Багатоканальні комп’ютерні засоби перетворення та криптографічного захисту форматів стиснених мовних сигналів - Автореферат

ТЕРНОПІЛЬСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ЕКОНОМІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Багатоканальні комп’ютерні засоби перетворення та криптографічного захисту форматів стиснених мовних сигналів 05.13.05- комп’ютерні системи та компоненти Шевчук Руслан Петрович Тернопіль - 2008 Дисертацією є рукопис. Зокрема, відсутня класифікація існуючих алгоритмів стиснення та мікшування мовних сигналів, яка враховувала б особливості їх побудови та можливості використання у процесі перетворення з одного формату в інший. Напрямок виконаних дисертаційних досліджень безпосередньо повязаний з науково-дослідним напрямком кафедри “комп’ютерних наук” Тернопільського національного економічного університету. Для досягнення поставленої мети необхідно ефективно розв’язати наступні взаємопов’язані завдання: 1) порівняльний аналіз алгоритмів, що використовуються у процесі перетворення форматів стиснених мовних сигналів з метою узагальнення їх структурних особливостей; 2) порівняльний аналіз комп’ютерних засобів перетворення форматів стиснених мовних сигналів та визначення областей їх доцільного використання; 3) дослідження методів перетворення та мікшування форматів стиснених мовних сигналів; 4) формалізація математичних моделей та створення структур багатоканальних комп’ютерних засобів перетворення форматів стиснених мовних сигналів; 5) удосконалення структур операційних пристроїв криптографічних модулів апаратно-орієнтованих процесорів підтримки протоколу IPSec, орієнтованих на захист мовних сигналів; 6) дослідження багатоканальних комп’ютерних засобів перетворення форматів стиснених мовних сигналів. Під час досліджень отримано наступні нові наукові результати: - запропоновано метод перетворення форматів стиснених мовних сигналів між G.723.1 та G.729A, який на відміну від відомих дає можливість виконувати пряме перетворення ряду параметрів кадру одного формату у параметри кадру іншого та передбачає виконання чотирьох етапів, зокрема, перетворення лінійних спектральних пар, перетворення висоти тону і пошук у адаптивній та фіксованій кодових книгах. Розроблений метод дозволяє зменшити часову затримку, апаратну складність декодера та покращити якість мовлення; - запропоновано метод перетворення форматів стиснених мовних сигналів між GSM 06.20 та G.729A, який на відміну від відомих враховує структурну схожість модулів короткотермінової фільтрації, довготермінової фільтрації та випадкового збудження алгоритму лінійного прогнозування, що генерується векторною сумою, а також алгоритму лінійного прогнозування, що генерується алгебраїчним кодом спряженої структури. За результатами проведених досліджень впроваджено: метод перетворення стиснених мовних сигналів між форматами G.723.1 та G.729А для підвищення ефективності використання каналів зв’язку між територіально віддаленими джерелами формування сигналів багатоканальних комп’ютерних систем реального часу; метод багатоступінчастого мікшування на базі пам’яті з довільним доступом для мікшування мовних сигналів по мірі їх поступлення у багатоканальні засоби комп’ютерних систем; удосконалені структури операційних пристроїв криптографічних модулів апаратно-орієнтованих процесорів підтримки протоколу IPSec для забезпечення захисту сигналів, що передаються у системах зв’язку реального часу. Основні положення та результати дисертаційної роботи доповідались та обговорювались на 13-ти міжнародних і національних конференціях: “Проблеми інформатики і моделювання” Харків, 2003; “Сучасні проблеми радіоелектроніки, телекомунікацій та комп’ютерної інженерії” Львів-Славсько, 2004 та 2006; науковій конференції професорсько-викладацького складу, докторантів, аспірантів, здобувачів наукових ступенів “Економічні, правові, інформаційні та гуманітарні проблеми розвитку України в постстабілізаційний період”, Тернопіль 2004-2008; “Наукова конференція Тернопільського технічного університету” Тернопіль, 2004; “Досвiд розробки та застосування САПР в мiкроелектронiцi” Львів-Поляна, 2005 та 2007; “Інтелектуальні засоби збору даних і сучасні обчислювальні системи: розробка і застосування” Софія (Болгарія), 2005 та Дортмунд (Німеччина), 2007. Публікації. У процесі транскодування стиснених МС блоки даних Li,j(сx) одного формату перетворюються у блоки даних Li,j(сx) іншого формату (де сx - значення відліку стисненого МС, i - порядковий номер блоку; j - номер джерела від якого одержано i-тий блок i=1,…,s; j=1,...,N; х - порядковий номер відліку, s - кількість блоків створених j-им джерелом; N - кількість джерел, що передають кадри із стисненими МС). Розроблений метод передбачає виконання чотирьох етапів: перетворення лінійних спектральних пар (ЛСП), перетворення висоти тону (ВТ), пошук у адаптивній кодовій книзі (АКК) та фіксованій кодовій книзі (ФКК). Процес виконання першого етапу, методу транскодування з формату G.723.1 до формату G.729A здійснює перетворення вектору ЛСП формату G.723.1 у вектор ЛСП формату G.729А.