数字音频篡改检测技术的研究

论文摘要

随着数字音频技术的飞速发展,它已经被越来越广泛地应用于社会生活的方方面面。但各种数字音频编辑软件的广泛使用却破坏了数字音频的真实性和完整性。当这种经过伪造的音频应用于一些特定的领域时,将会严重影响社会生活的稳定性。因此,数字音频篡改检测技术应运而生,须快速发展和完善。本文围绕数字音频篡改检测技术展开研究,给出了三种检测方法,具体如下：(1)针对数字音频篡改中存在的上采样现象,本文给出了一种基于奇异值分解的上采样检测方法。该方法利用数字音频信号经过上采样后其各样本点之间线性相关性必然增强这一特性,通过统计待检测音频奇异值向量中零奇异值个数,来量化样本点之间的线性相关性,并将其与特定的阈值进行比较,实现了对上采样篡改的检测。(2)针对数字音频篡改中存在的同段音频复制粘贴问题,本文给出两种检测方法。第一种方法利用归一化零均值互相关来量化任意两个音节间的匹配度,从而判断有无篡改发生。第二种方法首先利用离散小波变换和奇异值分解的降维特性来提取每个音节的特征,然后利用特征之间的欧氏距离来检测篡改。(3)针对数字音频篡改中存在的插入和删除问题,本文给出一种基于电网频率分析的检测方法。由于录制音频时引入了电网信号,若音频受到篡改,电网信号也会被同样篡改,并且其相位在篡改点处必然会发生跳变。因此,通过估计电网信号的瞬时相位,根据其相位图上有无突变来检测是否有篡改。计算机仿真结果表明了本文给出的三种篡改检测方法的有效性。

论文目录

• 摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 选题的意义和研究背景
• 1.2 数字音频篡改检测概述
• 1.2.1 数字音频取证技术
• 1.2.2 数字音频篡改类别
• 1.2.3 数字音频篡改检测研究现状
• 1.3 本论文的研究内容和组织结构
• 2 基础知识和基本原理
• 2.1 离散小波变换
• 2.2 奇异值分解
• 3 基于奇异值分解的上采样检测方法
• 3.1 引言
• 3.2 基于奇异值分解的上采样检测原理
• 3.3 基于奇异值分解的上采样检测方法
• 3.4 仿真实验结果
• 3.4.1 全局检测
• 3.4.2 局部检测
• 3.5 本章小结
• 4 针对音频信号复制粘贴的检测方法
• 4.1 引言
• 4.2 基于ZNCC的同段音频复制检测方法
• 4.3 基于DWT和SVD的同段音频复制检测方法
• 4.4 计算机仿真实验结果
• 4.4.1 基于ZNCC检测方法的计算机仿真实验结果
• 4.4.2 基于DWT和SVD检测方法的计算机仿真实验结果
• 4.5 本章小结
• 5 基于电网频率分析的篡改检测方法
• 5.1 引言
• 5.2 基于电网频率分析的篡改检测原理
• 5.3 基于电网频率分析的篡改检测方法
• 5.3.1 正弦信号的频率估计
• 5.3.2 正弦信号的相位估计
• 5.3.3 基于相位估计的篡改检测方法
• 5.4 仿真实验结果
• 5.5 本章小结
• 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