基于語(yǔ)譜圖和基音同步的音頻信號(hào)篡改檢測(cè)方法.pdf

1、隨著數(shù)字音頻技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字音頻信號(hào)越來(lái)越廣泛地被應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)生活中。眾多功能強(qiáng)大的音頻處理軟件的廣泛使用，使得非專業(yè)人士也可以對(duì)音頻信號(hào)進(jìn)行剪切、拼接、復(fù)制粘貼等操作。經(jīng)過(guò)惡意篡改的音頻信號(hào)如果被應(yīng)用于法庭取證等重要場(chǎng)合，則會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的社會(huì)問(wèn)題，因此音頻信號(hào)的真實(shí)性檢測(cè)就顯得尤其重要。
　　本論文重點(diǎn)研究基于語(yǔ)譜圖和基音同步的音頻信號(hào)篡改檢測(cè)技術(shù)，針對(duì)音頻信號(hào)上采樣處理、復(fù)制粘貼處理和說(shuō)話人語(yǔ)音改變處理分別給出有效的篡改檢測(cè)方

2、法。
　　(1)針對(duì)音頻信號(hào)的上采樣篡改，本文給出兩種檢測(cè)方法。第一種方法利用經(jīng)過(guò)上采樣的音頻信號(hào)語(yǔ)譜圖存在明顯的鏡像對(duì)稱性這一特點(diǎn)，首先將歸一化處理后語(yǔ)譜圖的每一列分解成對(duì)稱部分和反對(duì)稱部分;然后通過(guò)計(jì)算對(duì)稱部分能量在總能量中所占的比重來(lái)確定對(duì)稱中心，利用統(tǒng)計(jì)方法判斷語(yǔ)譜圖是否存在水平方向?qū)ΨQ軸;最后，根據(jù)語(yǔ)譜圖中是否含有對(duì)稱軸，判斷音頻信號(hào)是否經(jīng)過(guò)上采樣篡改操作。第二種方法首先將音頻信號(hào)的語(yǔ)譜圖進(jìn)行非負(fù)矩陣分解獲得各個(gè)聽覺(jué)皮層

3、神經(jīng)元的活動(dòng)程度，然后根據(jù)神經(jīng)元的活動(dòng)程度判斷音頻信號(hào)是否經(jīng)過(guò)上采樣篡改。
　　(2)針對(duì)音頻信號(hào)的復(fù)制粘貼篡改，本文給出一種基于尺度不變特征變換算法的檢測(cè)方法。該方法首先計(jì)算音頻信號(hào)的語(yǔ)譜圖并提取語(yǔ)譜圖中所有的尺度不變特征關(guān)鍵點(diǎn)，然后將關(guān)鍵點(diǎn)隨機(jī)分成數(shù)量相等的兩個(gè)子集合，使用最優(yōu)節(jié)點(diǎn)優(yōu)先搜索算法在兩個(gè)子集合之間進(jìn)行關(guān)鍵點(diǎn)匹配，并對(duì)每個(gè)子集合分別進(jìn)行遞歸操作，直到找到所有可能匹配的關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)。最后根據(jù)是否找到匹配的關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)來(lái)判斷音頻

4、信號(hào)是否經(jīng)過(guò)復(fù)制粘貼篡改，若找到匹配的關(guān)鍵點(diǎn)對(duì)則根據(jù)其分布的區(qū)域判斷音頻信號(hào)經(jīng)過(guò)復(fù)制粘貼篡改的片段。
　　(3)針對(duì)說(shuō)話人語(yǔ)音改變的音頻信號(hào)篡改，本文給出一種基于線性預(yù)測(cè)系數(shù)的檢測(cè)方法。該方法首先對(duì)音頻信號(hào)在進(jìn)行基音同步分幀的基礎(chǔ)上進(jìn)行線性預(yù)測(cè)分析，然后將線性預(yù)測(cè)系數(shù)及其一階差分組成的特征向量進(jìn)行矢量量化得到量化特征向量，最后使用支持向量機(jī)對(duì)量化特征向量進(jìn)行訓(xùn)練和測(cè)試。
　　計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本文給出的音頻信號(hào)篡改檢測(cè)