[发明专利]一种用于压缩数字音频的秘密信息密写及提取方法

权利要求书

1.一种用于压缩数字音频的秘密信息密写方法，其特征在于包括以下步骤：

①对MPEG编码器给出的每个可用的哈夫曼码表中的所有码字进行分类，首先将每个哈夫曼码表分成无效码字集合和有效码字集合，然后根据有效码字集合中各个有效码字的码字长度和符号位将有效码字集合分成多个子集，每个子集中的所有有效码字的码字长度和符号位均相同，再根据每个子集中的有效码字个数确定相应子集中的所有有效码字的基，最后对每个子集中的所有有效码字按量化系数的大小排序，并对每个子集中的每个有效码字标上属性；

②定义需要密写秘密信息的压缩数字音频为待密写数字音频，对待密写数字音频的音频码流以音频帧为单位进行解码，得到音频帧的帧信息和主数据，根据帧信息确定主数据进行可变长编码所使用的哈夫曼码表，并根据确定的哈夫曼码表确定主数据所使用的所有可变长码字；对主数据所使用的所有可变长码字按每两个可变长码字为一个码字对进行秘密信息的密写，当码字对中的其中一个可变长码字或两个可变长码字属于确定的哈夫曼码表中的无效码字集合时，不进行秘密信息的密写，当码字对中的两个可变长码字均属于确定的哈夫曼码表中的有效码字集合时，进行秘密信息的密写，在秘密信息的密写过程中，首先确定两个可变长码字在有效码字集合中分别对应的属性和对应的基，根据两个可变长码字各自的基计算需密写秘密信息中的二进制值的位数，然后从秘密信息中取相应位数的二进制值，并将相应位数的二进制值转化成十进制值，再将十进制值转化成由两个可变长码字各自的基所对应进制的数据组成的二位数，最后利用由两个可变长码字各自的基所对应进制的数据组成的二位数修改码字对中的各个可变长码字；所有码字对处理完毕后得到含密主数据，将含密主数据与帧信息重新组合成新的音频帧；继续对待密写数字音频的音频码流以音频帧为单位进行解码，重复上述过程直至处理完对整个音频码流的秘密信息的密写，得到含密数字音频。

2.根据权利要求1所述的一种用于压缩数字音频的秘密信息密写方法，其特征在于所述的步骤①的具体过程为：①-1、定义正在处理的哈夫曼码表为当前哈夫曼码表，定义当前哈夫曼码表中正在处理的码字为当前码字，如果当前哈夫曼码表中不存在与当前码字的码字长度相同且符号位相同的其他码字时，则将该当前码字定义为无效码字，否则，将该当前码字定义为有效码字；①-2、重复步骤①-1找出当前哈夫曼码表中所有的无效码字和所有的有效码字，将所有的无效码字组成的集合定义为无效码字集合，记为CW_N，将所有的有效码字组成的集合定义为有效码字集合，记为CW_V；①-3、根据有效码字集合CW_V中各个有效码字的码字长度和符号位将有效码字集合CW_V分成M个 子集，第1个子集表示为 第2个子集表示为 第M个子集表示为 其中，N₁表示第1个子集所包含的有效码字的个数，N₂表示第2个子集所包含的有效码字的个数，N_M表示第M个子集所包含的有效码字的个数，每个子集中的所有有效码字的码字长度和符号位均相同；①-4、再根据每个子集中所包含的有效码字的个数计算每个子集中的所有有效码字的基，对于第i个子集，计算该子集中所有有效码字的基，记为b_i， 其中，i∈[1，M]，N_i表示第i个子集所包含的有效码字的个数；①-5、将每个子集中的所有有效码字按量化系数x和y的大小进行排序，并对排序后的每个有效码字标上属性，对于第i个子集中的第j个有效码字，其属性标为C_i，j-1，其中，i∈[1，M]，j∈[1，N_i]；所述的步骤②的具体过程为：②-1、定义需要密写秘密信息的压缩数字音频为待密写数字音频，该秘密信息为一串由二进制值组成的二进制序列，对待密写数字音频的音频码流以音频帧为单位进行解码，得到音频帧的帧信息和主数据；②-2、定义刚解码完毕的音频帧为当前音频帧，根据当前音频帧的帧信息确定当前音频帧的主数据进行可变长编码所使用的哈夫曼码表，并根据确定的哈夫曼码表确定当前音频帧的主数据所使用的所有可变长码字；②-3、对当前音频帧的主数据所使用的所有可变长码字按每两个可变长码字为一个码字对进行秘密信息的密写，定义待密写的码字对为当前码字对，判断当前码字对中的两个可变长码字属于确定的哈夫曼码表中的无效码字集合CW_N还是有效码字集合CW_V，如果当前码字对中的其中一个可变长码字或两个可变长码字属于确定的哈夫曼码表中的无效码字集合CW_N，则不进行秘密信息的密写，并执行步骤②-7；如果当前码字对中的两个可变长码字均属于确定的哈夫曼码表中的有效码字集合CW_V，则继续执行；②-4、确定当前码字对的两个可变长码字在有效码字集合CW_V中分别对应的属性和对应的基，记当前码字对的属性为{C_p，u，C_q，v}，记属性为C_p，u的可变长码字的基为b_p，记属性为C_q，v的可变长码字的基为b_q，再根据b_p和b_q计算需密写秘密信息中的二进制值的位数R， 其中，符号 为向下取整符号；②-5、从秘密信息中取R位二进制值，并将R位二进制值转化成十进制值W_R， 再将十进制值W_R转化成由属性为C_p，u的可变长码字的基b_p所对应进制的数据和属性为C_q，v的可变长码字的基b_q所对应进制的数据组成的二位数(d_p，d_q)，d_q＝W_Rmodb_q，d_p＝(W_R-d_q)/b_qmodb_p；②-6、利用由两个可变长码字各自的基所对应进制的数据组成的二位数(d_p，d_q)对当前码字对的属性{C_p，u，C_q，v}进行替换，对于属性为C_p，u的可变长码字，如果umodb_p＝d_p，则不修改该可变长码字的属性，对该可变长码字不进行替换处理，否则，修改该可变长码字的属性，记修改后的属性为C_p，u′，其中，u′＝u-r，r＝(umodb_p)-d_p，判断u′≥N_p是否成立，如果成立再将u′调整为u′＝u-r-b_p，其中，N_p表示第p个子集所包含的有效码字的个数，然后用属性为C_p，u′的有效码字替换属性为C_p，u的可变长码字，得到新的属性为C_p，u′的可变长码字；对于属性为C_q，v的可变长码字，采用相同的方法进行处理；②-7、重复执行步骤②-3至②-6对下一对码字对进行秘密信息的密写，直至处理完当前音频帧的主数据中的所有码字对，得到含密主数据，将含密主数据和帧信息重新组成一个新的音频帧；②-8、继续对待密写数字音频的音频码流以音频帧为单位进行解码，然后执行步骤②-2至②-7，直至处理完对整个音频码流的秘密信息的密写，得到含密数字音频。