基于自适应码本划分的语音隐写及其检测技术研究
发布时间：2021-10-07 07:18
隐写是一种新兴的信息安全技术,它可将信息隐藏到多媒体载体中而不会引起载体的显著变化,因而常被用作秘密通信。随着网络语音通信技术的发展和普及,以网络语音作为载体的隐写成为信息安全领域的研究热点。基音周期预测是语音信号处理必不可少的步骤,但由于基音周期难以准确测量,语音压缩编码通常采用自适应码本参数来对其进行近似量化,从而为信息隐藏提供了可能性。尽管这一隐藏技术可成为安全通信的有效手段,但如被非法分子利用将会对网络安全和社会安全带来极大威胁。因此,研究其对抗技术,即隐写分析技术,具有重要的理论和社会意义。本文聚焦基于自适应码本划分的网络语音信息隐藏技术,一方面针对现有隐写方法存在的抗检测能力弱和隐藏容量低的问题,提出更安全和有效的隐写方法;另一方面,为实现对该类隐写技术的“可防可控”,提出更具普适性和高效性的隐写分析方法。具体研究工作如下:（1）针对传统基于自适应码本划分网络语音隐写抗检测能力较弱的问题,提出了一种基于小数基音延迟的语音隐写方法。具体来说,该研究从三个方面提高了隐写的安全性:其一,利用了小数参数修改对语音质量影响较小的特性,提高了隐写的感官透明性;其二,引入3个m序列分别对...
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
隐写示意图
24的隐写分析方法进行检测。为说明提出隐写方法的性能，将使用总长度为10小时截取长度为1s，5s和10s的样本。这些样本包括中文男声，中文女声，英语男声和英语女声，每个部分占所有样本的四分之一，每个语音样本使用线性脉冲编码调制(PCM)8kHz格式和16位编码的采样率。该实验将从抗检测能力，嵌入容量和不可感知性三个方面评估所提出解决方法的性能。图2.3基音延迟值分布图语音质量：隐蔽性是隐写实用的前提。为了从主观和客观两方面评估隐写后语音质量的变化以及比较提出方法和已有方法对音质的影响，将采用语谱图和PESQ参数来说明。从图2.4可以看出，在语音质量方面，提出的方法与现有方法没有太大变化。但是相对于原始编码，提出的方法仍然对语音质量有一定影响，但是从MOS值来看，它仍然属于较高质量的语音。嵌入容量：嵌入能力是隐写实用性的另一个重要标准。与现有的隐写方法相比，提出方法的优点是在不同编码环境下实现了更稳定和更高的隐写效率。在提出方法与现有隐写方法嵌入容量的比较中。由于编码器中的AMR-NB编码器的小数基音延迟范围随编码率而变化，但对于每个子帧至少在四个状态下是稳定的。因此，提出的方法至少可以每帧嵌入8位。Huang等人的方法最多可以嵌入4位。Yan等人的两层隐写技术可以嵌入2位，三层隐写最多可嵌入6位。表2.120304050607080901001101201301400.0000.0050.0100.0150.020概率基音延迟值基音延迟
25中描述的比较结果如下。此外，在修改相同位数的情况下，m序列可以提供更高的带宽。比较结果见表2.2。图2.4不同时长语音提出的方法和现有方法以及原始语音比较的频谱图表2.1不同编码器中各种隐写方法的最大嵌入容量隐写方法AMR-NBHuang等人的方法4bits/frame二层隐写方法2bits/frame三层隐写方法6bits/frame提出的方法8bits/frame表2.2使用m序列前后的带宽比较隐写方法η1=0η2=0η1=2η2=3η1=2η2=4η1=3η2=4η1=4η2=4m序列8比特/帧3.88比特/帧2.92比特/帧1.52比特/帧0.62比特/帧普通方法8比特/帧2.52比特/帧2比特/帧0.9比特/帧0.12比特/帧
【参考文献】：
期刊论文
[1]Steganalysis of Low Embedding Rates LSB Speech Based on Histogram Moments in Frequency Domain[J]. YANG Wanxia,TANG Shanyu,LI Miaoqi,CHENG Yongfeng,ZHOU Zhili. Chinese Journal of Electronics. 2017(06)
[2]基于基音周期预测的低速率语音隐写[J]. 严书凡,汤光明,孙怡峰. 计算机应用研究. 2015(06)
