Учёные секретной телефонии (конец)
Дата публикации: 20 января 2016 г.
КРОХМАЛЬ Владимир Михайлович (родился 21 января 1930 года) на заводе с 1951 года, без отрыва от производства закончил в 1957 году обучение в Запорожском машиностроительном институте, затем, в 1967 году, - в Харьковском институте радиоэлектроники. С 1968 года - главный инженер завода по подготовке производства и освоению новых изделий. В 1977 году в МВТУ им. Н.Э. Баумана защитил диссертацию с присвоением степени кандидата технических наук.
В.М. Крохмаль - автор 17 изобретений и 16 печатных работ, имеет 3 свидетельства на промышленные образцы, Лауреат Государственной премии, почётный радист СССР. Его труд отмечен 11 правительственными наградами, в том числе двумя орденами Трудового Красного Знамени.
Для организации производства в январе 1952 года в Запорожье прибыли специалисты и опытные рабочие завода «Электросигнал», который в годы войны был эвакуирован из Воронежа в Новосибирск. В 1956 году Министерство промышленности средств связи СССР, оценив возможности и перспективы развития Запорожского завода, принимает ряд кардинальных решений. Завод определён головным и тогда единственным в стране по производству аппаратуры закрытия каналов связи, разработчиком которой также был единственный в стране московский НИИ-2. «Радиоприбор» был обязан освоить производство аппаратуры защиты переговоров по телефонным сетям, радиотелефонных переговоров по каналам УКВ и всех видов информации магистральных каналов связи. Таким образом, помимо радиостанций на заводе первыми осваивались речевые шифраторы.
В 1968 году, совместно с НИИ-2, заводу предстояло изготовить первые 4 комплекта сложного технического комплекса для закрытия всех видов информации на магистральных линиях связи, в двух вариантах - подвижном и стационарном. Вначале был освоен выпуск модульных блоков, а с 1969 года – изделия в целом. Главными конструкторами аппаратов ЗАС были Б.А. Николаев, И.Д. Мартынов, А.П. Петерсон [Крохмаль, 2001].
Для полевой сети правительственной связи был создан и внедрён ряд образцов аппаратуры как временной, так и гарантированной стойкости. В 1960-е годы в странах социалистического лагеря организуются свои сети правительственной связи. Для этого им передавались станции и аппаратура ВЧ-связи, а также аппаратура засекречивания, шифры для которой изготавливались в СССР и направлялись к местам назначения дипломатической почтой [en.wikipedia].
Выдающиеся достижения разработчиков отечественной засекречивающей аппаратуры связи периода холодной войны стали возможными не только благодаря коллективам специализированных ведомственных институтов, конструкторских бюро и заводов. В ряде академических, военных, учебных институтов были развернуты теоретические и прикладные исследования механизмов речеобразования и слухового восприятия, возможностей их адекватного моделирования электронными и вычислительными средствами. Требовалось создание акустической теории речеобразования и согласованной с ней теории распознавания слуховых образов, методов измерений разборчивости и натуральности речевого сигнала, необходимых для совершенствования характеристик специальной аппаратуры связи.
В решении этих задач заметный вклад принадлежит видным советским ученым, которые работали над их решением в ХХ веке: Л.Л. Мясникову, Л.Р. Зиндеру, Н.Б. Покровскому, Л.А. Варшавскому, И.М. Литваку, Н.Н. Акинфееву, В.А. Артемову, Ю.С. Быкову, Н.И. Жинкину, Л.А. Чистовичу, Л.З. Копелеву, Г.И. Цемелю и многим другим.
Отметим, что несмотря на послевоенную разруху, в 1950–1960-е годы ими были получены новые результаты, способствовавшие прогрессу в разработке методов цифрового представления и кодирования речевых сигналов со всё меньшими скоростями передачи при сохранении разборчивости и натуральности на требуемом практикой связи уровне. Последнее особенно актуально для аппаратуры засекречивания речи, которая неизбежно вносит в сигнал искажения при его шифрующих преобразованиях и последующей передаче по каналам связи.
Так, вспомним в качестве примера лишь один из новых результатов, к которому зарубежные учёные пришли гораздо позже. Ещё в 1962 году Н.И. Дукельским была опубликована фундаментальная, фантастическая по экспериментальным трудозатратам работа, которая однозначно доказывала, что речевые сигналы можно пытаться в первом приближении представлять последовательностью дискретных звуковых эталонов – фонем, число которых (например, для русского языка ~41–42, английского ~45, немецкого ~43, французского ~35) несколько превышает количество букв алфавита этих языков. Однако обычные текстовые сообщения генерируются как дискретная последовательность изолированных букв. Речевой же сигнал в значительной степени является параллельной реализацией звуковых фонем, при которой возникает явление акустической коартикуляции - взаимовлияния или «взаимопроникновения» смежных звуков.
В этом процессе рождаются новые, переходные и нестационарные (в отличие от фонем) звуковые сегменты, множество которых намного превышает количество фонем [Дукельский, 1962].
