[发明专利]面向多类低速率压缩语音隐写的通用信息隐藏检测方法

说明书

本发明公开了面向多类低速率压缩语音隐写的通用信息隐藏检测方法，用于检测G.723.1低速率语音编码器的编码，所述方法具体步骤如下：步骤1)基于低速率压缩语音码流中的码元构建所有码元帧内帧间关联的码元时空关联网络CESN；步骤2)利用码元时空关联网络CESN中的强关联边进一步构建用于隐写分析的码元贝叶斯网络CEBN；步骤3)基于训练样本对码元贝叶斯网络CEBN进行网络参数学习并得到阈值J_thr；步骤4)给定一段包含N帧的语音片段，根据码元贝叶斯网络CEBN的网络参数计算语音隐写指数J，当J＜J_thr时，判定为未隐写语音片段；当J≥J_thr时，判定为隐写语音片段。本发明的方法的通用隐写分析能力明显高于基于非压缩域MFCC通用隐写分析方法。

技术领域

本发明涉及信息安全技术领域，特别涉及面向多类低速率压缩语音隐写的通用信息隐藏检测方法。

背景技术

VoIP(Voice over Internet Protocol)语音信息隐藏是一种将秘密信息嵌入到VoIP语音载体中而使秘密信息难于被监管者察觉的技术。VoIP系统使用了多种语音编码器，包括G.711、G.726、G.728、G.729、G.723.1、iLBC、AMR以及它们的衍生版本等，它们可大致分为两类：一是基于脉冲编码调制(Pulse Code Modulation，PCM)的高速率波形编码器，典型代表如G.711；二是基于合成分析法的线性预测编码(Analysis by Synthesis–LinearPredictive Coding，AbS-LPC)的中低速率混合编码器，典型代表如G.723.1、G.729以及AMR等。由于高速率语音编码器在实际的VoIP系统中应用并不多，为节省带宽资源，多采用低速率编码器。目前，常用的语音信息隐藏方法是基于AbS-LPC低速率压缩语音编码实现秘密信息的嵌入。从现有的文献看，基于AbS-LPC低速率压缩语音编码器的信息隐藏方法根据嵌入位置的不同可分为三类：第一类方法是利用音调合成滤波器进行信息隐藏；第二类方法是利用LPC合成滤波器进行信息隐藏；第三类方法是直接修改压缩语音码流中的码元进行信息隐藏。

以检测语音码流中是否存在隐藏信息为目的信息隐藏检测技术，亦称为语音隐写分析技术，是与语音信息隐藏技术同步发展的，它们相互对立又相互促进发展。现有的AbS-LPC低速率压缩语音隐写分析方法针对信息隐藏方法分为三类：第一类是针对基于音调合成滤波器进行信息隐藏的隐写分析方法；第二类是针对基于LPC合成滤波器进行信息隐藏的隐写分析方法；第三类是针对语音码流中码元调制信息隐藏的隐写分析方法。

上述三类AbS-LPC低速率压缩语音隐写分析方法主要包含三个步骤：首先提取AbS-LPC低速率压缩语音中的多种特征；然后进行特征融合处理，如果特征维度过高则进行特征选取或者降维处理；最后以处理后的特征作为特征向量，利用支持向量机(SupportVector Machine,SVM)训练分类器，实现AbS-LPC低速率压缩语音隐写分析。这些方法主要有两个特点：一是采用“特征提取——特征处理——SVM分类”的框架；二是针对特定信息隐藏方法进行检测，在特征提取时只利用了特定的编码信息或者特定的码元信息，因而不能进行通用隐写分析。如果进行通用隐写分析，则需要使用多种隐写分析方法，复杂度高，很难满足实际应用要求。一些基于非压缩域提取语音特征的隐写分析方法，如梅尔倒谱特征，这类方法是一种通用的隐写分析方法，虽然可以用于AbS-LPC低速率语音隐写分析；但是该类方法主要是为非压缩语音文件隐写分析而设计，没有结合AbS-LPC编码原理，对AbS-LPC低速率压缩语音的检测准确率比较低，泛化能力较弱。因此亟需一种高效的通用AbS-LPC低速率压缩语音隐写分析方法。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术缺陷，提出了一种面向多类低速率压缩语音隐写的通用信息隐藏检测方法，用于检测G.723.1低速率语音编码器的编码，所述方法包括下：

步骤1)基于低速率压缩语音码流中的码元构建所有码元帧内帧间关联的码元时空关联网络CESN；