[3]基于码书关联网络的基音调制信息隐藏检测[J]. 李松斌,贾已真,付江云,戴琼兴. 计算机学报. 2014(10)
[4]一种基于基音预测的信息隐藏算法[J]. 刘程浩,柏森,黄永峰,阳溢,李松斌. 计算机工程. 2013(02)
[5]一种针对基音周期的3G信息隐藏方法[J]. 余迟,黄刘生,杨威,陈志立,缪海波. 小型微型计算机系统. 2012(07)
[6]信息安全——机密性、完整性和可用性[J]. 于增贵. 通信保密. 1994(04)
本文编号：3421598
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
隐写示意图
24的隐写分析方法进行检测。为说明提出隐写方法的性能，将使用总长度为10小时截取长度为1s，5s和10s的样本。这些样本包括中文男声，中文女声，英语男声和英语女声，每个部分占所有样本的四分之一，每个语音样本使用线性脉冲编码调制(PCM)8kHz格式和16位编码的采样率。该实验将从抗检测能力，嵌入容量和不可感知性三个方面评估所提出解决方法的性能。图2.3基音延迟值分布图语音质量：隐蔽性是隐写实用的前提。为了从主观和客观两方面评估隐写后语音质量的变化以及比较提出方法和已有方法对音质的影响，将采用语谱图和PESQ参数来说明。从图2.4可以看出，在语音质量方面，提出的方法与现有方法没有太大变化。但是相对于原始编码，提出的方法仍然对语音质量有一定影响，但是从MOS值来看，它仍然属于较高质量的语音。嵌入容量：嵌入能力是隐写实用性的另一个重要标准。与现有的隐写方法相比，提出方法的优点是在不同编码环境下实现了更稳定和更高的隐写效率。在提出方法与现有隐写方法嵌入容量的比较中。由于编码器中的AMR-NB编码器的小数基音延迟范围随编码率而变化，但对于每个子帧至少在四个状态下是稳定的。因此，提出的方法至少可以每帧嵌入8位。Huang等人的方法最多可以嵌入4位。Yan等人的两层隐写技术可以嵌入2位，三层隐写最多可嵌入6位。表2.120304050607080901001101201301400.0000.0050.0100.0150.020概率基音延迟值基音延迟
25中描述的比较结果如下。此外，在修改相同位数的情况下，m序列可以提供更高的带宽。比较结果见表2.2。图2.4不同时长语音提出的方法和现有方法以及原始语音比较的频谱图表2.1不同编码器中各种隐写方法的最大嵌入容量隐写方法AMR-NBHuang等人的方法4bits/frame二层隐写方法2bits/frame三层隐写方法6bits/frame提出的方法8bits/frame表2.2使用m序列前后的带宽比较隐写方法η1=0η2=0η1=2η2=3η1=2η2=4η1=3η2=4η1=4η2=4m序列8比特/帧3.88比特/帧2.92比特/帧1.52比特/帧0.62比特/帧普通方法8比特/帧2.52比特/帧2比特/帧0.9比特/帧0.12比特/帧
【参考文献】：
期刊论文
[1]Steganalysis of Low Embedding Rates LSB Speech Based on Histogram Moments in Frequency Domain[J]. YANG Wanxia,TANG Shanyu,LI Miaoqi,CHENG Yongfeng,ZHOU Zhili. Chinese Journal of Electronics. 2017(06)
[2]基于基音周期预测的低速率语音隐写[J]. 严书凡,汤光明,孙怡峰. 计算机应用研究. 2015(06)
[3]基于码书关联网络的基音调制信息隐藏检测[J]. 李松斌,贾已真,付江云,戴琼兴. 计算机学报. 2014(10)
[4]一种基于基音预测的信息隐藏算法[J]. 刘程浩,柏森,黄永峰,阳溢,李松斌. 计算机工程. 2013(02)
[5]一种针对基音周期的3G信息隐藏方法[J]. 余迟,黄刘生,杨威,陈志立,缪海波. 小型微型计算机系统. 2012(07)
[6]信息安全——机密性、完整性和可用性[J]. 于增贵. 通信保密. 1994(04)
本文编号：3421598
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