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基于语音的信息隐秘传输与实现方法研究

2020-11-23阅读(259)

基于语音的信息隐秘传输与实现方法研究

论文摘要

基于语音的信息隐秘传输一直是保密通信、军事通信等领域的一个研究热点，在战时利用公用网络进行机密数据的传输一直是信息战研究的前沿课题之一。隐秘传输采用信息隐藏技术，将机密信息嵌入到普通多媒体信息中不易被人眼、耳所感知且不易被侦测的部位，通过公共信道进行秘密传输，比传统的加密技术多加了一层防护。语音信息是传输中常用的多媒体信息，研究基于语音的信息隐秘传输及实现方法在信息安全、保密通信等领域具有重要的意义。本论文以方法研究为主，重点研究了基于语音的信息隐秘传输及其相关的若干关键技术： 提出了一种基于无线网中RPE-LTP语音的高嵌入效率的机密汉字隐秘传输方法，可以将机密汉字信息嵌入到RPE-LTP语音中不易被感知的部位，通过公共信道进行隐秘传输，该方法可以在RPE-LTP语音中每秒嵌入300 bits的机密汉字数据。 针对流媒体信息嵌入的大容量和较高码率的问题，提出了一种将一路2.4kb／sMELP低码率语音嵌入到另一路13kb／s RPE-LTP语音中，通过公共信道进行隐秘传输的方法，嵌入MELP语音后的RPE-LTP语音相对于原宿主语音，人耳较难感知。 目前大多嵌入／提取算法时间复杂度较高和不能在线实时处理，为满足实时、高速、较大容量信息的隐秘传输，嵌入／提取算法往往需要采用硬件实现。对嵌入／提取模块的硬件实现方法进行了研究，给出了基于数位信息嵌入模块的硬件设计和仿真。 此外，在基于图像的信息隐藏抗突发性误码和无损信息隐藏方面也进行了研究。将SP交织、纠错编码、基于数位信息的大容量嵌入方法相结合，给出了一种基于图像的抗突发误码和抗JPEG压缩的嵌入方法。在无损信息隐藏方面，给出了一种基于改进整数变换的无损信息隐藏方法，具有较低的时间复杂度。并应用于语音、遥感图像、医学图像和MPEG-2彩色视频中。

论文目录

  • 目录
  • 图表索引
  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 研究意义及前景
  • 1.3 信息隐藏嵌入方法的研究现状
  • 1.3.1 基于数位信息的嵌入方法
  • 1.3.2 嵌入/提取算法的硬件化
  • 1.3.3 无损信息隐藏方法
  • 1.4 本文的主要研究内容和创新点
  • 第二章 基于语音的信息隐秘传输设计系统
  • 2.1 系统组成
  • 2.2 RPE-LTP语音编码简介
  • 2.3 RPE-LTP语音编码中可修改比特的选择
  • 2.4 隐秘传输中的嵌入/提取方法
  • 2.5 加密算法
  • 2.6 嵌入/提取模块的硬件实现方法
  • 2.7 本章小结
  • 第三章 基于语音的信息隐秘传输关键技术
  • 3.1 基于语音的信息隐秘传输的技术难点
  • 3.2 系统的创新与关键技术
  • 3.3 本章小结
  • 第四章 基于RPE-LTP语音的汉字隐秘传输方法
  • 4.1 系统概述
  • 4.2 RPE-LTP语音数据流
  • 4.3 Tseng嵌入算法
  • 4.4 高嵌入效率嵌入/提取算法
  • 4.5 机密汉字在RPE-LTP语音中的嵌入和提取
  • 4.6 实验结果
  • 4.7 本章小结
  • 第五章 基于RPE-LTP语音的低码率语音隐秘传输方法
  • 5.1 系统结构
  • 5.2 嵌入/提取算法
  • 5.2.1 单位增广矩阵
  • 5.2.2 嵌入/提取算法原理
  • 5.2.3 嵌入算法的平均嵌入效率
  • 5.3 实验及结果
  • 5.3.1 嵌入/提取MELP语音的步骤
  • 5.3.2 实验结果
  • 5.4 本章小结
  • 第六章 信息隐藏硬件实现方法研究
  • 6.1 IP Core简介
  • 6.2 高嵌入效率嵌入算法的硬件实现
  • 6.2.1 系统结构
  • 6.2.2 初始加密
  • 6.2.3 嵌入模块和提取模块
  • 6.2.4 实验结果
  • 6.3 大容量嵌入算法的硬件结构
  • 6.3.1 硬件结构
  • 6.3.2 嵌入模块和提取模块的硬件实现
  • 6.3.3 DES加解密的硬件实现
  • 6.3.4 设计中的优化
  • 6.3.5 实验结果
  • 6.3.6 信号完整性分析简介
  • 6.3.7 Xilinx FPGA信号完整性解决方案
  • 6.4 本章小结
  • 第七章 基于图像的信息隐藏抗突发性误码研究
  • 7.1 系统概述
  • 7.2 SP交织与纠错编码
  • 7.3 实验及仿真结果
  • 7.4 本章小结
  • 第八章 基于改进整数变换的无损信息隐藏方法
  • 8.1 整数变换
  • 8.1.1 几种基本的可逆整数线性变换
  • 8.1.2 Tian无损信息隐藏算法中的整数变换
  • 8.2 Alattar无损信息隐藏算法
  • 8.2.1 Alattar无损信息隐藏算法中的整数变换
  • 8.2.2 嵌入步骤
  • 8.2.3 提取步骤
  • 8.3 改进算法
  • 8.3.1 改进的整数变换
  • 8.3.2 改进的可扩展矢量与可修改矢量
  • 8.3.3 改进算法的嵌入/提取方法:
  • 8.3.4 改进算法的时间复杂度分析
  • 8.3.5 改进算法在语音信号中的应用
  • 8.4 本章小结
  • 第九章 无损信息隐藏在图像和视频中的应用
  • 9.1 无损信息隐藏在图像中的应用
  • 9.1.1 基于图像的无损信息隐藏方法概述
  • 9.1.2 遥感图像中的无损信息隐藏
  • 9.1.3 医学图像中的无损信息隐藏
  • 9.2 无损信息隐藏在视频中的应用
  • 9.2.1 MPEG-2视频简介
  • 9.2.2 基于视频的无损信息隐藏方法概述
  • 9.2.3 简单数据链路SDL
  • 9.2.4 嵌入/提取方法
  • 9.2.5 实验及结果
  • 9.3 本章小结
  • 第十章 结论与展望
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读博士学位期间发表、完成的论文

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