[发明专利]一种面向数字音频复制粘贴篡改操作的检测方法及系统

权利要求书

1.一种面向数字音频复制粘贴篡改操作的检测方法，其特征在于，所述面向数字音频复制粘贴篡改操作的检测方法包括：

步骤一，去除待测信号的静音段后，进行音节分割；

步骤二，对每个音节片段进行前后补零操作，再绘制每个音节片段的语谱图，并保存为灰度图；

步骤三，对每张生成的语谱图，进行尺度不变特征变换，得到语谱图特征点描述符；

步骤四，对两两音节语谱图的特征点描述符进行相似度匹配，通过统计规则判决两个音节之间是否发生复制-粘贴操作。

2.如权利要求1所述的面向数字音频复制粘贴篡改操作的检测方法，其特征在于，步骤一，具体包括：

步骤1)：去除待测信号的静音段：基于对复制-粘贴篡改操作的检测，通过端点检测，去除语音信号的静音段；

步骤2)：对待测信号的有声段进行音节分割：通过多重分形去趋势波动分析MF-DFA法计算信号有声段的多重分形维数；对于每一个音频片段，搜索多重分形维数的一阶差分曲线极值；声母向韵母的过渡产生极值点，结合从左向右和从右向左的极值点搜索结果，找到所有的声、韵母过渡；根据音节组合特点，分别找到所有的声母和韵母音节类型、单韵母音节类型的分割点，得到一个个的音节片段。

3.如权利要求1所述的面向数字音频复制粘贴篡改操作的检测方法，其特征在于，步骤二，具体包括：

步骤A1：对每个音节片段进行前后补零操作；

步骤A2：分别绘制每个音节的语谱图，并保存为灰度图：对每个音节片段进行分帧；每帧作512点的快速傅里叶变换，得到每帧信号的频谱分析；将每一帧信号的时间点作为横坐标，频率段作为纵坐标，绘制成语谱图；并将每个保存为一张灰度语谱图。

4.如权利要求1所述的面向数字音频复制粘贴篡改操作的检测方法，其特征在于，步骤三中，生成图像特征点集的方法包括：

尺度空间极值检测：一个图像的尺度空间表示为L(x,y,σ)，为一个变化尺度的高斯函数G(x,y,σ)与原图像I(x,y)的卷积：

L(x,y,σ)＝G(x,y,σ)*I(x,y)

在所有连续尺度的图像位置上搜索，通过在所有可能的尺度上搜索稳定的特征来确定检测图像的尺度变化中不变的位置，使用高斯函数作为尺度空间核，通过使用高斯函数的差分识别对尺度和方向保持不变的潜在兴趣点。

关键点定位：在连续的尺度空间中寻找极值点，初步确定为特征点，接着通过尺度空间的高斯差分函数进行曲线拟合寻找真正的极值点，剔除低对比度和不稳定的边缘响应点；

方向分配：获取特征点之后，根据局部图像梯度方向分配给每个关键点位置一个或多个方向；利用关键点邻域像素的梯度方向分布特征为每个关键点指定方向参数，使算子具备旋转不变性；关键点的梯度模值和方向:

θ(x,y)＝tan^-1((L(x,y+1)-L(x,y-1))/(L(x+1,y)-L(x-1,y)))

以该特征点处邻域梯度的主方向作为关键点的主方向。

关键点描述符转换：对于每一个拥有位置、尺度、以及方向信息的特征点，转换成允许显著水平的局部形状失真和照明变化的128维的特征点描述符。

对每个音节的语谱图应用尺度不变特征变换SIFT，得到若干图像的特征点，这些特征点可以完全表示该图像的细节。每个特征点有一个128维的特征点描述符，表示特征点的位置、尺度、方向等信息，具有局部特征的尺度不变特点。

5.如权利要求1所述的面向数字音频复制粘贴篡改操作的检测方法，其特征在于，步骤四，具体包括：

经过步骤一～步骤三，每个音节语谱图得到若干个特征点描述符，每个特征点描述符是一个128维向量，将所述特征点描述符与另一语谱图的所有特征点描述符求点积，对所得的所有反余弦值进行排序，若最小的角度值与第二小的角度值存在一定阶跃，则判定这两个特征点描述符是相互匹配的；

在整段待测音频中，若两个音节间的特征点匹配个数远远超过其他音节，在待测音频中，这两个音节间存在复制-粘贴操作。

6.一种计算机程序，其特征在于，所述计算机程序实现权利要求1～5任意一项所述的面向数字音频复制粘贴篡改操作的检测方法。