本發(fā)明屬于通信，特別涉及一種降噪與防竊聽技術。

背景技術：

1、在現(xiàn)代通信技術領域，音頻通信的保密性至關重要。特別是在軍事通信、企業(yè)高層會議以及其他對安全級別要求較高的對話場合，通話內(nèi)容的安全性面臨著錄音設備、智能手機等現(xiàn)代電子設備的嚴峻挑戰(zhàn)。這些設備具有高度的錄音能力，能夠輕易捕捉并記錄敏感對話，導致信息泄露風險急劇增加。

2、為提升音頻通信的安全性，可在特殊環(huán)境安裝干擾源，配合專用降噪耳機，對話雙方可實現(xiàn)有效通信，而沒有降噪耳機的人或錄音設備，因噪聲太大，而無法識別出有用的音頻信息。然而傳統(tǒng)降噪耳機設計主要集中于降低環(huán)境背景噪聲，通過被動隔音或主動降噪技術提升通話質(zhì)量。這些傳統(tǒng)降噪技術主要集中于降低環(huán)境背景噪聲，缺乏對快速變化噪聲的適應能力。在動態(tài)噪聲環(huán)境下，傳統(tǒng)耳機的降噪效果有限，無法有效抵御外部噪聲干擾。

3、現(xiàn)有技術主要包括被動式和主動式降噪耳機。被動式通過物理隔絕或者耳機上的特殊結(jié)構盡量阻擋噪音污染的影響。其原理是使用被動器件物理特性來起到降噪隔音效果，如硅膠耳帽、頭戴皮套等，而主動式通過主動降噪(active?noise?cancellation，anc)芯片處理后，生成一個反向180°相位聲波，通過耳機揚聲器傳播到人耳道，與噪聲產(chǎn)生相位差180°，抵消掉人耳本應聽到的環(huán)境噪聲，從而達到降噪的目的，結(jié)構示意圖如圖1所示。

4、主動降噪耳機的相應參數(shù)往往是固定的，因此無法根據(jù)外界環(huán)境的變化進行快速的自適應調(diào)整及相位控制，所以它的主動降噪性能會受到外界因素的影響而不穩(wěn)定，僅對于一些穩(wěn)定的噪音會發(fā)揮出良好的降噪效果。

5、被動降噪耳機主要針對的是高頻的噪音污染，對于800hz以下以及更低頻段的噪音污染效果不佳。

技術實現(xiàn)思路

1、為解決上述技術問題，本發(fā)明提出一種防監(jiān)聽的安全對話系統(tǒng)，針對偽隨機動態(tài)干擾源，不僅能夠有效降低帶內(nèi)干擾，提升通話質(zhì)量，而且通過引入可控的動態(tài)噪聲源，有效干擾非法錄音設備，防止通話內(nèi)容被非法錄制或竊聽。

2、本發(fā)明采用的技術方案為：一種防監(jiān)聽的安全對話系統(tǒng)，旨在為通信提供高安全性的環(huán)境。該系統(tǒng)包括一個外置動態(tài)噪聲源，以及與之配合使用的耳機。外置動態(tài)噪聲源設置在對話環(huán)境中，如會議室，用于在對話期間產(chǎn)生動態(tài)噪聲，以干擾潛在的竊聽行為。耳機設計為采用與外置動態(tài)噪聲源相同的偽隨機數(shù)種子，以實現(xiàn)精準的噪聲消除。

3、外置動態(tài)噪聲源是本發(fā)明的一個核心創(chuàng)新點，它能夠根據(jù)預設的偽隨機數(shù)種子生成動態(tài)噪聲，這種噪聲設計用于模擬并干擾可能的竊聽行為，竊聽這無法獲取預設的偽隨機數(shù)種子，則無法消除其所錄取信號中的動態(tài)噪聲，從而在源頭上防止非法錄音。與此同時，高靈敏度麥克風負責實時捕捉包括動態(tài)噪聲和環(huán)境噪聲在內(nèi)的所有外部噪聲以及對話場景的對話聲音信號。

4、所述耳機包括：電源模塊、麥克風、外置動態(tài)噪聲源、動態(tài)噪聲消除揚聲器、環(huán)境噪聲消除揚聲器、anc自適應濾波器以及音頻通信揚聲器；電源模塊為麥克風、外置動態(tài)噪聲源、動態(tài)噪聲消除揚聲器、環(huán)境噪聲消除揚聲器、anc自適應濾波器以及音頻通信揚聲器進行供電。

5、動態(tài)噪聲消除揚聲器采用與外置動態(tài)噪聲源相同的偽隨機數(shù)種子，實時生成與當前動態(tài)噪聲對應的反向信號，精確消除動態(tài)噪聲，這一過程無需傳統(tǒng)降噪耳機所需的學習階段，即可實現(xiàn)即時降噪。此外，anc自適應濾波器利用譜減法，生成針對環(huán)境噪聲的抵消信號，這些信號隨后被輸入到環(huán)境噪聲消除揚聲器中，以消除背景噪聲，進一步凈化通話環(huán)境。

