语音信息隐藏通信技术的研究

作     者：骆方 

作者单位：重庆大学 

学位级别：硕士

导师姓名：柴毅;肖辛忠

授予年度：2006年

学科分类：11[军事学] 0711[理学-系统科学] 1105[军事学-军队指挥学] 07[理学] 0839[工学-网络空间安全] 08[工学] 110505[军事学-密码学] 110503[军事学-军事通信学] 

主      题：语音 信息隐藏 变换域 量化 离散余弦变换 离散小波变换 

摘      要：信息隐藏(information hiding)是集多学科理论和技术于一身的新兴技术领域,主要应用于隐秘通信和数字水印,其最大的优点是:除通信双方之外的任何第三方都不知道被隐藏消息存在这个事实,使得需要保护的消息由“看不懂变为“看不见。利用音频媒体进行信息隐藏是一个新的研究领域,在应用需求的刺激下得到了迅速的发展,是一项与具体应用关系十分密切的实用技术。随着数字化和网络化的发展,其应用价值会显示得越发突出,因此对以音频信号为载体的信息隐藏技术的研究有着重要的意义。 本文主要讨论一种基于系数量化的音频信息隐藏算法,并针对模拟信道传输的通信系统特点对其作了一些改进。仿真实验结果表明,该算法具有良好的鲁棒性和隐秘性,能有效抵抗噪声污染、重采样、重录制等攻击,并且在信息提取过程中,不需要原始音频信号的参与,可望用于涉及模拟信道传输的应用系统。 本文的主要工作如下: (1)介绍了信息隐藏技术和语音信息隐藏的相关概念及国内外研究现状。 (2)在众多语音信息隐藏算法中,挑选出一种幅度量化的信息嵌入方案,分别在离散余弦和小波变换域上,通过对变换域系数的幅度量化来隐藏信息;在信息提取过程中,不需要原始音频信号的参与。 (3)把离散小波变换和离散余弦变换结合起来,利用小波变换的多分辨率特性及离散余弦变换的解相关能力和聚能作用,可改善隐藏算法的性能;对三种算法进行性能的仿真实验比较,验证离散小波变换和离散余弦结合算法的优越性和可行性。 (4)为了更适用于模拟信道传输,对算法进行了几方面的改进:针对话音信号提出了隐藏位置的选取策略;针对同步问题,加入了起点判断信号;针对重录制问题,加入了伸缩信号。最后对该算法今后的改进的方向提出了一些建议。 (5)利用VC++6.0编程分别完成基于模拟和数字信道传输的语音信息隐藏通信系统的软件设计,实现了自动网络连接;实时采集,播放和传输语音;智能选择隐藏时段;自动隐藏和提取信息等功能,并且集成了三种算法,具有语音通信质量好,不需要原始语音实现盲提取等优点,为语音信息隐藏算法的进一步研究搭建了实验平台。