|
发表于 2015-12-31
|
(2)频域隐藏: [1 h: z9 V7 l
频域音频信息隐藏是对音频进行离散傅立叶变换(DFT)变换,然后对音频的频域特征进行处理以实现信息嵌入的一类方法,因此又称为DFT域音频信息隐藏。它主要包括频域LSB隐藏、扩频隐藏、相位隐藏和频带分割隐藏等。
* x2 `4 o h7 U8 ^5 g! x$ x" Q3 ^7 d3 [4 s1 ^, X5 r
频域LSB隐藏与时域LSB相似,具有操作简单,隐藏容量大,但鲁棒性差等特点。
. e# ]6 | r0 O: ]5 i+ i6 Y K) X) w$ k) w
扩频隐藏借用了扩频通信思想,将待隐藏信息以伪噪声的形式扩散到整个音频通带上,因此透明性好,抗噪能力强,具有很高的实用价值,是频域音频信息隐藏算法中较为成功的一类。- i$ [9 c, q$ Y
5 V$ w# Q# L S
相位隐藏算法充分利用人耳听觉对绝对相位并不敏感这一特点,通过对相位的改变实现信息的嵌入。该类隐藏方法透明性好,但对噪声的抵抗能力不甚理想。1 B. @: |5 \5 h( C/ L, t
. H+ Y' b' h; V
频带分割隐藏将音频载体的频带分割成无数个子带,充分利用听觉阈值和听觉掩蔽效应等人耳听觉特性,在人耳听觉不太敏感的子带上进行隐藏。这类方法隐藏容量大,听觉透明性好,但频域透明性较差。
# C7 v* `) J' H* h2 n0 ? S/ ^6 o+ W0 o% p, ~) W( a( A
(3)离散余弦变换域隐藏
( Z8 U. E) ]7 E" x DCT域隐藏是对音频载体进行DCT变换,然后对DCT系数进行某些操作,从而完成信息嵌入的一类音频信息隐藏方法。
7 k& g+ o u/ W1 L8 C/ V6 J; `, ^ q# W( n) {% c! K& W' O1 _4 f
该类隐藏方法最大的优点是对模/数转换(A/D)、数/模转换(D/A)影响的抵抗能力非常强,有很高的实用价值,因此应用极为广泛。9 s" J( D5 X2 m" L- y; @4 p3 p
& H {1 @9 a* F4 c& r+ D) k
DCT域LSB方法与上两类LSB相似,具有相似的优缺点。4 B6 Y9 h: }& D4 [
DCT域相位隐藏对DCT相位进行改动,以实现信息的嵌入。该类隐藏方法与频域相位隐藏相似,也具有很好的透明性。
. C( h" W$ c( I. V! ~7 v7 A1 N% L6 h4 f7 ?
DCT域上还有许多根据不同值域内数量,不同频段数据奇偶性等特征进行信息嵌入的方法,都具有很好的透明性和鲁棒性。( _2 n l4 t; X! m; Z
' d$ h* S' o1 W (4)小波域隐藏
) I2 j5 | _- ` Wavelet域隐藏方法是对音频载体进行Wavelet变换,然后对其系数进行修改,以实现信息嵌入的一类隐藏方法。该类隐藏方法与DCT隐藏一样,在抵抗A/D、D/A攻击方面有着非常优秀的表现。2 g* k& f0 z! f
' d4 n. H, f7 ~2 z3 I/ w1 e
Wavelet域LSB隐藏方法对Wavelet系数的最不重要位进行替换。其实现方法与其他域的LSB隐藏相似。. n" N4 G' z/ F# ~1 f. V: w
( k; W6 u* U% ?2 e( @, ?1 Y* x
Wavelet域能量比隐藏通过比较和修改不同Wavelet级上的能量,或是对同一Wavelet级上某一能量值范围内的系数数量、奇偶性等进行修改,从而实现信息的嵌入。, `& A# a6 k/ E- G# h/ N
8 p4 e( _0 W: B7 c% b Wavelet域上还有许多隐藏方法,都是针对Wavelet系数进行某些操作以完成信息嵌入。这是目前研究较热,应用较多的一类隐藏方法。: R9 z, e W8 l' h. u; E0 Z, F. F
. i. b4 n* o; ]) A5 Y/ ?! L3 c (5)压缩域隐藏
3 h9 C- a0 [: g. g1 _ r 压缩域隐藏方法是近年来才出现的一类隐藏方法。该类方法的主要目标是将信息嵌入到压缩算法的码流或相关码表中去,如MP3哈夫曼码表,MIDI乐器码表等。
' A9 }$ b- M3 x, U0 O
3 w- ^6 x/ s: |0 I# ^ 这一类方法的透明性很好,但对音频格式变换、信号处理等攻击的抵抗能力不强。
- N, ]2 y( v8 ^) k
# u, l w0 ?/ |* F2 z5 结束语
5 [% I; g# m" n* A& O3 ? 音频信息隐藏作为信息隐藏的一个重要分支,它主要涉及的域有时域、频域、DCT域、Wavelet域、压缩域等。其中,时域和频域的嵌入方法相对容易实现,但鲁棒性相对较差;而DCT域和Wavelet域方法透明性好,鲁棒性也不错,尤其是在抵抗A/D、D/A攻击时有着非常优秀的表现,但其操作复杂,实现难度相对较高;压缩域隐藏算法一般有较好的透明性,但鲁棒性相对较差。
9 v4 D- Q+ Q$ r8 o音频信息隐藏技术发展到现在,音频信息隐藏在许多场合取得了很好的应用效果,也解决了不少实际的生活难题。然而,面对重录音攻击,尚且没有一种很好的方法。大量的实验结果表明,解决这一难题的关键是精确同步信息的嵌入和强鲁棒隐藏方法的研究。后一问题可以在DCT域或Wavelet域内寻求解决途径,而前一问题则还没有太好的思路,还有大量的研究工作有待进一步展开。
