摘要:隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，我們已經(jīng)進(jìn)入了信息化的時(shí)代。每天都有大量的信息通過不同的傳輸系統(tǒng)傳播到各個(gè)角落，由于傳統(tǒng)通信方式的缺陷，信息在傳播過程中存在被監(jiān)聽、截取和破譯的危險(xiǎn)。因此，研發(fā)一種更加隱蔽的信息傳輸系統(tǒng)成為了人們對于信息傳輸安全的迫切需求。本文圍繞神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢測的自動(dòng)同步隱蔽信息傳輸系統(tǒng)，對信息的可靠性傳輸進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞:神經(jīng)網(wǎng)絡(luò);自同步;隱蔽信息;傳輸系統(tǒng)

中圖分類號:TN918 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1674-7712 (2012) 12-0074-01

一、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理和設(shè)計(jì)思想

(一)基本原理

在現(xiàn)代的信息隱藏技術(shù)中看，數(shù)字水印技術(shù)是其中的一個(gè)重要組成部分。數(shù)字水印技術(shù)通過利用人得感官系統(tǒng)的特性對圖像、視頻和語音等信息進(jìn)行限制，同時(shí)選擇適合的嵌入方式，保證嵌入水印的信息不超過人類視覺和聽覺系統(tǒng)的限制，那么僅通過人耳和肉眼是無法判斷水印嵌入前后的信息差別的。這就大大改進(jìn)了傳統(tǒng)信息傳播方式的缺陷，保證了系統(tǒng)的較強(qiáng)的偽裝性和隱藏性，讓信息的安全傳輸成為了可能。

(二)設(shè)計(jì)思想

1.將信息以數(shù)字水印的方式嵌入到語音傳輸中，這是隱藏信息的主要傳輸方式。利用語音為載體來進(jìn)行信息傳輸可以減少水印嵌入時(shí)的運(yùn)算難度，減少了運(yùn)算時(shí)間和運(yùn)算量。同時(shí)，語音傳輸?shù)慕换バ允瞧鞅ＷC隱藏信息傳輸?shù)闹匾攸c(diǎn)，這也為信息的安全傳輸?shù)於嘶A(chǔ)。

2.小波變換思想。對于數(shù)字語音而言，小波在數(shù)字語音信號分析中比離散余弦變換更有優(yōu)勢，能量更為集中，同時(shí)具有不同的空間支持域。小波變換具有更強(qiáng)的抵抗能力，在抵抗剪切攻擊時(shí)，局部空間子持的水印分量可以起到很好的效果;面對縮放攻擊的時(shí)候，全局空間支持的水印就可以發(fā)揮良好的保護(hù)效果。另外，由于小波在變換水印嵌入算法的時(shí)候，與嵌入式零樹小波壓縮相適應(yīng)，更增強(qiáng)了小波變換的抵抗能力。小波變換的算法由于將水印信息嵌入在低頻系數(shù)上，因此不僅保證了水印的魯棒性，而且嵌入水印也不會(huì)對數(shù)字語音的質(zhì)量產(chǎn)生過大影響，人的感官很難觀察初嵌入水印后的數(shù)字語言質(zhì)量變換。

3.系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)思想如下:首先要將采集的語音進(jìn)行分段，同時(shí)進(jìn)行離散小波變換。將隱藏信息的m序列轉(zhuǎn)換為“l(fā)”和“-l”的排列方式。在進(jìn)行信息的嵌入時(shí)，將同步信號嵌入到小波域低頻系數(shù)的前部，隱藏信息嵌入到小波域低頻系數(shù)的后部，經(jīng)過這種信息的嵌入后，通過重構(gòu)小波后便得到嵌入同步信號和隱藏信息的實(shí)時(shí)語音。接收方在提取隱藏信息時(shí)，需要先將接收到的語音數(shù)據(jù)后先進(jìn)行DWT操作，然后檢測同步信號并確定同步信號的位置，這樣就保證了隱藏信息的安全提取。由于網(wǎng)絡(luò)的普遍使用，因此將網(wǎng)絡(luò)作為實(shí)時(shí)語音傳輸系統(tǒng)。

