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基于大容量和CELP编码技术的语音信息隐藏算法的研究
作 者: 葛倩蓉
导 师: 曾毓敏
学 校: 南京师范大学
专 业: 电路与系统
关键词: 信息隐藏 小波变换 复倒谱变换 极值倒置 同步信号 CELP编码
分类号: TN912.3
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
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内容摘要
在当前信息安全领域面临的严峻形势下,信息隐藏技术作为一种不同于传统密码学的新的保密技术被国际保密学界广泛关注和研究。音频信息是一种普遍存在于网络等各种通信环境中的多媒体信息,是当前多媒体通信中的重要组成部分,因此,研究音频信息为载体的信息隐藏技术也同样具有十分重要的现实意义。本文首先阐述了信息隐藏领域的基本理论和概念,并一一融入到后面的应用研究中。改进了原有的基于小波变换和复倒谱变换的信息隐藏算法,在原有算法中加入了同步信号和起始信号,使得秘密信息的提取更加便捷。此外,本文提出了一种基于人耳掩蔽效应的采样点极值倒置算法,并利用小波和Logistic回归分析系统对秘密信息进行预处理及二次加密,其中基于采样点倒置的算法是通过修改载体信息小波域中相应系数的极性来隐藏秘密信息。经过仿真实验证明,该算法在不可感知性和鲁棒性方面具有良好的性能;并且在计算掩蔽阈值时,可以通过改变一个变量的大小来控制算法的隐藏容量,在理论上其最大隐藏容量值能够达到原载体信息数据量的一半。最后,本文还提出了一种基于码激励线性预测编码思想的信息隐藏算法,该算法使用了三个不同的固定码本,利用秘密信息和约束函数控制码激励的选择,随后在编码器中合成语音,将此合成语音与原始语音相比较,计算最小加权均值最后生成载秘语音。仿真实验结果表明,该方法具有良好的隐藏性能和较大的隐藏容量。
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全文目录
摘要 3-4 Abstract 4-5 目录 5-8 第1章 绪论 8-13 1.1 信息隐藏的发展和现状 8-10 1.2 课题研究的目的和意义 10-11 1.3 课题的研究内容及主要工作 11-13 第2章 音频信息隐藏理论基础 13-22 2.1 声学基础与人类听觉系统 13-15 2.1.1 听觉的感知性 13-14 2.1.2 听觉的掩蔽性 14-15 2.2 音频信号的数字化特征 15-16 2.3 当前主流音频信息隐藏算法的分析与研究 16-18 2.3.1 时(空)域算法 17 2.3.2 变换(频)域算法 17-18 2.4 常见的音频信息隐藏的攻击方式 18-19 2.5 音频信息隐藏系统的评价标准 19-21 2.5.1 不可感知性评价 19-20 2.5.2 鲁棒性评价 20-21 2.6 本章小结 21-22 第3章 基于小波的均值量化和复倒谱均值比较算法 22-34 3.1 均值量化原理和Arnold置乱理论原理 22-23 3.1.1 均值量化原理极其应用 22-23 3.1.2 Arnold置乱理论原理及其应用 23 3.2 同步信号与起始信号 23-25 3.2.1 同步信号的选取和应用 23 3.2.2 极值倒置作为起始信号的选取和应用 23-25 3.3 基于小波分解的自同步均值量化改进算法 25-27 3.3.1 图片预处理 25 3.3.2 离散小波变换 25 3.3.3 同步信号和秘密信息嵌入 25-27 3.3.4 秘密信息的提取 27 3.4 基于复倒谱的均值比较改进算法 27-30 3.4.1 复倒谱变换及其实现 27-28 3.4.2 算法基本思想 28 3.4.3 秘密信息的嵌入 28-29 3.4.4 秘密信息的提取 29-30 3.5 两种算法的比较 30-34 3.5.1 仿真结果比较 30-31 3.5.2 两种改进算法的鲁棒性比较 31-34 第4章 基于人耳听觉系统的大容量信息隐藏算法 34-50 4.1 人耳听觉系统在语音隐藏中的应用 34-36 4.2 小波极值倒置原理与秘密信息的预处理 36-40 4.2.1 小波极值倒置原理 36 4.2.2 秘密信息的预处理 36-40 4.2.2.1 秘密信息的压缩 37-39 4.2.2.2 秘密信息的加密 39-40 4.3 基于人耳隐蔽效应的一对一小波极值倒置算法 40-43 4.3.1 算法的基本思想 41 4.3.2 秘密信息的嵌入 41-42 4.3.3 秘密信息的提取 42-43 4.4 仿真实验与结果分析 43-50 4.4.1 不可感知性评价 43-45 4.4.2 鲁棒性评价 45-49 4.4.3 容量大小分析 49-50 第5章 基于CELP编码技术的信息隐藏算法 50-58 5.1 CELP编码技术原理 50-53 5.1.1 CELP编码原理 50-51 5.1.2 CELP码本搜索算法 51-53 5.2 基于CELP编码的信息隐藏算法模型 53-55 5.2.1 算法的基本思想 53-54 5.2.2 秘密信息的嵌入 54-55 5.2.3 秘密信息的提取 55 5.3 仿真实验与结果分析 55-58 第6章 总结与展望 58-60 参考文献 60-64 在读期间发表的学术论文与研究成果 64-65 致谢 65
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 电声技术和语音信号处理 > 语音信号处理
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