【摘 要】 声音是信息存在的一种形式，声音泄漏是信息泄露的途径之一。本文系统分析了声音泄露的途径和被窃听的风险，研究了窃听麦克风特性，提出了声音信息防护措施建议。
【关键词】 声音泄漏?声音防护?麦克风阵列
1 引言
声音是信息存在的一种形式。声音泄漏是指一定场所中声音信息穿越围护结构，如墙体、楼板、门、窗、通风管道或这些构件的综合体，泄漏到另一空间被他人感知和理解的过程。
目前的声音信息防护技术，主要是提高建筑隔声量和增加声掩蔽系统。提高建筑隔声量可以通过装配隔声门、隔声窗、管道消声器，采用软性材料对围护结构接口处密封，或者增加墙体厚度等方法实现，通常需要在建筑建造或装修期间进行。声掩蔽系统通过在场所外播放一定强度的干扰噪声，降低泄漏语音信息的可懂度，从而提高安全性。
2 声音泄漏风险
声音窃听的方式包括侵入式和非侵入式。其中，侵入式是指窃听者直接接触到声源场所的人员、场地、设备、物品、家具等实施的窃听。比如，窃听者以各种合法身份进入声源房间，隐蔽安装窃密装置和设备，窃录声音信息。而非侵入式则是指窃听者利用泄漏的声音信号实施窃听，比如窃听者利用定向声音拾取探测设备，对目标声音进行非接触式窃收。
声音信息穿越墙体等围护结构而引起的泄漏程度，与3类因素有关：一是场所内讲话者或扩音设备的音量，音量越大，泄漏的可能性越大；二是围护结构的隔声量，隔声量越小，越容易泄漏；三是窃听者受到的语音干扰，根据掩蔽效应，掩蔽声越大，窃听者听觉的可懂度越低。
2.1 声音传播基本特性
声场是声音振动在其中传播的空间，声音在液体和气体介质中的振动是纵向振动，会形成介质的增厚和稀疏。声源发出的振动，在介质中传播经相同时间所到达的各点组成的面为波前。低于20Hz的频率为次声波，高于20kHz的频率为超声波。声强是通过垂直于声传播方向的单位面积上的平均声能量流，单位是W /m2。
（1）
对于平面波，能量流不会发散，声强不会随着声源的距离而降低。考虑分子衰减、流体粘度、灰尘、散射等原因，声强会损失。但是由于这些损耗较小，当声波在短距离传播时，可以忽略不计。因此，通常假设声音强度以及声压不依赖于与声源的距离。
图1 球面波
对于球面波，由于波的发散，声音强度会随着与声源的距离增加而减小，如图1所示。如果不考虑介质中的能量损失，则声强会根据二次定律降低：
（2）
其中I1是距声源单位长度（通常为1米）的强度。声压随着离球面波中心距离的增加而减小：
（3）
其中p1是距声源中心单位长度的声压。
如果限制声波发散到两侧，那么声强的衰减也将减小。例如，在管道中传播的声波不会发散到侧面，因此可以在较长路径上保持较高的强度。当声音泄漏通过通风管道传播时，有可能在距离很远的地方窃听到谈话声音。
人耳感知到的频率范围为20~20kHz，宽达10个倍频程，但是听觉分析的选择性不高。听力阈值是产生声音感觉的纯音（简单正弦振荡）声压的最小值。听力阈值取决于频率，在低频方向，听力阈值急剧上升，即为了在低频出现听觉，需要较高的声压。对于高频，听力阈值首先降低，然后开始以与低频相同的方式升高。常见声音的声压值如表1所示。
表1 距声源1米的声压值
2.2 声音泄漏的通道
声音泄漏的通道分为4种，分别是空气声通道、声音振动通道、声光通道、声电通道，如表2所示。
表2 声音泄漏通道