二、隱蔽信息傳輸系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

(一)同步信號與隱藏信息的嵌入與提取

1.同步信號的嵌入與檢測。在隱藏信息的提取過程中，對同步信號的準(zhǔn)確識別是整個(gè)工作的關(guān)鍵，因此可以將同步信號嵌入到時(shí)域中。由于時(shí)域算法具有搜索時(shí)計(jì)算量小的特點(diǎn)，因此可以將同步信號嵌入其中。但是，時(shí)域算法有一些限制，例如會(huì)限制嵌入強(qiáng)度，對攻擊的抵抗能力較差。離散小波變換在時(shí)頻局部分解方面有較好的效果，將同步信號嵌入到離散小波變換既可以保證較小的搜索計(jì)算量，又能提高抗攻擊的性能。

2.隱藏信息的嵌入與提取。壓縮和噪聲可能會(huì)影響嵌入隱藏信息的實(shí)時(shí)語音傳輸，因此為了提高傳輸?shù)陌踩院涂煽啃?，需要在嵌入語音之前先進(jìn)行信道的編碼。由于隱藏信息是以字符串形式表示和存儲，因此可以利用BCH碼對其進(jìn)行研究。我們利用一個(gè)具有256碼字的信號集來表示一個(gè)字節(jié)中256個(gè)值。在下面的公式中，Wi代表隱藏信息的每個(gè)字節(jié)，它對應(yīng)信號集中的一個(gè)原型信號。

在這個(gè)公式中，隨著r的不斷擴(kuò)大，冗余度和隱藏信息的穩(wěn)健性也會(huì)不斷提高;另一方面，r數(shù)值增大的同時(shí)，隱藏信息也會(huì)減少。在運(yùn)算的過程中，需要對隱藏信息傳輸速率、水印嵌入的魯棒性進(jìn)行衡量，選擇適合的數(shù)值。然后，在提取隱藏信息時(shí)，將采集的語音數(shù)據(jù)進(jìn)行小波分解。接著如果能夠檢測到同步信號，就可以將隱藏信息嵌入信息進(jìn)行提取。

(二)數(shù)字語音水印技術(shù)

小波變換算法采用附加進(jìn)水印信息的模板去訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，數(shù)字水印技術(shù)也是實(shí)現(xiàn)隱蔽信息傳輸?shù)闹匾M成部分。

1.水印嵌入算法。小波變換主要是將數(shù)字語音信號分解成時(shí)域和尺度域的一變換。首先，小波變換在處理時(shí)變數(shù)字語音信號時(shí)會(huì)起到有效作用。我們可以充分利用小波變換的多分辨率特性加快小波變換域內(nèi)嵌入水印的效率;其次，小波變換具有能量集中的特點(diǎn)。利用小波變換數(shù)字語音信號后，為提高算法的魯棒性，要將水印信息嵌入到載體能量高的低頻部分。

2.水印的檢測與提取。水印的提取過程就是與水印嵌入過程相反的過程。主要的提取過程有以下方面:

(1)首先利用水印嵌入算法，對需要檢測的數(shù)字語音信號進(jìn)行一層小波變換。通過運(yùn)算得到重要小波變換系數(shù)。

(2)利用嵌入算法，分別計(jì)算小波系數(shù)的水印的位置和所對應(yīng)的小波變換系數(shù)。

(3)根據(jù)以小波變換系數(shù)為中心的數(shù)據(jù)塊，選取一個(gè)合適的長度值。用來表示水印序列與數(shù)字語音小波系數(shù)之間的關(guān)系。

三、結(jié)語

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢測的自同步隱蔽信息傳輸系統(tǒng)，通過利人的聽覺和視覺系統(tǒng)的分辨率限制，實(shí)現(xiàn)隱藏信息的安全傳輸。這種新型的傳輸系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)信息傳輸系統(tǒng)易被攻擊者監(jiān)聽、截取的缺點(diǎn)，在很大程度上提高了信息傳輸?shù)陌踩院碗[蔽性。同時(shí)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)檢測的自同步隱蔽信息傳輸系統(tǒng)明顯提高隱藏信息的傳輸準(zhǔn)確率。因此，將這種實(shí)用的傳輸系統(tǒng)不斷改進(jìn)和推廣，對于保證信息的安全、隱蔽傳輸具有重要意義。

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