[发明专利]语音处理装置、语音加密方法和语音解密方法

说明书

本发明公开了一种语音处理装置、语音加密方法和语音解密方法，其中所述语音加密方法包括步骤：S110，分帧处理待加密的一维语音信号，以构建语音矩阵；S120，对语音矩阵进行二维DCT变换，以得到DCT系数矩阵；S130，对DCT系数矩阵进行奇异值分解，以得到矩阵、矩阵和矩阵；S140，使用Arnold置乱对矩阵的元素位置进行置乱；S150，利用矩阵、矩阵和置乱后的矩阵重构DCT系数矩阵；S160，对重构后的DCT系数矩阵进行逆二维DCT变换，以得到加密后的语音矩阵；S170，重构加密后的一维语音信号。

技术领域

本发明涉及语音信号处理领域，特别涉及一种语音处理装置、语音加密方法和语音解密方法。

背景技术

语音是人们日常交流的工具，在通信过程中语音也是信息传递的载体。在信息化时代，无论是对个人来说，还是对组织（例如，商业组织）而言，语音通信的保密性都具有十分重要的意义，因此在语音传输之前对其进行加密对于语音通信的保密性来说是至关重要的。与此相对的是，加密语音破解技术也随着语音加密技术的发展而同步地发展，基于此，语音加密的安全性愈发得到重视。传统的语音加密方法是对语音信号进行一维处理，即，直接对一维语音信号的时域或变换域进行置乱加密，当秘钥空间较小时，加密往往不够充分，导致语音加密的安全性较差，容易被破解。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种语音处理装置、语音加密方法和语音解密方法，其中所述语音加密方法有效地结合了时域与变换域置乱，提高了语音加密的安全性，并且相对于现有技术的利用DFT(Discrete FourierTransform，DFT)变换后进行置乱的方式而言，本发明的所述语音加密方法避免了复数运算，提高了所述语音加密方法的加密效率。

本发明的一个目的在于提供一种语音处理装置、语音加密方法和语音解密方法，其中所述语音加密方法将一维语音信号构建成二维的语音矩阵形式进行加密，对语音矩阵进行二维DCT(Discrete Cosine Transform)变换，再对DCT系数矩阵进行奇异值分解，对分解后的矩阵的元素位置进行置乱，其中矩阵的元素位置在被多次置换后使用语音原本的相关性可以急剧下降，提高了语音加密的安全性。

为实现上述至少一个目的，本发明提供一种语音加密方法，其中所述语音加密方法包括如下步骤：

S110，分帧处理待加密的一维语音信号，以构建语音矩阵；

S120，对语音矩阵进行二维DCT变换，以得到DCT系数矩阵；

S130，对DCT系数矩阵进行奇异值分解，以得到矩阵、矩阵和矩阵；

S140，使用Arnold置乱对矩阵的元素位置进行置乱；

S150，利用矩阵、矩阵和置乱后的矩阵重构DCT系数矩阵；

S160，对重构后的DCT系数矩阵进行逆二维DCT变换，以得到加密后的语音矩阵；

S170，重构加密后的一维语音信号。

根据本发明的一个实施例，在所述步骤S110中，首先，对待加密的一维语音信号进行分段，段长为，语音信号被分为段，其次，将分段后的语音信号每一段组合在一起，构成大小为的语音矩阵；

其中所述步骤S120满足关系式：

，

其中，，，

其中表示矩阵的第行，表示矩阵的第列，表示矩阵的第行，表示矩阵的第列，表示DCT 系数矩阵；

其中在所述步骤S130中，矩阵为的方阵；

其中所述步骤S140满足关系式：

，

其中，为矩阵的坐标，表示取模运算，表示加密参数，置乱后的矩阵的参数为；

其中所述步骤S150满足关系式：，

其中，表示重构后的DCT系数矩阵，表示矩阵的转置；

其中所述步骤S160满足关系式：

，