Отсюда следовало, что представлению речи в форме дискретной последовательности фонем должен предшествовать процесс сегментации речевого потока на акустические сегменты, число которых по крайней мере на порядок больше числа фонем. Т.е. автоматическому распознаванию нескольких десятков фонем должно предшествовать распознавание >500 речевых элементов или звуковидов. То есть каждая фонема состоит из нескольких звуковых сегментов. С учётом индивидуальной вариативности спектрально-временных характеристик человеческих голосов, создание методов автоматического распознавания и представления речи инвариантной последовательностью дискретных символов (по сути, решение задачи преобразования речи в текст) требовало фундаментальных исследований «механизмов» акустического генерирования речевых сигналов и слухового их восприятия, которые присущи человеческому интеллекту.
Уже во второй половине 1950-х годов в СССР появляются открытые публикации о вокодерах [Литвак, 1956], [Цемель, 1957], [Сапожков, 1958]. Из-за ограниченного объёма статьи вспомним лишь некоторых советских ученых, исследовавших возможности построения низкоскоростных вокодеров, крайне необходимых для правительственной, военной и коммерческой связи.
САПОЖКОВ Михаил Андреевич (1909-94) - доктор технических наук, профессор, заслуженный деятель науки и техники России. Его судьба как зеркало отражает бурный ХХ век. Он воспитанник детского дома, затем студент Ленинградского электротехнического института. С 1928 года читает лекции по радиоакустике и электроакустике в Ленинградском электротехническом институте связи (ЛЭИС) и Ленинградском институте киноинженеров, а с 1940 года руководит кафедрой радиовещания и электроакустики ЛЭИС. С первых дней войны доброволец Сапожков М.А. в рядах дивизии народного ополчения участвует в обороне Ленинграда. В 1943 году был отозван командованием с фронта и направлен в Центральный научно-исследовательский институт связи Министерства обороны СССР, где возглавил исследования по проблемам речевой связи и кодирования речевого сигнала.
Мировую известность принесла Михаилу Андреевичу монография «Речевой сигнал в кибернетике и связи», изданная в 1963 году и ставшая поистине настольной книгой для самого широкого круга научных работников, специализирующихся в таких направлениях как низкоскоростная вокодерная связь, автоматическое распознавание речи, тестирование качества каналов электросвязи [Сапожков, 1963]. Эта книга получила высокую оценку, переводилась и издавалась на английском, испанском, польском, японском языках [Sapozhkov, 1965]. Через 20 лет совместно с научным сотрудником, много лет проработавшим в НИИ-2 (НИИ Ав-томатики) по вокодерной тематике, он опубликовал книгу «Вокодерная связь» [Сапожков, 1983].
Своими 10 монографиями Сапожков М.А. внес существенный вклад в теорию моделирования речевой деятельности, измерения разборчивости кодированных и преобразованных речевых сигналов, теорию дифракции и реверберации акустических волн в закрытых помещениях и открытом пространстве. Теоретические работы Михаила Андреевича тесно смыкались с практикой создания различных штатных средств специальной техники связи, принятых на вооружение. Например, за создание первого в СССР радиотехнического ком-плекса для обеспечения звуко-вого сопровождения парадов и демонстраций на Красной площади он получил от маршала Г.К. Жукова именное оружие. Поистине академические знания Михаил Андреевич щедро передавал многочисленным ученикам и последователям, в числе которых более 50 кандидатов и докторов наук.
ПИРОГОВ Андрей Андреевич (1914–2004) - доктор технических наук, профессор МЭИС-ВЗЭИС-МИС, почетный член Московского научно-технического общества радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова, лауреат премии Русского физического общества (1992). Наряду с Д.И. Менделеевым, Н.П. Бехтеревой и другими авторитетными русскими учёными является бессмертным почётным членом Русского физического общества [ISSN 0869-267X].
Автор фундаментального открытия в области кибернетики, филологии и теории информации под авторским названием «фонетическая функция речевого сигнала» как универсального природного инструмента кодирования-декодирования речевой информации любого происхождения [Пирогов, 1967]. Сформулированные им основополагающие понятия фонетической функции и семантического корректирующего кода речи долгое время старательно замалчивались филологами и лингвистами. Основатель фонетической теории речи, вокодерной телефонии и практики речевой связи с машинами для создания «интеллектуальных роботов» [Пирогов, 1963], [rusphs].
А.А. Пирогов со своими сотрудниками перевел на русский язык книгу известного ученого Джеймса Л. Фланагана [Фланаган, 1968], который 33 года руководил исследовательским отделом по вопросам речи и телефонии в Белловских лабораториях (США), является автором более чем 200 научных работ, двух монографий (1972 и 1973 годы) и 50 патентов. Труд Фланагана стал второй настольной книгой для разработчиков вокодерной телефонии в Советском Союзе, но вышедшей позже монографии М.А. Сапожкова.