6、最終，音頻通信揚聲器負責輸出經(jīng)過雙重降噪處理后的純凈聲音信號，確保通信的清晰度和自然性。本發(fā)明的降噪耳機系統(tǒng)，通過這種獨特的組件協(xié)同工作機制，不僅顯著提高了對快速變化噪聲的適應性和降噪效率，而且為通信安全提供了前所未有的保護水平，特別是在需要高度保密的通信場合。

7、本發(fā)明的有益效果：與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的防監(jiān)聽的安全對話系統(tǒng)能夠有效防止有意竊聽，同時保持音頻通信的清晰度和自然性。

8、本發(fā)明的設計重點在于開發(fā)一種系統(tǒng)，它能夠讓降噪耳機與外部噪聲源協(xié)同工作，生成基于偽隨機數(shù)種子的反向動態(tài)噪聲，以適應不同的通信環(huán)境。這種動態(tài)噪聲源的設計，能夠在不影響正常通信的前提下，有效干擾潛在的竊聽行為，為高安全級別的通信提供必要的保護。

9、在應用場景中，每個參與者都佩戴一個本發(fā)明所述的耳機，這些耳機能夠與外置動態(tài)噪聲源同步，生成反向的動態(tài)噪聲信號，以實時消除噪聲源產(chǎn)生的干擾。與傳統(tǒng)降噪耳機不同，本發(fā)明的耳機通過與外置動態(tài)噪聲源匹配后，能夠快速適應動態(tài)噪聲源的變化，即使在噪聲頻繁變化的環(huán)境中也能保持清晰的通信質(zhì)量。

10、通過本發(fā)明的實施，用戶可以在享受清晰音質(zhì)的同時，獲得更高級別的通信安全保障，有效防止信息泄露和竊聽風險，滿足軍事、商務及其他對通信保密性有特殊要求的場合的需求。

技術特征：

1.一種防監(jiān)聽的安全對話系統(tǒng)，其特征在于，應用的對話環(huán)境包括若干對話對象以及設置在對話環(huán)境中的動態(tài)噪聲源，每個對話對象佩戴耳機；開始正式對話前，動態(tài)噪聲源與對話環(huán)境中的耳機進行匹配；匹配成功后，動態(tài)噪聲源與耳機共享偽隨機數(shù)種子；

2.根據(jù)權利要求1所述的一種防監(jiān)聽的安全對話系統(tǒng)，其特征在于，耳機采集到的聲音信號包括對話音頻信號與外部噪聲，所述外部噪聲包括動態(tài)噪聲與環(huán)境噪聲。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種防監(jiān)聽的安全對話系統(tǒng)，其特征在于，所述耳機包括：電源模塊、麥克風、動態(tài)噪聲消除揚聲器、環(huán)境噪聲消除揚聲器、anc自適應濾波器以及音頻通信揚聲器；電源模塊為麥克風、動態(tài)噪聲消除揚聲器、環(huán)境噪聲消除揚聲器、anc自適應濾波器以及音頻通信揚聲器進行供電；

4.根據(jù)權利要求3所述的一種防監(jiān)聽的安全對話系統(tǒng)，其特征在于，開始對話后，耳機采集到的聲音信號為對話音頻信號、動態(tài)噪聲、環(huán)境噪聲為三者獨立的混合信號。

5.根據(jù)權利要求4所述的一種防監(jiān)聽的安全對話系統(tǒng)，其特征在于，動態(tài)噪聲消除時機為：動態(tài)噪聲源與對話環(huán)境中的耳機匹配成功后，動態(tài)噪聲消除揚聲器通過實時生成與動態(tài)噪聲源相反的信號；對耳機采集到的動態(tài)噪聲進行消除。

6.根據(jù)權利要求5所述的一種防監(jiān)聽的安全對話系統(tǒng)，其特征在于，消除環(huán)境噪聲的具體過程為：

技術總結(jié)
本發(fā)明公開一種防監(jiān)聽的安全對話系統(tǒng)，應用于通信領域，針對現(xiàn)有技術無法有效對抗專業(yè)的竊聽設備，特別是在動態(tài)變化的噪聲環(huán)境中，其降噪和防竊聽能力有限的問題；本發(fā)明的降噪耳機，通過預知噪聲規(guī)律，無需學習過程即可迅速降低環(huán)境噪聲，特別是對快速變化的噪聲源，提供了傳統(tǒng)降噪耳機所不具備的即時降噪能力，有效抵御竊聽行為，確保通信內(nèi)容的安全性。

技術研發(fā)人員：郭博文,施昶,鄒卓航,余桂林,李鋼,文光俊
受保護的技術使用者：電子科技大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/26