[发明专利]一种信息安全环境的虚拟现实系统

权利要求书

1.一种信息安全环境的虚拟现实系统，包括：

环境信息采集单元，用于采集输入的语音信号和动作信号；

语音信息安全单元，用于对所述语音信号进行加密；

动作信息安全单元，用于对所述动作信号进行加密；

虚拟现实语音信号传输单元，用于将经过上述加密的语音信号和动作信号传输到虚拟现实环境。

2.如权利要求1所述的信息安全环境的虚拟现实系统，其特征在于，所述语音信息安全单元通过如下方式进行加密：

设N个初始信号s₁(t),…,s_n(t)和M个密钥信号k₁(t),…，k_M(t)，加密公式为：

X(t)＝[x₁(t),…,x_N(t)]^T＝As_k(t)

其中，X(t)表示N个加密信号，s_k(t)＝[s₁(t),…,s_n(t),k_M(t)]^T，A为N×(M+N)的加密矩阵，且每个值都在[-1,1]之间。设A＝[A_S,A_k]，其中A_S为N×N的矩阵，A_k为N×M的矩阵，加密公式由下面公式表示：

X(t)＝A_ss(t)+A_kk(t)，

其中，s(t)＝[s₁(t),…，s_n(t)]^T，k(t)＝[k₁(t),…，k_M(t)]^T

令，N＝M，建立如下加密矩阵：

其中，A为N×2N的矩阵，B为1×N的矩阵,其中的各值取值范围在[-0.3,0.3]之间，D为1×N的矩阵，其中的各值取值范围在[1,2.5]之间，C为N×1维的矩阵，均由[0.5,1]之间平均分布的随机数生成，

令B＝[b₁,b₂,…,b_n]，D＝[d₁,d₂,…,d_n],C＝[c₁,c₂,…,c_n]^T,则加密矩阵为：

。

3.如权利要求2所述的信息安全环境的虚拟现实系统，所述动作信息安全单元通过如下方式对上述动作信号进行加密：

通过三维陀螺仪和三维位移传感器获取动作信息对应的三维矩阵；将三维矩阵与上述加密矩阵的3阶形式的模相乘。

4.如权利要求3所述的信息安全环境的虚拟现实系统，其中加密矩阵设置还包括对初始信号数量的计算，具体包括：

假设和为第i次从接收到的语音信号中选取的两个信号，其中i∈[1,n]，对两个语音信号进行分解，采用所有测量数据到与其最近直线聚轴的距离之和作为标准，选出最为疏远的两个子信号，记为和并将Z₁和Z₂组合为Z＝[Z₁Z₂]，根据预先设置的阈值，截断一部分小分量系数，消除噪声对语音质量带来的影响，对上一步得到的系数进行对称处理，将所有的信号点移至正半面，如果测量数据的第一个坐标z¹＜0时，Z＝-Z；否则，Z＝Z；

将聚类中心角度θ空间进行K_θ均匀等分，其中k＝1,…,K_θ。

计算每一个θ_k处的势函数φ(θ)值；

统计势函数在整个角度θ空间上的峰值数N_i，得到初始信号数量的估计值；

重复上面的步骤，直到i＝n时停止，统计所有估计得到的初始信号数量。

5.如权利要求4所述的信息安全环境的虚拟现实系统，对加密语音的语音解密过程包括：

首先从加密语音帧中截取每帧切分的语音段个数、语音段长度、语音段信息和N个加密语音段信息，并利用密钥种子、没每帧语音段个数、语音段长度基于密钥信号生成算法重建密钥信号，然后，将密钥信号与N个加密语音段信号组合，在应用适于分离语音信号的分离算法对组合后的信号进行分离，得到解密语音段信号和密钥信号的恢复信号。