低速率語(yǔ)音編碼隱寫(xiě)技術(shù)研究.pdf

1、隱寫(xiě)技術(shù)為保證軍事信息的安全可靠通信提供了新途徑，是當(dāng)前信息安全領(lǐng)域的一項(xiàng)重要研究課題。隨著多媒體技術(shù)的迅速發(fā)展，低速率語(yǔ)音已成為一種新興的隱寫(xiě)載體。低速率語(yǔ)音編碼可極大程度的節(jié)省通信帶寬，在軍事語(yǔ)音通信系統(tǒng)中有著良好的應(yīng)用前景。研究低速率語(yǔ)音編碼隱寫(xiě)技術(shù)，對(duì)提高軍事通信的安全性有重要意義。
　　本文圍繞低速率語(yǔ)音編碼隱寫(xiě)技術(shù)展開(kāi)研究，主要工作如下：
　　1.建立了低速率語(yǔ)音編碼隱寫(xiě)框架，為語(yǔ)音隱寫(xiě)提供理論指導(dǎo)。通過(guò)對(duì)比目前

2、流行的低速率語(yǔ)音編碼方案，選擇G.729語(yǔ)音編碼作為研究對(duì)象，建立了G.729語(yǔ)音編碼隱寫(xiě)框架。提出將隱寫(xiě)編碼與G.729語(yǔ)音隱寫(xiě)相結(jié)合、隱寫(xiě)和語(yǔ)音編碼過(guò)程相結(jié)合的思想，以提高語(yǔ)音隱寫(xiě)的安全性和實(shí)用性；分析了基音周期預(yù)測(cè)的不準(zhǔn)確性和固定碼矢搜索的不完全性，為語(yǔ)音隱寫(xiě)提供了有效途徑，并以此給出基于基音周期預(yù)測(cè)和固定碼矢搜索的語(yǔ)音隱寫(xiě)的適用場(chǎng)合。
　　2.提出了面向低速率語(yǔ)音的三層隱寫(xiě)編碼，為語(yǔ)音隱寫(xiě)提供了技術(shù)支撐。分析低速率語(yǔ)音本身

3、的特點(diǎn)，給出了隱寫(xiě)編碼在實(shí)時(shí)性和嵌入效率兩方面的要求。首次根據(jù)語(yǔ)音參數(shù)承載秘密信息能力的不同，將載體數(shù)據(jù)分為三元和二元兩類(lèi)并設(shè)計(jì)隱寫(xiě)編碼。利用三元載體數(shù)據(jù)修改方向的可選擇性、二元載體比特翻轉(zhuǎn)數(shù)量的可調(diào)整性和不同載體數(shù)據(jù)在嵌入規(guī)則上的關(guān)聯(lián)性，提出了三層隱寫(xiě)編碼。分析表明三層隱寫(xiě)編碼性能優(yōu)越，實(shí)時(shí)性好，與同類(lèi)隱寫(xiě)編碼相比具有更高的嵌入效率。
　　3.提出了基于基音周期預(yù)測(cè)的語(yǔ)音隱寫(xiě)，滿(mǎn)足了高透明性應(yīng)用場(chǎng)合的語(yǔ)音隱寫(xiě)需求。根據(jù)基音周期的

4、重構(gòu)規(guī)則，以重構(gòu)影響概率的形式給出了語(yǔ)音幀與其兩子幀基音周期之間的關(guān)聯(lián)性，為語(yǔ)音隱寫(xiě)載體數(shù)據(jù)的選擇提供理論指導(dǎo)；理論分析了隱寫(xiě)對(duì)基音周期分布特性的影響，以保持基音周期取值的均衡性為目標(biāo)，設(shè)計(jì)了分布特性保持的基音周期修改方案，提高了語(yǔ)音隱寫(xiě)抗統(tǒng)計(jì)分析的能力。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合三層隱寫(xiě)編碼，提出了基于基音周期預(yù)測(cè)的語(yǔ)音隱寫(xiě)算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所提算法相比同類(lèi)算法具有更高的不可感知性，可滿(mǎn)足高透明性的應(yīng)用需求。
　　4.提出了基于固定碼矢

5、搜索的語(yǔ)音隱寫(xiě)，滿(mǎn)足了大容量應(yīng)用場(chǎng)合的語(yǔ)音隱寫(xiě)需求。根據(jù)固定碼矢的重構(gòu)規(guī)則，以脈沖位移大小量化相鄰脈沖編碼位置的調(diào)換對(duì)固定碼矢重構(gòu)的影響，為固定碼矢修改方式的選擇提供理論依據(jù)；理論分析了隱寫(xiě)對(duì)固定碼矢分布特性的影響，通過(guò)建立相鄰脈沖間位置關(guān)系到三元和二元載體數(shù)據(jù)的映射規(guī)則，設(shè)計(jì)了分布特性保持的固定碼矢修改方案，提高了語(yǔ)音隱寫(xiě)抗統(tǒng)計(jì)分析的能力。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合三層隱寫(xiě)編碼，提出了基于固定碼矢搜索的語(yǔ)音隱寫(xiě)算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所提算法相比同