數(shù)字音頻信息隱藏

1、 1.信息隱藏的原型和性能要求。 2.經(jīng)典音頻信息隱藏技術(shù) 3.其他音頻隱藏技術(shù)（ACC、PST、GSM）AliceBobwendy 1.魯棒性。 2.不可感知性 3.是否需要對原始聲音進(jìn)行提取 4.數(shù)據(jù)提取的誤碼率 5.嵌入的信息量 隱藏容量 不可感知性 魯棒性 1.空間域信息隱藏技術(shù) 將秘密信息直接嵌入到音頻載體的時域數(shù)據(jù)中。 代表算法：LSB算法， 回聲隱藏算法 2.變換域信息隱藏技術(shù) 先對采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖儞Q，然后將保密信息嵌入到音頻載體中，然后通過相應(yīng)的反變換恢復(fù)出保密信息。 代表算法：相位編碼算法，DCT域的相位隱藏 LSB Least Significant Bit 最不重要位

2、法 任何的秘密數(shù)據(jù)都可以看作是一串二進(jìn)制位流，而音頻文件的每一個采樣數(shù)據(jù)也是用二進(jìn)制數(shù)來表示。 在數(shù)字音頻音頻信號的最低比特位，輕微地改變音頻信號幅度的方法。 1.讀取音頻信號，從中截取信號Xi； 2.將 截 取 的 音 頻 信 號 Xi 變 換 成 二 進(jìn) 制 流 Y(i ，j) ，其中每個信號對應(yīng)的二進(jìn)制流取 8 位； 3.將二進(jìn)制流的第 8 位Y(i,8) 依次替換為隱藏信息； 4.將得到的二進(jìn)制流恢復(fù)成音頻信號，得隱藏信息后的音頻信號。 1.取音頻，讀取相同部分的信號Xi 2.將Xi變換成二進(jìn)制流Y(i , j) 3.將二進(jìn)制流的第八位重組為隱藏信息。fid=fopen(wav,rab

3、); %打開音頻文件a=fread(fid,inf,uchar);%數(shù)據(jù)二值化n=length(a)-44;%獲取音頻數(shù)據(jù)長度，44是頭文件fclose(fid);%關(guān)閉文件io=imread(filenamebmpw)%讀取圖像文件row col=size(io);%獲取圖像的行列數(shù)wi=io(:);%把圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為向量if row*col n/8 error(文件太大)endwatermarkedaudio = a;%記加水印后的音頻數(shù)據(jù)watermarklength = row*col;%記水印長度。fprintf(嵌入水印長度為：%.0d/n,marklength); %通過循環(huán)嵌入

4、水印for k=1:row*col watermarkedaudio(44+k)=bitset(watermarkedaudio(44+k),1,wi(k);end%畫圖比較加水印前后的音頻數(shù)據(jù)figure;subplot(2,1,1);plot(a);subplot(2,1,2);plot(watermarkedaudio);%保存加水印后的音頻數(shù)據(jù)fid=fopen(2.wav,wb);fwrite(fid,watermarkedaudio,uchar);fclose(fid) 原理：音頻域在時域的后屏蔽作用，即弱信號在強(qiáng)信號消失后變得無法聽見。(50200ms) 載體數(shù)據(jù)：耳機(jī)里聽到的聲

5、音，沒有回聲。 回聲隱藏?cái)?shù)據(jù)：揚(yáng)聲器聽到的聲音，墻壁會反射回聲，可是人不會察覺回聲存在，延時不同的時間，隱藏信息“1”和“0”?！?”內(nèi)核“0”內(nèi)核xx嵌入后提取信號“1”提取信號“0”提取信號原始信號分段卷積處理延時0.1s卷積處理延時0.2s 1.將音頻信號按嵌入的比特?cái)?shù)進(jìn)行分段。 2.求各段的倒譜自相關(guān)，比較峰值出現(xiàn)的位置，根據(jù)偏移量判斷峰值是“1”還是“0”。 原理：人耳對絕對相位的不敏感性，而對相對相位的敏感性。 過程：用代表秘密數(shù)據(jù)的參考相位替換原音頻段的絕對相位，并對其他音頻段進(jìn)行調(diào)整，保持各段之間的相對相位不變。 難點(diǎn)：秘密數(shù)據(jù)參考相位急劇變化時，會出現(xiàn)明顯的相位離差，會影響信

