[發(fā)明專利]基于素?cái)?shù)多回聲核的抗倒譜分析回聲隱寫算法設(shè)計(jì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410232520.5
• 申請(qǐng)日: 2014-05-28
• 公開（公告）號(hào): CN103985386A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張茹;古毅偉;朱欣鑫;王悅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): G10L19/00
• 分類號(hào): G10L19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本文發(fā)明涉及回聲隱寫(echo?hiding)技術(shù)。本發(fā)明提出了一種有效抗回聲隱寫檢測的新型回聲隱藏算法，該算法可以抵抗通常用來進(jìn)行回聲隱寫檢測的VDSC檢測方法，使其檢測失效，從而可以有效地保證秘密信息在語音載體中的傳輸。

背景技術(shù)

信息隱藏是一種利用載體信號(hào)，不對(duì)其進(jìn)行明顯改變的前提下，將額外的信息嵌入數(shù)字媒體中以實(shí)現(xiàn)版權(quán)保護(hù)、隱蔽通信等功能的一種技術(shù)。而回聲隱藏是信息隱藏中的重要組成部分。研究發(fā)現(xiàn)，人類聽覺系統(tǒng)存在掩蔽效應(yīng)，即強(qiáng)信號(hào)的存在會(huì)使附近的弱信號(hào)難以感知。因此，當(dāng)回聲與原聲的時(shí)間間隔接近時(shí)，人耳將難以區(qū)分回聲與原聲。回聲隱藏算法正是利用人耳這種掩蔽效應(yīng)將信息編碼成回聲而達(dá)到隱藏的目的。由于回聲與原聲間隔很近時(shí)，人耳無法區(qū)分回聲和原聲，因而回聲隱藏算法具有非常優(yōu)異的透明性和不可感知性。與回聲隱藏對(duì)立的是回聲隱藏分析，近年來，國內(nèi)外學(xué)者提出了包括VDSC隱寫分析算法在內(nèi)的多種回聲隱藏分析算法，這些方法基本上都基于對(duì)隱寫信號(hào)倒譜系數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析進(jìn)而使用分類器進(jìn)行判決的思路，有效隱寫分析算法的出現(xiàn)使得現(xiàn)有簡單的嵌入方法變得脆弱，從而使回聲隱藏算法失去了保護(hù)信息的能力。

現(xiàn)行分析技術(shù)從根本上講是對(duì)隱寫信號(hào)倒譜峰值有較強(qiáng)的捕獲能力，對(duì)原始信號(hào)的隱寫會(huì)造成隱寫后的信號(hào)在回聲時(shí)延處出現(xiàn)強(qiáng)峰，諸如VDSC的隱寫分析算法可以通過某種倒譜的統(tǒng)計(jì)量來間接反應(yīng)這種隱寫前后強(qiáng)峰的突然出現(xiàn)。

本文隱寫檢測算法的思想就是設(shè)計(jì)一種特殊的素?cái)?shù)多回聲核，使用該回聲核進(jìn)行回聲隱藏時(shí)，在不影響隱寫信息提取的情況下，將強(qiáng)峰均勻分布到多個(gè)回聲處，從而對(duì)某單個(gè)回聲時(shí)延處不會(huì)出現(xiàn)經(jīng)典隱寫算法那樣的強(qiáng)峰，進(jìn)而可以有效抵抗回聲隱寫檢測算法。

對(duì)于回聲隱藏檢測，設(shè)音頻信號(hào)為x(n),其復(fù)倒譜定義為C_x(n)＝F^-1[ln(F(x(n)))],其中F為傅立葉變換，F(xiàn)^-1為傅立葉反變換。

假設(shè)回聲延時(shí)為d，則加入回聲后音頻信號(hào)表達(dá)式為

s(n)＝x(n)*h(n)＝x(n)+αx(n-d)

其中h(n)＝δ(n)+αδ(n-d)是回聲核。

對(duì)s(n)求復(fù)倒譜得

C_s(n)＝C_x(n)+C_h(n)

其中

Ch(n)=αδ(n-d)-α22δ(n-2d)+α33δ(n-3d)-...]]>

從公式中可以看出，在時(shí)延d的整數(shù)倍處會(huì)出現(xiàn)峰值(其中第一個(gè)為主峰)，即加入回聲后，復(fù)倒譜會(huì)在回聲時(shí)延d及其整數(shù)倍處發(fā)生變化。若果要嵌入多個(gè)回聲，則會(huì)存在相互的干擾，從而干擾隱藏信息的提取，素?cái)?shù)是一個(gè)大于1的自然數(shù)，其除了1和它自身外，不能被其他自然數(shù)整除。利用素?cái)?shù)的這種特性就可以保證了嵌入的回聲之間能有效的避開相互的干擾。若P，Q是兩個(gè)素?cái)?shù)序列，且

利用P序列構(gòu)造回聲核其中{d_i}為一個(gè)素?cái)?shù)回聲時(shí)延序列；

利用Q序列構(gòu)造回聲核其中{d_j}為另一個(gè)素?cái)?shù)回聲時(shí)延序列。

假如對(duì)某個(gè)分段需要隱寫1,則s(n)＝x(n)*Ker_P；