低速率語音編碼隱寫技術研究.pdf

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

2、流行的低速率語音編碼方案，選擇G.729語音編碼作為研究對象，建立了G.729語音編碼隱寫框架。提出將隱寫編碼與G.729語音隱寫相結(jié)合、隱寫和語音編碼過程相結(jié)合的思想，以提高語音隱寫的安全性和實用性；分析了基音周期預測的不準確性和固定碼矢搜索的不完全性，為語音隱寫提供了有效途徑，并以此給出基于基音周期預測和固定碼矢搜索的語音隱寫的適用場合。
　　2.提出了面向低速率語音的三層隱寫編碼，為語音隱寫提供了技術支撐。分析低速率語音本身

3、的特點，給出了隱寫編碼在實時性和嵌入效率兩方面的要求。首次根據(jù)語音參數(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并設計隱寫編碼。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)則上的關聯(lián)性，提出了三層隱寫編碼。分析表明三層隱寫編碼性能優(yōu)越，實時性好，與同類隱寫編碼相比具有更高的嵌入效率。
　　3.提出了基于基音周期預測的語音隱寫，滿足了高透明性應用場合的語音隱寫需求。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音幀與其兩子幀基音周期之間的關聯(lián)性，為語音隱寫載體數(shù)據(jù)的選擇提供理論指導；理論分析了隱寫對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，設計了分布特性保持的基音周期修改方案，提高了語音隱寫抗統(tǒng)計分析的能力。在此基礎上，結(jié)合三層隱寫編碼，提出了基于基音周期預測的語音隱寫算法。實驗結(jié)果表明，所提算法相比同類算法具有更高的不可感知性，可滿足高透明性的應用需求。
　　4.提出了基于固定碼矢

5、搜索的語音隱寫，滿足了大容量應用場合的語音隱寫需求。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)；理論分析了隱寫對固定碼矢分布特性的影響，通過建立相鄰脈沖間位置關系到三元和二元載體數(shù)據(jù)的映射規(guī)則，設計了分布特性保持的固定碼矢修改方案，提高了語音隱寫抗統(tǒng)計分析的能力。在此基礎上，結(jié)合三層隱寫編碼，提出了基于固定碼矢搜索的語音隱寫算法。實驗結(jié)果表明，所提算法相比同