[发明专利]一种基于LSF系数统计分布特征的SILK安全隐写方法

说明书

本发明公开了一种基于LSF系数统计分布特征的SILK安全隐写方法，首先对SILK编码过程中在LPC量化阶段的码字使用情况进行统计分析，根据统计情况将码字分布情况相似的组进行分组；将LSF量化过程每一级中分布相似的码字分为一组；最后将量化结果1到9级的LSF索引用于嵌入秘密信息，嵌入秘密信息的比特数由嵌入组中的码字矢量个数决定。本发明针对目前面向SILK隐写方法相对缺少的问题，实现了面向SILK基于LSF系数统计分布特征的安全隐写算法，该算法最大嵌入容量可以达到274bps，同时可以保证语音的听觉隐蔽性，并且具有较好的安全性。

技术领域

本发明属于多媒体信息内容安全技术领域，涉及一种基于SILK的隐写方法，具体涉及一种实现秘密信息安全传输的基于LSF系数统计分布特征的SILK安全隐写方法。

技术背景

近年来，随着移动通信技术的迅速发展，语音通讯和音频会话业务日趋成熟，语音通讯在人们的日常生活中越来越重要，成为交流沟通的主要方式之一。目前，移动通讯基本普及，各种无线设备以及通讯软件成为人们日常生活不可或缺的一部分，使得语音通讯业务必须更快更好的发展以满足需求。语音通讯在编码过程中，既要保证编码质量，又要考虑网络带宽占用量。SILK压缩语音编码由Skype 公司开发，其作为一种语音压缩和音频编解码器，是IETF(The Internet Engineering Task Force)的标准编码格式。SILK语音的编码过程和线性预测编码技术相似，但是又不同于一般的CELP编码技术。该编码器结合iLBC与SpeeX 编解码器的编码原理，设计了一种在低速率网络环境下编码效率较高的自适应编码技术。该编码器的语音编码质量较高，在网络带宽较低的情况下也可以正常编码。同时即使语音帧的丢包率为10％，编码器仍然可以保持24KHZ采样的通话质量。SILK编解码器自身的特性使得其在给定的码率下能够提高语音质量，同时在丢包的情况下仍然能保证音频的正常播放。基于SILK编码的高效性以及在有限带宽下的良好可扩展性，越来越多的语音通讯业务将SILK作为语音编解码器，例如QQ、微信和国外的Steam，Skype等软件中，SILK作为音频的默认格式。同时，SILK也被用于目前较为流行的交互式语音和音频编码器Opus编码器中。因此，SILK压缩语音编码目前被广泛使用，在一些场景中逐步替代了传统的CELP编码。

目前，还未出现针对SILK语音的隐写方法。

发明内容

本发明对SILK编码器的编码原理进行分析和研究，寻找可行的嵌入域，开拓性地提出了一种基于SILK的隐写方法，实现秘密信息的安全传输，是一种全新的研究方向，对信息隐藏的研究具有重要的影响。同时，也可以作为一种全新的保密信息传输通道。

本发明所采用的技术方案是：一种基于LSF系数统计分布特征的SILK安全隐写方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：对SILK编码过程中在LPC量化阶段的码字使用情况进行统计分析，根据统计情况将码字分布情况相似的组进行分组；将LSF量化过程每一级中分布相似的码字分为一组；

所述码字分布情况相似，是指码字分布的区间范围在预设阈值范围内，分布的趋势也符合预设趋势范围；

其中，SILK编码过程中，LSF矢量使用多级矢量码本进行量化。保留0级 LSF系数的量化结果，只对1到9级LSF系数的量化结果进行统计分析。

步骤2：将量化结果1到9级的LSF索引用于嵌入秘密信息，嵌入秘密信息的比特数由嵌入组中的码字矢量个数决定；

其中，根据秘密信息的不同选择不同的组编码，在分组个数为2和4的码字组中，分别嵌入1bit和2bit的秘密信息；如果分组中只有一组码字矢量，则该码字矢量无法嵌入秘密信息。