数字音频真实性检测方法的研究与实现

论文摘要

数字音频由于本身存储空间小、音频质量高、便于操作处理的特性已基本替代模拟音频成为主流音频格式。它在便利我们生活的同时,也作为司法证据对判断是非发挥重要作用。但数字音频以二进制方式进行存储的特性造成了它本身易编辑、修改、伪造的特点。如何对作为司法证据的数字音频进行真实性检测有较大的研究意义。针对数字音频进行真实性检测主要有两类方法,一类是基于数字水印的方法,另一类是对不存在数字水印的音频进行检测,本文主要研究第二类方法。文章首先实现现有基于数字音频与录制设备相关性的检测方法,在此基础上,应用滤波器降噪提取本底噪声,并提出了应用相关性分析原理进行本底噪声比对的方法,明确了真实性检测的依据;在基于期望最大化算法的检测研究中,首先实现现有方法,然后提出改进算法,最后利用频谱检测原理对两种算法进行比较;在基于高阶频谱分析的检测方法中,本文在绘制等高线图和计数直方图的基础上,提出了统计零点附近的频率权值并用程序进行判断的方法,直观的得出是否被篡改的结论。考虑三种方法误检率和漏检率互补的结论,把三种方法融合进行综合实验,得到比单一实验更高的辨识率。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 数字音频概述
• 1.1.2 数字音频真实性定义
• 1.1.3 数字音频真实性的应用
• 1.1.4 电子证据定义及鉴定要素
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 数字水印技术篡改检测
• 1.2.2 无水印音频篡改检测
• 1.3 本文研究内容
• 第2章 基于音频与录制设备相关性的检测方法
• 2.1 现有的基于小波降噪原理的检测方法
• 2.1.1 阈值函数
• 2.1.2 小波降噪检测流程
• 2.2 采用巴特沃斯滤波器降噪原理的检测方法
• 2.2.1 傅立叶变换
• 2.2.2 数字滤波器的设计思想及步骤
• 2.2.3 用脉冲响应不变法设计IIR 数字低通滤波器
• 2.3 相关性分析
• 2.3.1 统计特征值
• 2.3.2 互相关函数
• 2.3.3 自相关函数
• 2.3.4 离散相关的基本定义
• 2.3.5 离散相关的快速算法
• 2.4 实验
• 2.4.1 基于小波降噪的检测实验
• 2.4.2 基于巴特沃斯滤波器的检测实验
• 2.4.3 音频测试实验
• 2.4.4 比较结果及分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 基于期望最大化算法的检测方法
• 3.1 信号一维线性插值
• 3.2 邻近序列相关性及EM 算法
• 3.2.1 EM 算法简介
• 3.2.2 一般EM 算法及改进算法过程描述
• 3.3 篡改检测流程及检测依据
• 3.4 实验
• 3.4.1 一般EM 算法实验
• 3.4.2 改进EM 算法实验
• 3.4.3 统计矩检测实验
• 3.4.4 音频测试实验
• 3.4.5 比较结果及分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于高阶频谱分析的检测方法
• 4.1 非线性变换的引入
• 4.1.1 简单非线性变换
• 4.1.2 一般形式非线性变换
• 4.1.3 自相关性的定义
• 4.2 篡改检测的依据
• 4.3 实验
• 4.3.1 绘制等高线图和计数直方图
• 4.3.2 判断零点附近频数实验
• 4.3.3 音频测试实验
• 4.3.4 综合实验
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