元素的位置进行置乱,同时置乱操作也受到密钥控制,并利用一种带有种子的随机序列方式达到产生密钥的目的。文中对算法进行了详细的性能指标分析,结果表明:这些算法具有较高的安全性。
本文还主要对基于MMSE-LSA的语音增强技术进行了研究,首先对噪声功率谱估计方法中的最小统计跟踪算法和最小值控制的递归平均算法进行了实验仿真,将估计噪声与真实噪声对比,从实验结果看出最小值控制的递归平均算法有较好的估计噪声方差。然后分析了基于短时谱幅度估计的语音增强算法,并对其中的经典算法进行了仿真。最后介绍了传统MMSE-LSA语音增强算法,在基于MMSE-LSA语音增强算法的基础上,提出一种改进的MMSE-LSA语音增强算法。该算法采用非因果先验信噪比估计法来估计先验信噪比,并引入无语音概率的思想,对增益函数进行改进。实验结果表明,相比传统MMSE-LSA算法,改进算法能更好地抑制残留噪声,提高语音的信噪比,增强效果更好。
采用VisualC++6.0编程实现语音加密系统,经过测试检验,本系统可以实时地对语音进行加密,从而达到了语音安全的目的。