[發明專利]一種大容量音頻文件可逆信息隱藏方法及系統

有效

• 申請號: 202010022517.6
• 申請日: 2020-01-09
• 公開（公告）號: CN113096671B
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 馬賓;侯金程;徐健;王春鵬;李健;楊美紅;吳曉明
• 申請（專利權）人: 齊魯工業大學
• 主分類號: G10L19/005
• 分類號: G10L19/005
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 董雪

1.一種大容量音頻文件可逆信息隱藏方法，其特征在于，包括嵌入過程：

將初始文件不同音頻點按照位置分為叉集合和點集合；

所述叉集合為偶數音頻點，點集合為奇數音頻點；

利用相鄰音頻點間的局部一致性特征，采用目標音頻點幅值預測算法，分別構建第一叉集合預測誤差矩陣和第一點集合預測誤差矩陣；

將待隱藏的數據被分成相等的兩半，第一部分被嵌入到叉集中，第二部分被嵌入到點集中；

按照誤差預測算法可逆的構建叉集合嵌密音頻序列和點集合嵌密音頻序列；最后合并形成載密音頻文件；

構建叉集合預測誤差矩陣，具體為：利用偶數音頻點兩側的奇數點對偶數音頻點進行預測，計算偶數音頻點實際幅值與預測之間的誤差，生成第一叉集合誤差矩陣；

構建點集合預測誤差矩陣，具體為：利用奇數音頻點兩側的偶數點對奇數音頻點進行預測，計算奇數音頻點實際幅值與預測之間的誤差，生成第一點集合誤差矩陣；

按照誤差預測算法可逆的構建叉集合嵌密音頻序列，具體為：

將叉集合中的樣本序列分為嵌入區E和保留區S，僅在預留的嵌入區E中使用每個音頻點承載秘密信息，而在預留的保存區S中每個音頻點的后三位中存放信息嵌入過程中的附加信息；將S區中每個音頻點的后三位原始信息與秘密信息一起形成待嵌信息流；

將基于碼分多址的可逆信息隱藏算法所需要的輔助信息通過LSB替換嵌入到保留區S中；

基于嵌入信息后的誤差矩陣與目標音頻點的值，按照誤差預測算法可逆的構建叉集合嵌密音頻序列。

2.如權利要求1所述的一種大容量音頻文件可逆信息隱藏方法，其特征在于，采用最近鄰均值預測的方法對目標音頻點進行預測，產生預測誤差，具體為：

其中，x′_i為樣本點x_i的預測值，x_i-1和x_i+1為樣本點x_i左側和右側的樣本，所以預測誤差d_i＝x′_i-x_i。

3.如權利要求1所述的一種大容量音頻文件可逆信息隱藏方法，其特征在于，

還包括提取過程：

將載密音頻文件分為叉集合和點集合；

根據目標誤差預測算法，分別構建第二點集合預測誤差矩陣和第二叉集合預測誤差矩陣；

分別恢復點集合預測誤差矩陣和叉集合預測誤差矩陣中嵌入的附件信息，按照碼分多址可逆信息嵌入算法提取誤差矩陣中嵌入的秘密信息，并恢復目標音頻點原始幅值；

將提取的秘密信息相連接重建隱藏的秘密信息序列，并采用恢復的目標音頻點原始幅值矩陣無損恢復原始音頻文件。

4.一種大容量音頻文件可逆信息隱藏系統，其特征在于，包括：

用于將初始文件中不同音頻點按照位置分為叉集合和點集合的裝置；

所述叉集合為偶數音頻點，點集合為奇數音頻點；

用于利用相鄰音頻點間的局部一致性特征，采用目標音頻點幅值預測算法，分別構建第一叉集合預測誤差矩陣和第一點集合預測誤差矩陣的裝置；

用于將待隱藏的數據被分成相等的兩半，第一部分被嵌入到叉集中，第二部分被嵌入到點集中的裝置；

用于按照誤差預測算法可逆的構建叉集合嵌密音頻序列和點集合嵌密音頻序列；最后合并形成載密音頻文件的裝置；

構建叉集合預測誤差矩陣，具體為：利用偶數音頻點兩側的奇數點對偶數音頻點進行預測，計算偶數音頻點實際幅值與預測之間的誤差，生成第一叉集合誤差矩陣；

構建點集合預測誤差矩陣，具體為：利用奇數音頻點兩側的偶數點對奇數音頻點進行預測，計算奇數音頻點實際幅值與預測之間的誤差，生成第一點集合誤差矩陣；

按照誤差預測算法可逆的構建叉集合嵌密音頻序列，具體為：

將叉集合中的樣本序列分為嵌入區E和保留區S，僅在預留的嵌入區E中使用每個音頻點承載秘密信息，而在預留的保存區S中每個音頻點的后三位中存放信息嵌入過程中的附加信息；將S區中每個音頻點的后三位原始信息與秘密信息一起形成待嵌信息流；

將基于碼分多址的可逆信息隱藏算法所需要的輔助信息通過LSB替換嵌入到保留區S中；

基于嵌入信息后的誤差矩陣與目標音頻點的值，按照誤差預測算法可逆的構建叉集合嵌密音頻序列。