6、息的隱蔽性和增加譯碼的難度。1.將音頻文件分成N個段Sni2.對第n個段做第K個點(diǎn)的傅立葉變換，并構(gòu)造相位矩陣和 幅值矩陣。3.存儲相鄰段之間的相位差分。（保持相對相位不變）4.根據(jù)要嵌入的值，改變第一段的相位，在隱藏“1”的位置用/2代替，在隱藏“0”的值用“-/2”代替。重新構(gòu)建相位矩陣。5.用修改后的相位矩陣和原始幅值矩陣，重新構(gòu)建音頻文件。 1.將接收到的音頻分段。 2.提取一段，對其進(jìn)行傅立葉變換，計(jì)算相位值。 3.根據(jù)發(fā)送方分段的長度，傅立葉變換的點(diǎn)數(shù)，以及分段間隔。 ，判斷數(shù)據(jù)是“1”還是“0”，恢復(fù)嵌入的秘密信息。 DCT Discrete Cosine Transform離散

7、余弦變換 1.人耳的掩蔽效應(yīng)，語音頻譜中能量較高頻段的噪聲相對于能量較低頻段的噪聲更不宜被感知。 2.低頻中魯棒性較好,不可感知性較差，高頻與之相反。 3.保密語相當(dāng)域噪聲，中低頻位于語音能量較高的頻段，在此處嵌入人耳不宜被察覺。 1.載體語音信號分段處理。 2.離散余弦變換。（時域轉(zhuǎn)換到頻域） 3.用量化的方法嵌入保密語音信息，即把保密信息嵌入到中低頻的系數(shù)上。 4.含有保密信息的混合語音生成。 1.混合語音分段處理。 2.混合語音信號做離散余弦變換。 3.提取保密信息的二進(jìn)制序列。語音分段DCT變換量化嵌入IDCT變換載體語音保密語音含有隱藏信息的混合語音分段預(yù)處理DCT變換量化提取含有隱

8、藏信息的混合語音保密語音 LSB:算法簡單，可編碼的數(shù)據(jù)量大，嵌入和提取信息速度快，但對信道干擾和數(shù)據(jù)操作的抵抗能力差。 回聲隱藏：不可感知性好，對于一些壓縮的數(shù)據(jù)，魯棒性較好，但提取率不夠好。 相位編碼：提取率較高，魯棒性較好，但是當(dāng)載體信號的環(huán)境較為安靜時，嵌入量低。 DCT：提取率較高，魯棒性較好，但算法較復(fù)雜。 AAC先進(jìn)音頻隱藏標(biāo)準(zhǔn)1 ACC和MP3都屬于感知編碼技術(shù)。2 感知編碼技術(shù)屬于有損壓縮編碼技術(shù)，如MP3，其主要原理在于人耳感知的隱蔽特性。3 與MP3相比，ACC音質(zhì)較好，也能節(jié)省存儲空間與帶寬。 小值區(qū)（中高頻段）一般采用Huffman來編碼，編碼過程中每一個比例因子帶

9、4個量化系數(shù)組成一組index。 計(jì)算公式：index=27*quanti+9*quanti+1+3*quanti+2+quanti+3+40 我們通過修改量化系數(shù)的最后一組quanti+3來進(jìn)行隱寫1 將秘密信息與偽隨機(jī)序列異或，生成秘密信息M2 根據(jù)ACC密碼本對小值區(qū)進(jìn)行Huffman解碼，得到index3 修改index最后一個量化系數(shù)quanti+3。進(jìn)行信息嵌入。4 重復(fù)以上步驟，直至隱藏信息結(jié)束。 PSTNPublic Switched Telephone Network公共交通電話網(wǎng)絡(luò) 將要傳送的秘密話音信息，保存在于其不相關(guān)的非保密話音下。 替音電話是一種頻域結(jié)合時域的語音隱藏算法。A/DD/AD/AA/D替音算法密話輸入明話輸入輸入聽筒電話線路接