УДОСКОНАЛЕННЯ АЛГОРИТМУ ВІДНОВЛЕННЯ ЛІНГВІСТИЧНОЇ СКЛАДОВОЇ МОВНОЇ ІНФОРМАЦІЇ ФОНЕМНО-ФОРМАНТНИМ МЕТОДОМ ДЛЯ ЗАДАЧ ОЦІНКИ РІВНЯ ЇЇ ЗАХИЩЕНОСТІ

Анотація

У статті розглянуто удосконалення алгоритму відновлення лінгвістичної складової мовної інформації фонемно-формантним методом для задач оцінювання рівня її захищеності. Проведено комплексний аналіз історичного розвитку артикуляційного та формантного підходів — від класичних робіт Bell Laboratories і досліджень Гарві Флетчера до сучасних цифрових методів оцінювання розбірливості мовлення, закріплених у стандартах ANSI S3.5-1997 та ANSI S3.5-2007. Показано, що еволюція методів аналізу мовного сигналу безпосередньо вплинула на формування систем технічного захисту інформації, особливо у частині контролю каналів акустичного витоку. Запропоновано десятикроковий алгоритм аналізу та реконструкції мовного сигналу, який об’єднує спектральні, статистичні й контекстні підходи. Алгоритм включає етапи детекції мовної активності (Voice Activity Detection, далі VAD), сегментації сигналу, виділення формант за допомогою перетворення Фур’є (Fast Fourier Transform, далі FFT) та лінійного передбачення (Linear Predictive Coding ,далі LPC), а також побудову ймовірнісної трифонної моделі. Урахування фазових зсувів, коартикуляційних ефектів і міжформантних інтервалів забезпечує стійкість і точність відновлення навіть за умов низького співвідношення сигнал/завада (Signal-to-Noise Ratio, далі SNR). Особливу увагу приділено оцінюванню впливу спотворень спектрального складу формант на розпізнавання фонем і визначенню статистичних закономірностей появи дифонів і трифонів української мови. Це дозволило створити адаптивну модель, що поєднує акустичні та мовні ознаки для більш достовірної реконструкції лінгвістичної складової повідомлення. Розроблений алгоритм може бути використаний у практиці технічного захисту інформації для об’єктивного оцінювання рівня захищеності мовних каналів, а також для відновлення пошкоджених або частково зашумлених аудіозаписів. Його структура відповідає вимогам національних нормативів НД ТЗІ 1.6-005-2013 та НД ТЗІ 3.7-003-2023, що визначають методики аналізу каналів витоку мовної інформації та ефективності засобів захисту. Отримані результати мають подвійне прикладне значення: по-перше, вони можуть бути використані для створення експертних систем контролю витоку мовної інформації, а по-друге — у системах автоматичного розпізнавання, синтезу та відновлення мовлення, де необхідна висока точність відтворення фонемної структури. Запропонований фонемно-формантний підхід демонструє універсальність і здатність інтегруватися у сучасні цифрові засоби аудіоаналізу, що підвищує рівень інформаційної безпеки та якість технічних засобів акустичного контролю.