9 v7 p+ I4 p" F! o" d# c! T' A* w% M u* h, d+ F
6 参考文献
, H3 W* W4 I# B" \ |' q2 G[1] JI Rongrong, YAO Hongxun, LIU Shaohui, et al. Genetic algorithm based optimal block mapping method for LSB substitution [C]//Proceedings of International Conference on Intelligent Information Hiding and Multimedia Signal Processing (IIH-MSP’06), Dec 18-20, 2006, Pasadena, CA, USA. Piscataway, NJ, USA:IEEE, 2006: 215-218." M8 Z z% J+ Z+ G2 r
[2] LIN C, PAN J S, SHIEH C S. A subsampling and PSK based watermarking scheme resisted the permutation attacking [C]//Proceedings of International Conference on Intelligent Information Hiding and Multimedia Signal Processing (IIH-MSP’06), Dec 18-20, 2006, Pasadena, CA, USA. Piscataway, NJ,USA: IEEE, 2006: 113-116. r" j# h4 j1 v9 A C) C y
[3] ZHANG L k, LIU S. Secret telephone technology based on information hiding and encryption [C]// Proceedings of International Conference on Information Acquisition (ICIA'06), Aug 20-23, 2006, Jeju, Korea. Piscataway, NJ, USA: IEEE ,2006: 155-159.+ m4 U3 @9 |! ^$ W4 u2 N& `) A* t v
[4] LI Ming, LEI Y, LIU J. A novel audio watermarking in wavelet domain [C]//Proceedings of International Conference on Intelligent Information Hiding and Multimedia Signal Processing (IIH-MSP’06), Dec 18-20, 2006, Pasadena, CA, USA. Piscataway, NJ,USA: IEEE, 2006: 27-32.
2 }; H8 |% t- W: @8 I5 @[5] CAI R, LU L, HANJALIC A. A flexible framework for key audio effects detection and auditory context inference [J]. IEEE Transactions on Audio, Speech and Language Processing, 2006, 3(14): 1026-1039./ m6 D* R6 q4 `' S
[6] AIS O, NOUREDDINE E . A speech analysis technique based on temporal and frequency masking properties of the auditory system [C]//Proceedings of International Conference on Systems, Man and Cybernetics (SMC’02): Vol 6, Oct 6-9, 2002, Hammamet, Tunisia. Los Alamitos, CA, USA: IEEE Computer Society, 2002: 6-12. 7 R+ {; Z" Y3 O5 T- V
[7] 诸挥明, 梁路光, 付妍. 人耳听阈曲线的测定 [J]. 大学物理实验, 2006, 16(1): 43-46. ' J- t9 D0 o9 ?. a6 ^6 l u
[8] BAUER B B, TORICK E L. Researches in loudness measurement [J]. IEEE Transactions on Audio and Electroacoustics, 1966, 3(14): 141-151.6 }% q* }7 Y5 I5 l7 n- ?' D
[9] 周克兰, 张玉华. 基于听觉掩蔽效应和小波变换的音频水印 [J]. 微电子学与计算机,2005,22(3): 185-188.
. \4 s% w* W5 S# C$ U# ?' c% O[10] 贾骏, 王朔中, 张新鹏. 一种基于人耳听觉特性的数字音频水印方案 [J].西安电子科技大学学报:自然科学版, 2004, 31(4): 652-655. |
|