Интересы А.А. Пирогова распространялись и на другие области науки. Он изобретатель нового высокоэффективного способа полёта (без отброса массы) летательных аппаратов тяжелее воздуха «ОВЕЛА» (авторское название) [Пирогов, 1992]. Также Андрей Андреевич глубоко интересовался фундаментальными гносеологическими вопросами физики и астрономии [Пирогов, 1993]. С целью актуализации внимания учёных к разработке физико-технических соотношений между единицами измерения физических величин отстаивал фундаментальную работу Г.П. Зайцева «Причины систематических ошибок электротехнических расчётов и пути их исправления», публикация которой была отвергнута научным журналом [Пирогов, 1993-2].
ГОЛУБЦОВ Стрит Вячеславович (1928-77) - ученый-радиоинженер, изобретатель и конструктор, кандидат технических наук, один из пионеров автоматического распознавания слуховых образов (АРСО). В 1958 году из НИИ-2 был переведён в НИИ-3, где продолжал исследования в области закрытой низкоскоростной телефонной связи. Он являлся первым разработчиком ультра низкоскоростного фонемного вокодера в Союзе и методов автоматического распознавания речи [Голубцов, 1969], [Голубцов, 1972]. По этой же тематике им защищалась кандидатская диссертация.
После его трагической гибели уже в 1980 и 1982 годах на Всесоюзных конференциях АРСО его работы докладывались с демонстрацией диалогов «человек – машина». В НИИ-3 Стрит Вячеславович пользовался также непререкаемым авторитетом как основатель пензенских школ инструкторов водного и пешего туризма. С.В. Голубцов один из самых знаменитых путешественников России, проводивший экспедиции в Полярном и Южном Урале, Камчатке, Саянах, Карелии, Алтае, Забайкалье, Дальнем Востоке и в других регионах. На протяжении десятилетий ежегодно проводятся традиционные туристические слёты его памяти «СТРИТ».
ВИНЦЮК Тарас Климович (1939-2012) доктор технических наук, профессор. Родился в семье репрессированных. В 1956 году окончил школу с золотой медалью и в 1961 году Киевский политехнический институт с отличием. В 1967 году сформулировал генеративную модель распознавания образов. Этот подход, известный в мире как Dynamic Time Warping (DTW), нашёл применение помимо теории распознавания речевых и зрительных образов в моделировании нелинейных процессов в радиофизике и в биоинформатике. Подобная модель – Hidden Markow Model (HMM) берет своё начало в 1973 году. Обе модели – самые производительные в системах распознавания речи и занимают ведущие мировые позиции.
В 1988 году Т.К. Винцюк возглавил отдел распознавания и синтеза звуковых образов в Институте кибернетики им. В.М. Глушкова АН УССР, с 1997 года в Международном научно-учебном Центре информационных технологий и систем. Научные разработки Тараса Климовича более чем в 300 работах и двух монографиях отмечены высшими наградами и дипломами многих выставок. В составе авторских коллективов ему были присуждены в 1988 и 1997 годах Государственные премии Украины в области науки и техники. Исследования Т.К. Винцюка имели целью создание «квазифонемного» вокодера с ультранизкими скоростями кодирования в диапазоне 600–150 бит.
Его работы по «квазифонемному» вокодеру основывались на возможности представления речевого потока последовательностью из 512 (1024) эталонных элементов – сегментов речи. Они показали, что со снижением информационной скорости все теснее становится связь ультранизких вокодерных алгоритмов с распознаванием речи [Винцюк, 1987], [uk.wikipedia].
Работы С.В. Голубцова и Т.К. Винцюка находились на передовых позициях в мировых исследованиях, ставивших целью создание фонетических и сегментных вокодеров, способных передавать разборчивую и узнаваемую речь [Ramasubramanian, 2012].
Во второй половине прошлого века резко возросли потребности в засекречивающей телефонной аппаратуре массового применения на проводных, КВ и УКВ радиоканалах. Причем в большинстве условий практического применения эта аппаратура могла иметь временную, а не гарантированную (абсолютную) стойкость к возможному дешифрованию вероятным противником. Тогда как довлеющими факторами по-прежнему оставались качество связи, стоимость и массо-габаритные характеристики шифраторов речи.
Термин «временная стойкость» оказался крайне растяжимым понятием, так как зависел от произвольно назначаемых для вероятного противника технических ресурсов, квалификации криптографов, переводчиков расшифрованных вариантов сообщений и пр. Тем не менее, практические работы как советских, так и зарубежных криптографов убедительно показывали, что стоимость дешифровальных работ телеграфных и телефонных передач, как правило, многократно превышает стоимость шифрования.
Наступало «золотое время» научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ по созданию шифраторов речи не только гарантированной, но и временной стойкости с высокими тактико-техническими характеристиками и низкой стоимостью в серийном производстве.
Источник: http://www.journal.ib-bank.ru/pub/309
