[發明專利]一種基于特征融合的高安全生物哈希密文語音檢索方法

有效

• 申請號: 202110136135.0
• 申請日: 2021-02-01
• 公開（公告）號: CN112883207B
• 公開（公告）日: 2022-08-02
• 發明（設計）人: 黃羿博;陳德懷
• 申請（專利權）人: 西北師范大學
• 主分類號: G06F16/432
• 分類號: G06F16/432;G06F16/41;G06F16/483;G06F16/953;G06F21/60;G06K9/62
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 周立新

1.一種基于特征融合的高安全生物哈希密文語音檢索方法，其特征在于，該檢索方法具體按以下步驟進行：

對于服務端：

1）對輸入的語音片段x(t)進行預加重，將預加重后的信號進行分幀和加窗函數平滑處理，得到預處理后語音信號；

2）將預處理后語音信號在離散傅里葉變換下的語音特征和離散傅里葉反變換下的語音特征通過拼接方法融合，得到特征數據庫Data；

3）根據K-means-KNN算法，將特征數據庫Data分為K類，比較類之間的距離，將測試樣本分到權重最大的類中；

4）根據改進的Marotto混沌測量矩陣選擇不同的密鑰，為不同類的特征數據構造單一映射的混沌測量矩陣；然后，使用該混沌測量矩陣與對應類中的特征數據進行迭代，進一步二值化生成生物哈希序列；

5）構建密文語音庫

a. 根據SPM混沌映射選擇不同的密鑰，為不同類的語音片段構造單一映射的且等長的混沌序列s_k；

SPM混沌映射由Sine映射和分段線性混沌映射復合而成，如下式所示：

其中，為混沌系統的擾動參數，當參數γ∈(0,1)、η∈(0,1)時，系統處于混沌狀態；PWLCM如下式所示：

其中，當參數，時，系統處于混沌狀態；但當時，系統會失去混沌特性；

b.將構造的混沌序列s_k按照數值大小進行降序排列，得到新的序列s^′_k；

c.不同類的語音片段根據與新的序列s^′_k一一映射關系，得到密文語音片段S_k；

6）將一組關鍵字映像到一個有限的連續的地址集上，并以關鍵字在地址集中的”象”作為記錄在表中的存儲位置，這一映像過程為構造哈希索引表；將哈希索引與加密語音S_k同時上傳至云端；

對于移動端

a. 對查詢語音按照服務端相同的方法構造哈希索引并將其上傳到云端；

b. 根據下式進行精確匹配查詢：

其中，為歸一化漢明距離，又被稱為比特誤碼率(BER)，分別為移動端某一語音片段生成的哈希索引和云端的哈希索引；

采用BER的假設檢驗來對哈希匹配進行描述：

W₁：如果兩個語音片段和感知到的內容相同，那么：D＜τ

W₂：如果兩個語音片段和感知到的內容不同，那么：D≥τ

其中，τ為閾值；當兩個序列之間的BER小于設定的τ時，認證通過；否則，認證失敗；

c. 將匹配成功的序列對應于相應的生物哈希序列，再對應密文語音庫中相應的密文語音片段，最后進行解密。