【摘要】：隨著網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、移動(dòng)通信技術(shù)和手機(jī)通信技術(shù)的快速發(fā)展,語(yǔ)音由其采集的方便、自然和技術(shù)的成熟,成為人們即時(shí)通信的主要方式之一。然而在語(yǔ)音即時(shí)通信過程中,語(yǔ)音易受到編解碼、信道噪聲、延遲、以及丟包的影響,并且由于無線網(wǎng)絡(luò)信道的開放性,為黑客竊聽、惡意篡改等非法攻擊打開了方便之門。為了實(shí)現(xiàn)高效的語(yǔ)音認(rèn)證,并且解決語(yǔ)音感知哈希在魯棒性、區(qū)分性、認(rèn)證效率之間的相互影響,以及實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的篡改定位,論文主要研究了即時(shí)語(yǔ)音通信下的高效語(yǔ)音感知哈希認(rèn)證算法,以及在即時(shí)通信高速及低可靠的條件下,實(shí)現(xiàn)具有降噪、篡改檢測(cè)與定位的高效語(yǔ)音感知哈希算法。主要研究?jī)?nèi)容如下:1.針對(duì)即時(shí)語(yǔ)音通信對(duì)感知哈希算法的高效率要求,這就需要感知哈希算法在具有良好的內(nèi)容保持操作魯棒性和不同語(yǔ)音區(qū)分性的前提下,使得算法具有認(rèn)證數(shù)據(jù)量小,運(yùn)行效率高。為此,提出了一種基于線性預(yù)測(cè)最小均方差(linear prediction-minimum mean squared error,LP-MMSE)的高效語(yǔ)音感知哈希認(rèn)證算法。該算法在對(duì)內(nèi)容保持操作有良好的感知魯棒性和不同語(yǔ)音的區(qū)分性的同時(shí),還具有摘要性小、運(yùn)行效率高等優(yōu)點(diǎn)。另外,為了解決內(nèi)容保持操作的感知魯棒性、不同語(yǔ)音的區(qū)分性和認(rèn)證效率之間的平衡問題,提出了一種基于改進(jìn)譜熵法的高效語(yǔ)音感知哈希認(rèn)證算法。通過將Teager能量算子分別結(jié)合線性預(yù)測(cè)系數(shù)(linear prediction coefficient,LPC)、LP-MMSE和線譜對(duì)(linear spectrum pair,LSP)系數(shù)等方法的實(shí)驗(yàn)對(duì)比,該算法在魯棒性、區(qū)分性和認(rèn)證效率等方面具有良好的平衡性,且感知哈希摘要性小、能夠滿足語(yǔ)音通信實(shí)時(shí)認(rèn)證的要求。2.針對(duì)目前異構(gòu)移動(dòng)終端語(yǔ)音通信格式相互轉(zhuǎn)換后對(duì)語(yǔ)音內(nèi)容保持操作的感知魯棒性和不同語(yǔ)音的區(qū)分性,以及實(shí)現(xiàn)降噪、小范圍篡改定位和高效認(rèn)證性等要求,提出了一種基于譜減與能熵比法的高效語(yǔ)音感知哈希認(rèn)證算法。該算法首先對(duì)待認(rèn)證語(yǔ)音進(jìn)行預(yù)處理,再進(jìn)行譜減法降噪;然后對(duì)降噪之后的語(yǔ)音進(jìn)行能熵比法計(jì)算得到每幀的能熵值參數(shù)矩陣;最后進(jìn)行哈希構(gòu)造生成二進(jìn)制感知哈希序列。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該算法有效地降低了語(yǔ)音的噪聲,對(duì)語(yǔ)音內(nèi)容保持操作具有良好的感知魯棒性和不同語(yǔ)音的區(qū)分性,且感知哈希的摘要性小,認(rèn)證效率高、能夠?qū)崿F(xiàn)小范圍的篡改檢測(cè)與定位。
[Abstract]:With the rapid development of network communication technology, mobile communication technology and mobile phone communication technology, the convenience of voice acquisition and the maturity of nature and technology have become one of the main ways of instant communication. However, in the process of voice instant communication, speech is vulnerable to the influence of coding and decoding, channel noise, delay and packet loss. Due to the openness of wireless network channel, it opens the door to illegal attacks such as hacking and malicious tampering. In order to achieve efficient speech authentication, and to solve the interaction between robustness, discrimination, authentication efficiency and speech tampering localization, speech perceptual hashing is solved. This paper mainly studies the efficient speech perceptual hashing authentication algorithm for instant speech communication, and implements an efficient speech perceptual hash algorithm with noise reduction, tampering detection and location under the condition of high speed and low reliability of instant communication. The main research contents are as follows: 1. In view of the high efficiency requirement of the perceptual hash algorithm in the instant speech communication, it is necessary for the perceptual hash algorithm to have a small amount of authentication data under the premise of good content keeping operation robustness and different speech discrimination. High operational efficiency. For this reason, an efficient speech perceptual hashing authentication algorithm based on linear predictive minimum mean square error (linear prediction-minimum mean squared) LP-MMSE is proposed. This algorithm not only has good perceptual robustness and different speech distinctiveness to content keeping operation, but also has the advantages of low summarization and high efficiency. In addition, in order to solve the problem of perceptual robustness of content keeping operation, the balance between different speech discrimination and authentication efficiency, an efficient speech perceptual hash authentication algorithm based on improved spectral entropy method is proposed. By comparing the Teager energy operator with the linear prediction coefficient (LP-MMSE) and the linear spectrum method with the (linear spectrum pairn LSP coefficient, the proposed algorithm has good balance in robustness, discrimination and authentication efficiency, and has less perceptual hashing summarization. Can meet the voice communication real-time authentication requirements. 2. In view of the perceptual robustness of voice content retention operation and the distinction of different speech, the requirements of noise reduction, small range tampering and location, and high efficiency authentication are also presented in view of the current voice communication formats of heterogeneous mobile terminals. An efficient speech perceptual hash authentication algorithm based on spectral subtraction and energy entropy ratio is proposed. The algorithm preprocesses the authenticated speech first, then reduces the noise by spectral subtraction; then calculates the energy entropy parameter matrix of each frame by using the energy entropy ratio method after the noise reduction; finally generates binary perceptual hash sequence by hash construction. The experimental results show that the proposed algorithm can effectively reduce the noise of speech, have good perceptual robustness and distinguish different speech, and have less summarization of perceptual hashing and high authentication efficiency. Can achieve small range of tamper detection and location.
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN912.3

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2186761