面向PSTN的实时语音变换技术研究.docx

摘要:公共交换电话网（PSTN，Public Switched Telephone Network）作为一种有线通信网络，承担着日常大量的实时语音通信任务，但缺乏有效的安全保密机制，语音内容和说话人身份信息很容易被非法窃听。目前，针对语音内容的加密技术相对成熟，而针对说话人身份信息的加密处理研究较少。因此，提出一种有效的实时说话人加密处理技术很有必要。

本文基于双线性变换语音变声技术原理设计了针对PSTN的语音说话人身份信息加密处理系统。根据PSTN特点，语音信号通过8KHz采样和8bit量化输入，经过消除直流分量、加窗分帧、端点检测等预处理之后计算FFT获取信号的频谱，在频域基于双线性变换进行频谱弯折处理，从而实现说话人年龄特征信息的改变，最后通过IFFT恢复时域语音信号输出。对基于双线性频谱弯折的语音说话人年龄特征转换的性能进行了实验分析，结果表明：系统能完全实现说话人年龄特征的预定转换，改变身份特征信息。对系统整个处理时间进行了分析，按照一个复数乘法对应四个实数乘法计算，在短时帧长为30ms的情况下，系统完成一帧转换的整个处理大约需要53056个时钟周期，在1.5GHz的CPU条件下，处理时间为35.5us。实验分析表明，所设计的PSTN语音通信说话人身份信息加密系统能满足实际应用需要。 

关键词：PSTN；信号预处理；语音年龄变换；快速傅立叶变换；双线性变换

目录

摘要

Abstract

第1章 绪论-5

1.1  课题目标和意义-5

1.2  主要研究内容-5

1.3  论文的内容安排-6

第2章 语音转换理论基础-7

2.1  快速傅立叶变换-7

2.2  语音信号的预处理-10

2.3  双线性变换-12

第3章双线性频谱弯折说话人身份保密系统设计-14

3.1  系统结构-14

3.2  语音信号的预处理-15

3.3  FFT变换以及双线性变换-16

3.4  维纳滤波-23

3.5  系统的运算时间-25

第4章 结论-26

参考文献-27

致谢-28