[发明专利]一种相同码率下的MP3音频双压缩检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多媒体数字取证的音频双压缩技术，尤其是涉及一种相同码率下的MP3音频双压缩检测方法。

背景技术

随着多媒体信息技术的快速发展，人们越来越多地通过音频设备、图像设备、视频设备以及其它记录设备来获取世界上的各种多媒体信息，而这些多媒体信息也密切地影响着人们的生活。在这个数字化时代，Coo1EditPro、GoldWave等多媒体编辑软件的出现，让许多非专业人士仅通过多媒体编辑软件就能完成对多媒体信息的编辑和修改，而不会留下明显的篡改痕迹。虽然大多数人对多媒体信息的编辑和修改只是为了使多媒体信息变得更加完善，从而增强多媒体信息的视觉或听觉效果。但是也有一部分人为了达到自己不可告人的秘密，对多媒体信息进行各种恶意的篡改甚至伪造多媒体信息。这些被篡改和伪造的多媒体信息一旦被用于正式媒体、法庭证物、科学发现或政府网站等，无疑会对人们的生命、财产安全和社会的稳定造成严重的危害。

音频作为多媒体信息中最重要的分支之一，它可以在网络上被下载，也可以作为电子档案被存储。目前越来越多的人开始利用移动终端设备进行录音，并将录制到的音频作为法庭证据或者新闻媒介。而这些用于法庭证据和新闻媒介等的音频的准确性，将在很大程度上影响人们的生活以及社会的稳定，因此音频取证具有重大的意义。MP3作为当今网络上最流行的音频格式，判定其是否被篡改是目前亟待解决的问题。对MP3音频的篡改必须先将MP3音频解压成WAV音频，然后在时域中对解压成的WAV音频的内容进行增加、删除、剪切、拼接以及其它操作，最后再将WAV音频压缩成MP3音频，这就导致被篡改后的MP3音频必然遭受过MP3音频双压缩。因此研究人员可以通过检测MP3音频是否遭受过MP3音频双压缩，来推测MP3音频是否被篡改或者预测在哪个位置上被篡改。目前很多学者对图像和视频的双压缩检测进行了大量的研究，然而对MP3音频的双压缩检测却很少，尤其是MP3相同码率下的双压缩检测。

施云庆等人根据第二次压缩过程中音频的MDCT系数值在-1和1间的个数要少于第一次压缩过程中音频的MDCT系数值在-1和1间的个数，利用Benford定律以及帧偏移来检测MP3音频是否遭受过双压缩，该方法对第一次压缩码率为RB1，且第二次压缩码率为RB2(RB2＞RB1)的MP3音频双压缩检测有较好的检测效果，然而对第一次压缩码率为RB1，且第二次压缩码率为RB2(RB2＜RB1)或者相同码率(第一次压缩码率为RB1，且第二次压缩码率为RB2，RB2＝RB1)之间转换的检测效果较差。刘庆忠等人根据非零MDCT系数的数量以及零系数和非零系数的直方图分布来区分单压缩和双压缩，该方法弥补了第一次压缩码率为RB1，且第二次压缩码率为RB2(RB2＜RB1)的双压缩检测的缺陷，然而对于相同码率的MP3音频双压缩检测却没有给出检测结果。在相同码率的MP3音频双压缩检测的过程中，由于MP3相同码率下的双压缩检测的第一次压缩的编码参数和第二次压缩的编码参数是相同的，因此第一次压缩和第二次压缩过程中除去的冗余信息非常相近，这就使得检测难度大大增加。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种相同码率下的MP3音频双压缩检测方法，其对相同码率下的MP3音频双压缩检测具有较高的检测率，且计算复杂度低，同时能够对不同风格的MP3音频进行检测，并能够与音频压缩编码标准保持很好的兼容性。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种相同码率下的MP3音频双压缩检测方法，其特征在于包括以下步骤：

①选取N个风格不同的未压缩的WAV音频样本，然后利用MP3编码器对未压缩的WAV音频样本进行编码，得到每个未压缩的WAV音频样本一次压缩后形成的一次压缩MP3音频，再利用MP3解码器将得到的一次压缩MP3音频解压成WAV音频，其中，N≥10；

②利用步骤①中所使用的MP3编码器对步骤①中解压成的每个WAV音频进行编码，得到与每个未压缩的WAV音频样本对应的二次压缩MP3音频，然后将每个一次压缩MP3音频作为一个正样本，将每个二次压缩MP3音频作为一个负样本，将所有的正样本和所有的负样本构成一个训练样本集合，该训练样本集合中的每个子样本为正样本或为负样本，再提取出该训练样本集合中的每个子样本中的所有特征值，并在每个子样本中的所有特征值中按序选出250个特征值，其中，本步骤中的MP3编码器的编码比特率与步骤①中的MP3编码器的编码比特率相同；

③利用支持向量机对训练样本集合中的所有子样本各自对应提取到的250个特征值进行训练，得到训练后的支持向量机；