[发明专利]一种基于脉冲分布模型的AMR固定码本安全隐写方法

权利要求书

1.一种基于脉冲分布模型的AMR固定码本安全隐写方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：确定嵌入规则；

其中：t,0≤t≤4表示轨道编号，i_t和i_t+5表示轨道t中的两个非零脉冲位置，表示对x向下取整，表示按位异或操作，m_t表示要嵌入轨道t中的3比特秘密信息；

嵌入时首先判断轨道t中两个非零脉冲位置i_t和i_t+5是否相同，如果i_t＝i_t+5，则该轨道中不进行隐写，否则根据嵌入的秘密信息m_t分两种情况进行嵌入：

1)记满足等式(1)的候选脉冲索引为k，如果k≠i_t/5，则直接将k*5+t作为第二个非零脉冲i_t+5的位置；

2)如果k＝i_t/5，则不改变第二个非零脉冲的位置；

步骤2：秘密信息处理，包括秘密信息预处理、编码和随机化；

所述预处理，是对秘密信息进行加密和压缩处理；

所述编码，将每3比特秘密信息作为一个预处理单元，记为msg，同时使用1比特标记位tag为每个3比特秘密信息进行标记，标记该信息是否为0，如果msg＝0，则对应的标记位tag＝0，否则，tag＝1；

所述随机化，通过掩码对tag进行随机化的处理，过程如公式2所示：

其中，tag_mask为掩码后的标记信息，mask为3比特掩码；设P_tag,P_mask,P_tagmask分别为3比特标记信息、掩码和掩码后标记信息的概率分布；为了不改变同一轨道中相同脉冲出现的概率，同时使tag_mask的分布足够随机，应满足式3所示的限定条件：

通过构建mask的概率分布，求解式4所示的方程，使tag_mask满足式3的条件；其中0≤i,j≤7，P_mask为需要求解的概率分布；P_tag的取值为：当tag＝000，时，P_tag＝1/512；当tag＝001，时，P_tag＝7/512；当tag＝010，时，P_tag＝7/512；当tag＝011，时，P_tag＝49/512；当tag＝100，时，P_tag＝7/512；当tag＝101，时，P_tag＝49/512；当tag＝110，时，P_tag＝49/512；当tag＝111，时，P_tag＝343/512；

在求解出P_mask后，即可生成随机的掩码序列，对原始标记信息tag进行随机化处理；

步骤3：将处理后的秘密信息嵌入到音频的脉冲位置之中；

步骤3的具体实现包括以下子步骤：

步骤3.1：将处理后的秘密信息分为原始秘密信息和标记信息；

步骤3.2：对AMR语音按帧编码时，固定码本搜索获得每个轨道t中两个非零脉冲位置i_t和i_t+5；

步骤3.3：根据嵌入信息的类型和相应的嵌入规则进行嵌入；

如果嵌入信息为原始秘密信息，则需要判断轨道t中两个脉冲位置是否相等；如果i_t＝i_t+5，则跳过该轨道转到下一轨道t+1，转到步骤3.2；如果i_t≠i_t+5，则根据原始秘密信息嵌入规则进行嵌入；

如果嵌入信息为标记信息，则不需要判断轨道t中两个脉冲位置是否相等，直接根据嵌入规则进行嵌入；

步骤3.4：逐帧编码，并按步骤3.3进行嵌入，直至结束。

2.根据权利要求1所述的基于脉冲分布模型的AMR固定码本安全隐写方法，其特征在于，步骤2中所述生成随机的掩码序列，具体实现过程是：首先根据P_mask生成长度为N的掩码序列，再根据用户自己选择的密钥key对其进行乱序处理。

3.根据权利要求1-2任意一项所述的基于脉冲分布模型的AMR固定码本安全隐写方法，其特征在于：解码时，每8组信息为一组进行解码，每组包括3比特信息；解码过程包括以下子步骤：

步骤4.1：解码音频获得每个轨道中的两个非零脉冲位置；

步骤4.2：根据秘密信息和标记信息的嵌入规则提取秘密信息和标记信息；

步骤4.3：根据标记信息修正秘密信息；

步骤4.4：对修正后的秘密信息进行解密处理，获得原始秘密信息。