[发明专利]一种大容量音频信息隐藏的方法

权利要求书

1.一种大容量音频信息隐藏的方法，其特征在于：利用基于平均能量的自适应阈值分别对载体音频和隐蔽信息的小波系数进行筛选，使携密音频拥有更好的透明性；根据实际隐蔽语音的特点，利用小波系数的特征实现自适应容量选取，提高载体音频嵌入隐蔽信息的效率；隐蔽信息嵌入过程中，首先采用间接的方式嵌入隐蔽信息，将隐蔽信息转化为嵌入因子后隐藏于载体音频，然后利用最不重要替换法的思想，将载体音频二进制数的若干低位用嵌入因子的二进制数替换从而得到携密信息；

利用基于平均能量的自适应阈值分别对载体音频和隐蔽信息的小波系数进行筛选，实现方式如下，

分别计算载体音频和隐蔽信息的各层小波系数的平均能量；

根据平均能量和相应阈值修正因子，分别计算载体音频和隐蔽信息的各层小波系数的自适应阈值；

将载体音频和隐蔽信息的各层小波系数的幅度值与对应的自适应阈值进行比较，如果小波系数的幅度值比阈值大的则保留，否则该小波系数为0，从而实现对对应的小波系数进行筛选，

自适应容量选取实现方式如下，

设对载体音频和隐蔽信息的小波系数进行筛选后，经降序排列并规整得到统计修正后载体语音小波系数X[k]和修正后隐蔽信息的小波系数H[k]，统计修正后载体语音小波系数X[k]大于零的个数为xp和小于零的个数为xn，统计修正后隐蔽信息的小波系数H[k]大于零的个数为hp和小于零的个数为hn；

当xp+xnhp+hn时，逐步增加载体音频的长度，重新进行涉及载体音频的处理，直到满足xp+xn≥hp+hn的条件；

当xp+xnhp+hn时，逐步减少载体音频的长度，重复涉及载体音频的处理，直到满足xp+xn≥hp+hn且不再满足xp+xnhp+hn的条件。

2.根据权利要求1所述大容量音频信息隐藏的方法，其特征在于：隐蔽信息嵌入过程包括以下步骤，

1)设X[k]的长度为L_X，H[k]的长度为L_H；

设X[i]为修正后载体语音小波系数X[k]前hp项，H[i]为修正后隐蔽信息小波系数H[k]前hp项，i为隐蔽信息正小波系数的序号，

计算正小波系数的嵌入因子的二进制

其中，dec2bin(.)表示十进制转化为二进制计算；

设X[j]为修正后载体语音小波系数X[k]后hn项，j为序号；H[j₁]为修正后隐蔽信息小波系数H[k]后hn项，j₁为序号；j＝L_X-hn-1、...L_X，j₁＝L_H-hn-1、...L_H

计算负小波系数的嵌入因子的二进制

2)计算出X[i]的二进制X_p[i]和X[j]的二进制X_n[j]；

将X_p[i]的后5位替换成XH_p[i]后再进行二进制转化为十进制的计算，得到包含隐蔽信息的载体语音小波系数前hp项X’_p[i]，

将X_n[j]的后5位替换成XH_n[j]后再进行二进制转化为十进制的计算，得到包含隐蔽信息的载体语音小波系数后hn项X’_n[j]；

3)设降序排列时，将载体语音的小波系数首尾拼接放入数组x[k]中，对x[k]降序排列得了新的数组x’[k]，将x’[k]的前hp个小波系数换成X’_p[i]，将x’[k]的后hn个小波系数换成X’_n[j]，按照存储的位置对应关系将x’[k]中元素位置恢复到原始小波系数位置上，即得到嵌入隐蔽信息的小波系数X_insert[k]；

4)利用将X_insert[k]的值恢复到原始小波系数值的数量级上，并按照长度对结果拆分系数，然后进行逆小波变换得到携密音频x_insert[n]。

3.根据权利要求2所述大容量音频信息隐藏的方法，其特征在于：隐蔽信息的提取和隐蔽信息嵌入过程相应，包括以下步骤，

1)将接收到的携密音频y_insert[n]进行3层小波变换得到小波系数y_1,H[k]、y_2,H[k]、y_3,H[k]和y_3,L[k],将它们首尾拼接放入数组y[k]中，然后利用将幅值规范到[-(2¹⁵-1)，(2¹⁵-1)]区间并就近取整得到规整后的携密音频的小波系数Y[k]；

2)按照存储的位置对应关系将Y[k]里的最大的hp个元素取出且按照降序排列形成新的数组Y_p[i]和最小的hn个元素取出且按照降序排列形成新的数组Y_n[j]，并将这些元素的值转化为二进制，然后每个二进制元素的末5位取出并转化为十进制的隐蔽信息正小波系数的嵌入因子YH_p[i]和隐蔽信息负小波系数的嵌入因子YH_n[j]；

3)利用得到提取后的隐蔽信息正小波系数H_p[i]，利用得到提取后的隐蔽信息的负小波系数H_n[j]，然后形成提取出的按照降序排列的隐蔽信息小波系数

4)按照记录的每个小波系数在原始位置和按照降序排列位置的对应关系，将H_desc[k]转化为提取出的隐蔽信息小波系数H_extra[k]，并按照相应长度将H_extra[k]拆分成第一层高频系数h’_1,H[k]、第二层高频系数h’_2,H[k]、第三层高频系数h’_3,H[k和第三层低频系数h’_3,L[k]，然后进行3层逆小波变换得到隐蔽信息h_ertra[n]。