中低码率语音信息隐藏算法研究与实现

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1、硕士学位论文中低码率语音信息隐藏算法研究与实现ResearchandImplementationofLow-MediumRateSpeechInformationHidingAlgorithm梁艳2009年6月国内图书分类号：TP309.2学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文中低码率语音信息隐藏算法研究与实现硕士研究生：梁艳导师：牛夏牧教授申请学位：工学硕士学科、专业：计算机科学与技术所在单位：计算机科学与技术学院答辩日期：2009年6月24日授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TP309.

2、2U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHANDIMPLEMENTATIONOFLOW-MEDIUMRATESPEECHINFORMATIONHIDINGALGORITHMCandidate:LiangYanSupervisor:Prof.NiuXiamuAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:ComputerScienceandTechnologyAffiliation:ComputerScienc

3、eandTechnologythDateofDefence:June24,2009Degree-Conferring-Institution:HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要在信息安全领域，信息隐藏作为传统加密算法的有效补充手段引起人们越来越多的关注，以其独具的安全，透明，鲁棒等特性，广泛应用于多媒体版权保护和隐秘通信。在信息隐藏的各种载体中，语音是人类最重要、最有效、最常用和最方便的形式，尤其是军事通信等需要保密的通信场合，基于语音的信息隐藏算法得到广泛的应用。因此该领域的研究，对于保障国家安

4、全和社会稳定具有重要的意义。针对公开信道语音传输过程中非法截取，窃听，伪装，篡改信息等诸多不安全因素的影响，本文主要研究基于GSM和G.729中低码率的压缩域语音信息隐藏算法。在对目前该领域各种主要理论问题和具体技术问题研究的基础上，力求提高算法嵌入容量，同时保证透明性和安全性；另外研发出语音信息隐藏传输系统演示平台。论文的主要工作和研究成果为：首先介绍了第二代移动通信语音编码标准GSM(RPE-LTP)，引出了GSM编码码流可修改比特位的选择，在此基础上介绍了基于单位增广矩阵和矩阵编码的信息隐藏算法，并对上述两种算法进行了仿真实验和结果分析。实验结

5、果表明，基于矩阵编码的信息隐藏算法优于基于单位增广矩阵的信息隐藏算法。其次，本文介绍了中低码率下较为优秀的编码标准G.729和基于G.729语音编码的修改基音周期的信息隐藏算法。针对G.729编码码流的特性，本文提出了修改线谱对系数的信息隐藏算法，并结合单位增广矩阵，矩阵编码和修改基音周期的信息隐藏算法，提出了一种修改基音周期和修改线谱对系数的信息隐藏算法-MPL算法。实验表明该算法在保证听觉失真较小的情况下，提高了隐藏信息的嵌入容量。最后，本文在已研究的语音编码压缩域信息隐藏算法的基础上，结合网络平台，设计并实现了基于语音信息隐藏的传输演示系统。该

6、系统的核心功能实现了语音信息的采集、秘密信息的嵌入、携密语音的传输和秘密信息的提取。实验结果表明，本文设计的信息隐藏算法可以在网络环境下有效运行。关键词：信息隐藏；中低码率语音；压缩域；GSM；G.729-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractIntheinformationsecurityfield,informationhidingasaneffectivecomplementtothetraditionalmeansofencryption,hasattractedmoreandmoreattention.Concernedabou

7、titssecurity,transparency,robustnessandothercharacteristics,informationhidinghasbeenwidelyusedincopyrightprotectionandcovertcommunication.Amongthevariouscarriersofinformationhiding,speechisthemostimportant,themosteffective,themostcommonlyusedandthemostconvenientform,especiallyi

8、nmilitarycommunication,suchasconfidentialcommunication