基于非零脉冲位置和幅度信息的G.729语音信息隐藏算法制造技术

VoIP(Voice over Internet Protocol)以语音流为传输媒介，传输数据量大且应用广泛，同时也面临着数据安全和隐私泄露的威胁。通过信息隐藏技术将敏感信息隐藏于语音中可以保障VoIP中敏感信息的数据安全。‑语音压缩编码G.729码本搜索具有非遍历特性和冗余性的特点。基于此，提出了基于非零脉冲位置和幅度信息的G.729语音信息隐藏算法。该算法采用秘密信息去控制码本的搜索过程，利用最不重要脉冲替换思想，通过非零脉冲位置和秘密信息之间的函数关系进行信息隐藏，并采用最小化失真准则控制由秘密信息的隐藏带来的音质失真。实验结果表明：基于非零脉冲位置和幅度信息的隐藏算法在保证隐蔽性和实时性的前提下，算法隐藏容量可达到400bit/s。

G.729 speech information hiding algorithm based on non zero zero pulse position and amplitude information

VoIP (Voice over Internet Protocol) to the voice stream as the transmission medium, transmission of a large amount of data and applications, while also facing data security and privacy threats. The data security of sensitive information in VoIP can be guaranteed by hiding the sensitive information into the voice through information hiding technology. The characteristics of voice compression encoding G.729 codebook search with non ergodicity and redundancy. Based on this, a G.729 speech information hiding algorithm based on non zero pulse position and amplitude information is proposed. The search process of the algorithm using secret information to control the codebook, using the least pulse replacement thought, through non functional relationship between zero pulse position and the secret information of information hiding, and the minimization control brought about by hiding secret information of the sound distortion distortion criterion. The experimental results show that the hiding capacity of the algorithm is 400bit/s based on the non zero pulse location and amplitude information hiding algorithm.

【技术实现步骤摘要】
基于非零脉冲位置和幅度信息的G.729语音信息隐藏算法
本专利技术是信息安全领域的信息隐藏算法。
技术介绍
随着通信技术和互联网的飞速发展，网络已彻底融入人们的生活，社会正在向全面的信息化时代迈进。网络技术极大地提高了社会的效率，并给人们的生活及工作带来了巨大的便利性。互联网在给人们提供方便的同时，由于它的开放性和全球化，其带来的信息安全问题也逐渐显露出来。2013年，斯诺登爆料美国国家安全局早在2007年就开展了一个被称为“棱镜”的秘密项目，美国许多全球知名的企业都有参与其中，该项目是对人们的实时通信进行全面监听，包括用户的电子邮件、视频、语音、VoIP通信内容等，此监控计划以其范围之广、程度之深的特点严重侵害了公民的隐私。2017年初，CyberX公司发现一款名叫“OperationBugDrop”的恶意软件，一旦BugDrop感染某组织，每台电脑都会被它高效转化为窃听器，将内置或外接到计算机的麦克风听到的所有东西都记录下来，然后将这些音频文件发送给一个Dropbox文件，上传给黑客做进一步分析，如果遇到不法黑客，后果不堪设想。所以，信息安全问题越来越受到国家、企业和个人的高度关本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于非零脉冲位置和幅度信息的G.729语音信息隐藏算法，其特征在于：(1)G.729码本搜索具有非遍历性和冗余性的特点；(2)基于非零脉冲位置和幅度信息的G.729语音信息隐藏算法，该算法利用秘密信息通过特定的映射函数去控制码本的搜索过程，利用最不重要脉冲替换思想，通过非零脉冲位置和秘密信息之间的函数关系进行信息隐藏；(3)采用最小化失真准则控制由秘密信息的隐藏带来的音质失真。

【技术特征摘要】
1.基于非零脉冲位置和幅度信息的G.729语音信息隐藏算法，其特征在于：(1)G.729码本搜索具有非遍历性和冗余性的特点；(2)基于非零脉冲位置和幅度信息的G.729语音信息隐藏算法，该算法利用秘密信息通过特定的映射函数去控制码本的搜索过程，利用最不重要脉冲替换思想，通过非零脉冲位置和秘密信息之间的函数关系进行信息隐藏；(3)采用最小化失真准则控制由秘密信息的隐藏带来的音质失真。2.根据权利要求1所述的基于非零脉冲位置和幅度信息的G.729语音信息隐藏算法，其特征在于：其中：特征(1)G.729码本搜索具有非遍历性和冗余性。G.729固定码本结构如表1所示。表1固定码本的结构用mi表示第i个脉冲的位置，用si表示第i个脉冲的符号，i＝0，1，2，3。固定码本搜索的依据是使感觉加权滤波器的输出信号s(n)和重构信号之间的均方误差最小化。设目标信号为s′(n)，目标信号s′(n)与感觉加权综合滤波器的冲激响应h(n)之间的互相关函数d(n)如下式所示。由感觉加权综合滤波器的冲激响应h(n)可得到托普利兹Toeplitz卷积矩阵H，H的主对角线元素全部为h(0)，H如下式所示。定义对称矩阵T表示矩阵的转置。ITU-T在简化版本G.729A中使用深度优先树搜索算法来搜索固定码本，深度优先树搜索固定码本的过程分2步进行。第一步：在轨道T2中找出使|d(mi)|值最大的2个位置，然后将轨道T2中的这2个位置与轨道T3中的8个位置一一进行组合，按以下公式计算βk值：Ck＝s0d(m0)+s1d(m1)+s2d(m2)+s3d(m3)然后从2×8＝16个候选值中找到使βk值最大的脉冲位置组合(i2，i3)；在确定i2和i3后，继续在轨道T0和T1上进行搜索，共有8×8＝64个组合值，找到使βk值最大的脉冲位置组合(i0，i1)，这样，搜索次数为2×8+8×8＝80次。用轨道T4替代轨道T3，重复上述过程，则在第一步中的搜索次数是80×2＝160次。第二步：同第一步类似，首先在轨道T3中找出使|d(mi)|值最大的2个位置，然后将轨道T3中的这2个位置与轨道T0中的8个位置一一进行组合，找出使βk最大的脉冲位置组合(i3，i0)；然后在轨道T1和T2上搜索，再用轨道T4代替轨道T3，重复上述过程，搜索次数同样是160次。所以，每一子帧进行固定码本搜索的次数是160×2＝320次，这些运算量是全搜索的3.9％，以次优的码字矢量代替了最优的码字矢量，大大减少了运算量。可以看到，深度优先树算法是为了减少复杂度而进行的非遍历搜索。因此，在这种条件下搜索出来的最优码字矢量并不是真正意义上的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志军，郭安心，
申请(专利权)人：中国民航大学，
类型：发明
国别省市：天津,12