[发明专利]一种基于Chirp在音乐中隐藏信息的方法

权利要求书

1.一种基于Chirp在音乐中隐藏信息的方法，分为信息发送者和信息接收者两大部分，其特征在于：信息发送者包括以下四个步骤：

(1)发送者确定需要传输的信息以及将要播放的音乐，并且将待发送的信息编码为Chirp符号；具体而言，

(11)发送者选用18KHz为中心频率，并以中心频率为中心分别向上、向下生成up-chirp和down-chirp；

(12)发送者将比特0编码为down-chirp，比特1编码为up-chirp；

(2)发送者需要生成一个固定的Chirp序列作为启动信号，并将启动信号添加在信息编码的Chirp之前；

(3)发送者对产生的Chirp符号使用如下新型窗口来对Chirp符号进行预处理，其中M表示一个Chirp符号的样本数，具体表示为M＝fs*τ，其中，fs为采样率，τ为一个Chirp符号的持续时间，n为从0增长到M的一个自变量，将生成的每一个Chirp符号分别乘以w(n)获得经过预处理后的Chirp音频，使得每一个Chirp符号都从0开始逐渐产生，且在最后一部分逐渐消失；

(4)发送者将生成的Chirp符号与将要播放的音乐混合起来，生成携带了信息的混合音乐文件，并且使用扬声器播放混合音乐；具体而言，

(41)发送者需要将音乐进行归一化处理，使其每个声音样本值在-1到1的范围内，Chirp音频是由余弦函数采样产生的，不需要处理；

(42)按一定比例混合Chirp音频和原始音乐，使得整体音乐保持既听不见Chirp符号又保持低误码率；

信息接收者包括以下两个步骤：

(5)接收者使用智能手机的麦克风接收扬声器播放的音乐，为了正确解码首先要确认帧的开始；

(6)接收者确认帧的开始位置后，将会开始解码Chirp；具体而言：

(61)对Chirp符号进行快速傅里叶变换，得到频率的幅度值；

(62)通过幅度值来分别计算up-chirp频段和down-chirp频段的能量和，并且进行对比，解码为能量值较大的那一种符号。

2.根据权力要求1所述的基于Chirp在音乐中隐藏信息的方法，其特征在于：所述信息发送者的步骤(11)和(12)中，Chirp的具体生成方式为，Chirp信号按给定采样率从余弦波中采样，down-chirp的余弦波设置为s(t)＝cos(2πf_ct-πμ/2t²)，up-chirp的为s(t)＝cos(2πf_ct+πμ/2t²)，其中f_c为中心频率，μ定义为频率变化率。

3.根据权力要求1所述的基于Chirp在音乐中隐藏信息的方法，其特征在于：所述信息接收者的步骤(5)中，接收者使用智能手机的麦克风接收扬声器播放的音乐，为了正确解码首先要确认帧的开始，具体包括如下步骤：

(51)接收者使用短时傅里叶变换检测音乐的高频段来对准符号数据，这样可以过滤掉原音乐以及环境噪音；

(52)当接收者检测到音频频率临近中心频率时，将会进入到一个特殊的状态，在这种状态下，本发明尝试解码即将到来的五个chirp符号，当接下来的五个chirp符号被成功解码时，帧同步完成，否则，将窗口滑动一个样本，开始下一次尝试。

4.根据权力要求1所述的基于Chirp在音乐中隐藏信息的方法，其特征在于：所述信息接收者的步骤(62)中，接收者通过幅度值来分别计算up-chirp频段和down-chirp频段的能量和的具体计算方式为：设mag(i)为频率i的幅度，则为up-chirp频段的能量和，为down-chirp频段的能量和，如果e_up＞e_down，则该符号是up-chirp，否则就是down-chirp。