论文部分内容阅读
隐写技术为保证军事信息的安全可靠通信提供了新途径,是当前信息安全领域的一项重要研究课题。随着多媒体技术的迅速发展,低速率语音已成为一种新兴的隐写载体。低速率语音编码可极大程度的节省通信带宽,在军事语音通信系统中有着良好的应用前景。研究低速率语音编码隐写技术,对提高军事通信的安全性有重要意义。 本文围绕低速率语音编码隐写技术展开研究,主要工作如下: 1.建立了低速率语音编码隐写框架,为语音隐写提供理论指导。通过对比目前流行的低速率语音编码方案,选择G.729语音编码作为研究对象,建立了G.729语音编码隐写框架。提出将隐写编码与G.729语音隐写相结合、隐写和语音编码过程相结合的思想,以提高语音隐写的安全性和实用性;分析了基音周期预测的不准确性和固定码矢搜索的不完全性,为语音隐写提供了有效途径,并以此给出基于基音周期预测和固定码矢搜索的语音隐写的适用场合。 2.提出了面向低速率语音的三层隐写编码,为语音隐写提供了技术支撑。分析低速率语音本身的特点,给出了隐写编码在实时性和嵌入效率两方面的要求。首次根据语音参数承载秘密信息能力的不同,将载体数据分为三元和二元两类并设计隐写编码。利用三元载体数据修改方向的可选择性、二元载体比特翻转数量的可调整性和不同载体数据在嵌入规则上的关联性,提出了三层隐写编码。分析表明三层隐写编码性能优越,实时性好,与同类隐写编码相比具有更高的嵌入效率。 3.提出了基于基音周期预测的语音隐写,满足了高透明性应用场合的语音隐写需求。根据基音周期的重构规则,以重构影响概率的形式给出了语音帧与其两子帧基音周期之间的关联性,为语音隐写载体数据的选择提供理论指导;理论分析了隐写对基音周期分布特性的影响,以保持基音周期取值的均衡性为目标,设计了分布特性保持的基音周期修改方案,提高了语音隐写抗统计分析的能力。在此基础上,结合三层隐写编码,提出了基于基音周期预测的语音隐写算法。实验结果表明,所提算法相比同类算法具有更高的不可感知性,可满足高透明性的应用需求。 4.提出了基于固定码矢搜索的语音隐写,满足了大容量应用场合的语音隐写需求。根据固定码矢的重构规则,以脉冲位移大小量化相邻脉冲编码位置的调换对固定码矢重构的影响,为固定码矢修改方式的选择提供理论依据;理论分析了隐写对固定码矢分布特性的影响,通过建立相邻脉冲间位置关系到三元和二元载体数据的映射规则,设计了分布特性保持的固定码矢修改方案,提高了语音隐写抗统计分析的能力。在此基础上,结合三层隐写编码,提出了基于固定码矢搜索的语音隐写算法。实验结果表明,所提算法相比同类算法具有更大的隐藏容量,可满足大容量的应用需求。