利用HAS掩蔽效应的变换域语音隐写算法研究与分析

论文摘要

信息隐藏是信息安全领域中的一项新兴技术,主要有数字水印和数字密写两大分支,分别用于多媒体数据的版权保护和隐蔽通信。信息隐藏技术的研究内容主要是寻求向载体对象中添加隐密信息的算法。载体对象可以是文本、图像、音频(语音)等,随着信息隐藏技术的发展,音频(语音)信息隐藏技术成为近年来的研究热点之一,该技术通过向音频(语音)文件中嵌入秘密信息以达到版权保护、隐蔽通信等目的。隐写技术是当代信息战的重要内容,对于网络时代的信息安全具有特别重要的意义。作为一项特别的工作,本课题对如何提高信息嵌入的隐蔽性和鲁棒性做了一些有益的尝试,对获得的一系列研究成果进行了总结。一、对信息隐藏的理论基础进行了研究。阐述了信息隐藏技术和隐写技术的重要概念、基本理论以及广阔的应用前景。分析了将语音信号作为宿主载体信号的可行性,参考心理声学模型的特性,得出结论:基于人耳听觉掩蔽效应的隐写算法,在隐蔽性上有很大的提高。二、针对以隐蔽通信为目的的信息隐藏技术为研究对象,提出了在DCT域进行信息嵌入的新算法。选用中低频14～16Bark段在掩蔽阈值以下的频率分量作为嵌入点,对该嵌入点的DCT系数以一定嵌入强度作修改来实现秘密信息的嵌入。三、在嵌入强度方面,本文根据嵌入点的DCT系数的统计特性(均值、方差)来确定。本文选用语音信号作为宿主载体,经过仿真实验证明,带有秘密信息的载体与原始载体无听觉差异,并具有较好的鲁棒性,在经过滤波、重采样、加噪攻击后,依然可以较好提取秘密信息。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 课题的目的和意义
• 1.2 信息隐藏技术的基本概念
• 1.3 信息隐藏技术的通用模型
• 1.4 信息隐藏技术的分类
• 1.5 信息隐藏技术的性能指标
• 1.6 信息隐藏技术的应用领域
• 1.7 国内外的研究现状
• 1.8 本文主要研究内容
• 第二章 信息隐写技术
• 2.1 隐写技术的基本概念
• 2.1.1 隐写技术分类
• 2.1.2 典型的隐写系统模型
• 2.1.3 隐写通信系统的技术要求
• 2.2 音频信息隐写技术
• 2.2.1 人类听觉系统
• 2.2.2 对音频隐写技术的要求
• 2.2.3 音频隐写技术的应用
• 2.3 音频信息隐写技术的常用方法
• 2.3.1 空域隐写术
• 2.3.2 变换域隐写术
• 第三章 语音信号及心理声学模型
• 3.1 语音信号技术基础
• 3.1.1 语音声学基础
• 3.1.2 语音信号数字化及预处理
• 3.1.3 语音信号的时频域分析
• 3.2 心理声学模型
• 3.2.1 临界频带
• 3.2.2 掩蔽效应
• 第四章 DCT 域基于听觉掩蔽效应的语音隐写算法
• 4.1 听觉心理声学模型
• 4.2 掩蔽阈值
• 4.2.1 频率群的分析
• 4.2.2 扩展Bark 域功率谱
• 4.2.3 噪声掩蔽阈值的计算
• 4.3 DCT 域基于听觉掩蔽效应的语音隐写术
• 4.3.1 DCT 变换数学基础
• 4.3.2 嵌入和提取算法描述
• 4.3.3 嵌入强度的确定
• 第五章 算法的性能测试与分析
• 5.1 无攻击情况测试
• 5.2 抗攻击能力测试
• 5.2.1 低通滤波攻击
• 5.2.2 重采样攻击
• 5.2.3 噪声攻击
• 5.3 仿真结果分析
• 第六章 结束语
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文
• 致谢