基于素?cái)?shù)多回聲核的抗倒譜分析回聲隱寫(xiě)算法設(shè)計(jì)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種有效抗回聲隱寫(xiě)檢測(cè)的新型回聲隱藏算法，該算法可以有效抵抗常用回聲隱寫(xiě)檢測(cè)方法，使其檢測(cè)失效，從而可以有效地保證秘密信息在語(yǔ)音載體中的傳輸。本文隱寫(xiě)檢測(cè)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(xiě)信息提取的情況下，將強(qiáng)峰均勻分布到多個(gè)回聲處，進(jìn)而可以有效抵抗回聲隱寫(xiě)檢測(cè)算法。
【專利說(shuō)明】基于素?cái)?shù)多回聲核的抗倒譜分析回聲隱寫(xiě)算法設(shè)計(jì)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本文發(fā)明涉及回聲隱寫(xiě)(echo hiding)技術(shù)。本發(fā)明提出了一種有效抗回聲隱寫(xiě)檢測(cè)的新型回聲隱藏算法，該算法可以抵抗通常用來(lái)進(jìn)行回聲隱寫(xiě)檢測(cè)的VDSC檢測(cè)方法，使其檢測(cè)失效，從而可以有效地保證秘密信息在語(yǔ)音載體中的傳輸。
【背景技術(shù)】
[0002]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(tīng)覺(jué)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?；芈曤[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(wú)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(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出了包括VDSC隱寫(xiě)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(xiě)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(xiě)分析算法的出現(xiàn)使得現(xiàn)有簡(jiǎn)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。
[0003]現(xiàn)行分析技術(shù)從根本上講是對(duì)隱寫(xiě)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(xiě)會(huì)造成隱寫(xiě)后的信號(hào)在回聲時(shí)延處出現(xiàn)強(qiáng)峰，諸如VDSC的隱寫(xiě)分析算法可以通過(guò)某種倒譜的統(tǒng)計(jì)量來(lái)間接反應(yīng)這種隱寫(xiě)前后強(qiáng)峰的突然出現(xiàn)。
[0004]本文隱寫(xiě)檢測(cè)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(xiě)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(xiě)算法那樣的強(qiáng)峰，進(jìn)而可以有效抵抗回聲隱寫(xiě)檢測(cè)算法。
[0005]對(duì)于回聲隱藏檢測(cè)，設(shè)音頻信號(hào)為x(n)，其復(fù)倒譜定義為Cx(η)=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。
[0006]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
[0007]s (η) =x (n) *h (η) = χ (η) + α χ (n_d)
[0008]其中h(n) = δ (η) + α δ (η-d)是回聲核。
[0009]對(duì)s (η)求復(fù)倒譜得
[0010]Cs (n) =Cx (n)+Ch (η)
[0011]其中
23
[0012]Ch(n) = αδ(η — d)———5(n — 2d) + —δ(η — 3d) —...μkJ*
[0013]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I的自然數(shù)，其除了 I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(kāi)相互的干擾。若P，Q是兩個(gè)素?cái)?shù)序列，且P n Q = 0
[0014]利用P序列構(gòu)造回聲核ATerp= 5(η) +—木)；其中{dj為一個(gè)
素?cái)?shù)回聲時(shí)延序列；
[0015]利用Q序列構(gòu)造回聲核KerQ = δ{η) + αΣ)=18{η - dj)；其中{d」}為另一個(gè)素?cái)?shù)回聲時(shí)延序列。
