Эксπир
Регистрация / Вход

Разработка и исследование методов и алгоритмов обработки речевых данных для создания информационных технологий их сжатия при хранении, передаче и обеспечении скрытности в информационно- телекоммуникационных системах (ИТС)

Создаваемый научно-технический задел должен обеспечивать в будущем проведение опытно-конструкторских и технологических работ на конкурентном уровне.
Результаты работ должны способствовать дальнейшему инновационному развитию российских технологий в данном приоритетном направлении Программы

Этапы проекта

1
26.02.2007 - 30.06.2007
При выполнении первого этапа НИР были получены:
• метод вычисления точных значений долей энергии отрезка речевых данных в заданных частотных интервалах (распределение энергии), что адекватно отражает свойство концентрации энергии звуковых данных в узких частотных диапазонах;
• метод сжатия речевых данных за счет обнаружения и кодирования пауз на основе сравнения распределений энергий шума и смеси сигнал + шум в заданных частотных диапазонах;
• метод вычисления оптимальных субполосных преобразований и метод квантования его значений с наименьшим количеством уровней при гарантированной погрешности восстановления не квантованных данных, что адекватно задаче оптимизации сжатия звуковых данных с точки зрения концентрации их энергий в отдельных частотных диапазонах и достижения минимальности битовых представлений;
• вариационный метод точной интерполяции при частотном уплотнении и метод оптимального частотного разделения (фильтрации) канальных сигналов на приемной стороне, что адекватно с точки зрения точности представления исходных данных и достижения минимальности выделяемых частотных интервалов для передачи.
На основе вычислительных экспериментов с реальными сигналами иллюстрируются преимущества созданных методов обработки речевых данных по сравнению с используемыми в настоящее время.
Разработанные оптимальные методы частотной обработки речевых сигналов позволят создать эффективные информационные технологии обработки речевых данных, которые будут иметь конкурентные преимущества перед используемыми в настоящее время технологиями.
Потенциал коммерциализации таких информационных технологий определяется количеством пользователей речевыми данными, т.е. практически не ограничен, но для его реализации необходимо создать соответствующие маркетинговые и инфраструктурные условия.
Проведенные в рамках первого этапа данной научно-исследовательской работы патентные исследования и анализ научно-технической литературы, подтверждают новизну и высокий инновационный потенциал предлагаемых методов обработки речевых данных для их сжатия при хранении, передаче и обеспечении скрытности в информационно-телекоммуникационных системах.
Развернуть
2
01.07.2007 - 31.10.2007
В процессе выполнения второго этапа НИР, на основе разработанных на первом этапе новых математических методов, были созданы оптимальные алгоритмы обработки речевых данных:
• алгоритм вычисления долей энергии отрезка речевых данных в заданных частотных интервалах
• алгоритмы сжатия за счёт удаления с кодированием длительности данных пауз в речевых сообщениях на основе сравнения с заданным порогом максимального из отношений долей в выбранных частотных интервалах энергий анализируемого отрезка данных к соответствующим средним долям энергии отрезков шумов паузы, оцененным на этапе обучения при заведомо отсутствии звуковых данных. При этом применяется метод вычисления точных значений частотного распределения энергий, а использование максимального из указанных выше отношений в совокупности со свойством сосредоточенности энергий звуковых данных в узких частотных интервалах позволяет максимизировать вероятность правильного обнаружения соответствующих участков. Следовательно, минимизируется вероятность искажений из-за удаления звуковых участков.
• алгоритмы сжатия/восстановления речевых данных на основе квантования с минимальным количеством уровней при гарантированной погрешности представления значений оптимальных субполосных преобразований, вычисляемых на основе новых алгоритмов.
• алгоритмы формирования на основе нового вариационного метода интерполяции с сохранением исходных значений канальных сигналов при передаче их в режиме частотного уплотнения и оптимального частотного разделения сигналов на приёмной стороне.
Результаты, полученные в процессе исследований, являются основой для создания технологий обработки, хранения, передачи и защиты информации, которые включены в перечень критических технологий, утвержденных Президентом Российской Федерации 21 мая 2006 года (№ Пр-842).
Применение разработанных алгоритмов сжатия и частотного уплотнения речевых данных при их хранении, передаче и обеспечении скрытности в информационно – телекоммуникационных системах (ИТС), как показывают результаты экспериментальных исследований, позволяет достичь наибольшей эффективности использования информационно - телекоммуникационных систем для реализации информационных технологий на основе речевого обмена.
Результаты, полученные в процессе выполнения НИР по обработки речевых данных для создания информационных технологий их сжатия и частотного уплотнения при хранении, передаче и обеспечении скрытности в информационно - телекоммуникационных системах свидетельствуют о том, что нет оснований сомневаться в перспективах постановки прикладных НИР по разработке соответствующих информационных технологий.
Конкурентные преимущества информационных технологий, которые будут созданы на основе применения оптимальных алгоритмов обработки речевых данных, разработанных в процессе выполнения НИР, обусловлены новизной теоретических результатов.
Принципиальная новизна теоретических основ обработки речевых данных позволяет утверждать о перспективности патентования построенных на этой основе способов и устройств их реализации. В частности, в рамках выполнения данной НИР нами был проведен соответствующий патентный поиск, подтверждающий новизну и высокий инновационный потенциал предлагаемых методов и алгоритмов обработки речевых данных для их сжатия при хранении, передаче и обеспечении скрытности в информационно-телекоммуникационных системах.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.4 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела по перспективным технологиям в области информационно-телекоммуникационных систем
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
3 млн
Организация
МАИ
профинансировано
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела по перспективным технологиям в области информационно-телекоммуникационных систем
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
60 млн
Количество заявок
127
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем по критической технологии «Клеточные технологии»
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
40
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области индустрии наносистем и материалов по критической технологии «Технологии создания и обработки композиционных и керамических материалов» (мероприятие 1.3 Программы)
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
58 млн
Количество заявок
121
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области индустрии наносистем и материалов по критической технологии «Технологии создания и обработки кристаллических материалов» (мероприятие Программы 1.3)
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
58 млн
Количество заявок
106
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области индустрии наносистем и материалов по критической технологии «Технологии создания и обработки полимеров и эластомеров» (мероприятие 1.3 Программы)
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
30 млн
Количество заявок
64