1.基于分段序列的数字音频伪装方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将等长秘密音频和公开音频采样数据分割为等长小段序列,将其分别作为秘密序列和公开序列;
2)对公开序列和秘密序列进行预处理以改善公开序列和秘密序列的匹配性能,然后由秘密序列构造等距变换序列和对应位置的公开序列进行最小2乘法匹配,从而将秘密序列伪装成公开序列,生成变换参数;
3)将伪装后的所有公开序列进行序列重组,从而得到伪装后公开音频采样数据,将其写为对应的音频,将所有的变换参数构成参数集合T′new。
2.根据权利要求1所述的基于分段序列的数字音频伪装方法,其特征在于,所述步骤
2)中,预处理的方法具体为:
若秘密序列或公开序列为相同元素构成的序列,则对其添加随机扰动,记S=Noise(S,a,b)为随机扰动函数,其定义式如式(8)所示:sii=sii+(Random(a)+b),ii=0,1,…,len(S)-1 (8)式(8)中,Random(a)+b为随机生成函数,范围为[b,a+b),即对序列S中的每个元素施加[b,a+b)范围内的随机数扰动。
3.根据权利要求1所述的基于分段序列的数字音频伪装方法,其特征在于,所述步骤
2)中,等距变换的构造方法具体为:
k
记S=(sii)l且S =Scr(S,k)为序列循环右移函数,其中k=0,1,…,l-1;则由Scr()
0 1 l-1 0
将S映射为S,S,…,S ,其中S=S。
4.根据权利要求3所述的基于分段序列的数字音频伪装方法,其特征在于,所述步骤
2)中,将秘密序列伪装成公开序列的具体方法为:
记公开序列为S1=(aii)l,秘密序列为S2=(bii)l,对秘密序列S2进行循环右移得到序列 其中k=0,1,…,l-1,将公开序列S1分别和秘密序列S2循环右移所得到的每个序列按最小2乘法拟合寻找残差最小的右移步长 和对应的变换参数 如式(1)所示:式(1)中,I为长度为l的全1序列,式(1)可进一步表示为式(2):式(2)中,先求解序列S2循环右移所产生的序列 拟合S1的最佳匹配因子α,β,然后再从中找出2次距离最小的 和 其中求 拟合S1的最佳匹配因子α,β可按式(3)求解:式(3)对应的α,β,可按式(4)和式(5)求解:
按式(2)找到残差最小的 将其对应的参数 作为序列S1的匹配参数,存到3元组 中,将其作为变换参数,从而将 按式(6)伪装成公开序列S′1:
5.根据权利要求1所述的基于分段序列的数字音频伪装方法,其特征在于,所述步骤
1)中,秘密音频和公开音频为单声道或多声道音频:
①若秘密音频和公开音频同为单声道音频,则步骤1)直接将秘密音频和公开音频对应的音频采样数据划分为小段序列,将其分别作为秘密序列和公开序列;从而按步骤3)将伪装成的公开序列进行重组,将单声道秘密音频伪装成单声道公开音频;
②若秘密音频为单声道音频,公开音频为多声道音频,则将步骤1)中的秘密音频采样数据和公开音频对应的每一个声道采样数据划分为小段序列,将秘密音频采样数据的每个小段序列和公开音频的每个声道音频数据采样值划分的对应位置小段序列分别进行匹配,从而按步骤3)将单声道秘密音频伪装成多声道公开音频;
③若秘密音频和公开音频同为多声道音频,且声道数相同,则步骤1)将秘密音频和公开音频的每一个声道音频采样值划分为小段序列,按步骤2)分别将秘密音频的每一个声道划分的小段序列伪装成公开音频对应声道对应位置的小段序列,从而按步骤3)多声道秘密音频伪装成多声道公开音频;
④若秘密音频为多声道音频,公开音频为单声道音频,则将公开音频拓展为与秘密音频相同声道数的音频按③进行处理。
6.一种如权利要求1所述基于分段序列的数字音频伪装方法的重构方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将伪装音频采样数据划分成小段序列;
2)将步骤1)生成的序列利用参数集合T′new中对应的变换参数进行解密,得到解密序列;
3)将步骤2)生成的解密序列进行序列重组和处理,从而得到解密后的秘密音频。
7.根据权利要求6所述的基于分段序列的数字音频重构方法,其特征在于,所述步骤
2)中,序列解密方法具体为:
根据集合T′new中对应的变换参数和伪装序列S′ 1利用式(7)恢复出经过循环右移的秘密序列然后将 循环左移 步,恢复为 将 作为重构出的秘密序列。
8.根据权利要求6所述的基于分段序列的数字音频重构方法,其特征在于,所述步骤
1)中伪装音频和步骤3)中秘密音频为单声道音频或多声道音频:①若秘密音频和伪装音频同为单声道音频,则步骤1)将伪装音频划分为小段序列,步骤3)将生成的小段序列进行序列重组,从而得到解密后的单声道音频;
②若秘密音频为单声道音频,伪装音频为多声道音频,则将步骤1)中的伪装音频对应的每一个声道音频采样值划分为小段,按步骤2)得到解密后的小段序列:若伪装音频为双声道音频,解密后对应的双声道音频小段序列分别记为S2,0和S2,1,则对S2,0和S2,1对应位置元素取平均值作为小段序列S2的元素;若伪装音频为3声道及以上多声道音频,记对应的多声道音频小段序列为S2,i,i=0,1,…,n-1,其中n为伪装音频的声道数,则将S2,i,i=
0,1,…,n-1对应位置元素进行平均作为序列 的元素,计算序列S2,i,i=0,1,…,n-1和序列 的均方误差,去除与序列 均方误差最大的序列,然后将剩余音频小段序列元素取均值作为秘密音频对应位置的小段序列;然后将生成的小段序列进行重组,从而得到解密后的单声道秘密音频;
③若秘密音频为多声道音频和伪装音频为多声道音频,对应的公开音频为多声道音频且声道数相等,则步骤1)中将伪装音频每一个声道划分为小段序列;按步骤2)将生成的序列利用伪装时生成的参数集合T′new进行解密得到对应的每一个声道的小段序列;按步骤
3)将生成的每一个声道的小段序列进行重组,从而得到解密后的多声道秘密音频;
④若秘密音频为多声道音频和伪装音频为多声道音频,对应的公开音频为单声道音频,则按③进行处理。