[0016]假如對(duì)某個(gè)分段需要隱寫(xiě)1，則s (n) = x(n)*KerP ；
[0017]假如對(duì)某個(gè)分段需要隱寫(xiě)0，則s(n) =x(n)*KerQ。
[0018]提取信息的時(shí)候，只需要計(jì)算并判斷似mp = Ifeeidi] Cs (Zc)和sumQ =Yke{dj} (^)的大小。
[0019]若sumP≥sumQ,提取該分段信息為比特信息I ;
[0020]若sumP〈sumQ，提取該分段信息為比特信息O。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0021]本發(fā)明提出了一種基于素?cái)?shù)序列的回聲隱藏算法，該算法可以有效的抵抗現(xiàn)有的音頻回聲隱寫(xiě)分析方法。
[0022]1、基于素?cái)?shù)序列的回聲隱藏算法，能夠有效抵抗現(xiàn)有的音頻回聲分析方法。
[0023]其區(qū)別現(xiàn)有的回聲隱寫(xiě)算法的特征如下
[0024]A、采用了不同于原有隱藏算法的單回聲核嵌入方法，即選用兩種不同的回聲延遲分別代表比特O和比特I來(lái)隱藏二進(jìn)制信息。本算法使用素?cái)?shù)多回聲核，通過(guò)將回聲延遲分布在整個(gè)聲音分段中，以防止嵌入能量在倒譜某一處過(guò)度集中，從而達(dá)到使現(xiàn)有分析算法失效的目的。
[0025]B、本算法提高了回聲隱藏算法的提取率，由于將信號(hào)均勻的分布在整個(gè)語(yǔ)音信號(hào)中，其總的能量并未減少，甚至可以提高可嵌入的總能量。而相應(yīng)減少的僅是衰減系數(shù)，而衰減系數(shù)對(duì)于現(xiàn)有的攻擊方法起著決定性的作用。實(shí)驗(yàn)研究顯示在衰減系數(shù)小于0.2時(shí)VDSC分析方法基本失效但經(jīng)典單回聲核隱寫(xiě)在這樣低強(qiáng)度情況下提取結(jié)果的誤碼率也非常高，這導(dǎo)致經(jīng)典單回聲核隱藏算法失效，而本算法在嵌入為0.2時(shí)其提取誤碼率基本為
O0
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1是設(shè)計(jì)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面說(shuō)明該技術(shù)方案的具體實(shí)施步驟。
[0028]步驟I
[0029]隨機(jī)生成兩組完全不重疊的素?cái)?shù)序列，記為P = {dJ,Q= {#，序列的最大值應(yīng)滿足小于音頻嵌入時(shí)分段大小的一半。[0030]步驟2
[0031]將待嵌入的音頻載體進(jìn)行分段，例如分成每段512比特長(zhǎng)度。
[0032]步驟3
[0033]每一段隱寫(xiě)信號(hào)通過(guò)對(duì)原始分段音頻信號(hào)疊加相應(yīng)素?cái)?shù)序列回聲核產(chǎn)生，具體地說(shuō)
[0034]假如對(duì)某個(gè)分段需要隱寫(xiě)1，則
【權(quán)利要求】
1.基于素?cái)?shù)多回聲核的抗倒譜分析回聲隱寫(xiě)算法設(shè)計(jì)提出了一種有效抗回聲隱寫(xiě)檢測(cè)的新型回聲隱藏算法。該算法可以抵抗通常用來(lái)進(jìn)行回聲隱寫(xiě)檢測(cè)的VDSC檢測(cè)方法，使其檢測(cè)失效，從而可以有效地保證秘密信息在語(yǔ)音載體中的傳輸。 其區(qū)別于現(xiàn)有回聲隱藏算法的特征在于: 不同于通常的單回聲核算法，本算法采用了基于素?cái)?shù)的多回聲核算法，從而在進(jìn)行回聲隱藏時(shí)，在不影響隱寫(xiě)信息提取的情況下，將強(qiáng)峰均勻分布到多個(gè)回聲處，對(duì)某單個(gè)回聲時(shí)延處不會(huì)出現(xiàn)經(jīng)典隱寫(xiě)算法那樣的強(qiáng)峰，進(jìn)而可以有效抵抗回聲隱寫(xiě)檢測(cè)算法。 若P，Q是兩個(gè)素?cái)?shù)序列，且i5nQ = 0 利用P序列構(gòu)造回聲核~r> = +-豐);其中{dj為一個(gè)素?cái)?shù)回聲時(shí)延序列； 利用Q序列構(gòu)造回聲核心+;其中{dj}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(xiě)1，則s (n) = x(n)*KerP ； 假如對(duì)某個(gè)分段 需要隱寫(xiě)0，則s (n) =x(n)*KerQ。 提取信息的時(shí)候，只需要計(jì)算并判斷《?% = 響士㈨和Sum9 =的大小。 若sumP ^ sumQ,提取該分段信息為比特信息I ; 若sumP〈sumQ，提取該分段信息為比特信息O。
【文檔編號(hào)】G10L19/00GK103985386SQ201410232520
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】張茹, 古毅偉, 朱欣鑫, 王悅 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)