一种基于mdct量化系数的小值区的aac音频隐写和提取方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于信息安全中的信息隐藏领域，特别是设及一种基于MDCT量化系数小 值区的AAC隐写和提取方法。
【背景技术】
[0002] 隐写是在公开的数字媒体中W某种算法嵌入秘密信息的技术，可W利用公开的信 道实现秘密通信。目前关于音频隐写方法的研究主要利用未压缩格式音频作为载体，但是 W未压缩音频作为载体的隐写方法存在着问题：未压缩音频的体积较大，不便于通信传输， 且在网络上并不常见，容易引起监控者的怀疑，从而影响隐写的安全性。目前在互联网上绝 大部分的音频都是WMP3为代表的压缩编码进行存储和传输的，先进音频编码（AAC)是在 MP3的基础上开发出来的一种音频编码标准，AAC较MP3具有更好的音质和压缩率，也是目 前在互联网上比较流行的一种音频格式，是一种理想的隐写载体，因此，对于AAC隐写方法 的研究同样具有实际的意义。
[0003] 虽然在W未压缩域音频作为载体的隐写研究中，已出现不少的成熟的隐写方法和 隐写工具，但是在压缩音频中嵌入秘密信息要比在未压缩音频中困难的多，原因在于压缩 音频本身的冗余较少，且W编码比特流的形式存在，因此压缩音频与未压缩音频的隐写方 法有所差别。目前对于压缩音频隐写方法的研究主要集中在WMP3为载体上，而WAAC为 载体的隐写方法的研究相对较少，根据嵌入位置的不同，大体上分为四类方法：
[0004] 一是基于时域的信息隐藏方法，即在未压缩的时域信号中嵌入秘密信息再压缩成 AAC格式的音频，但是在AAC压缩过程中容易丢失部分秘密信息，且算法复杂度较高，无法 满足实时性的要求，因此该种方法目前在压缩域音频的信息隐藏中很少使用。
[0005] 二是基于频域实数信号的隐藏方法，该类方法在嵌入前需要将量化系数通过反量 化得到频域实数信号，并在频域实数信号中嵌入秘密信息，嵌入后还需经过量化过程，计算 复杂度较高，且在量化过程中可能损失部分信息。
[0006] S是基于频域量化值的隐藏方法，该类方法在嵌入过程中只需对AAC进行部分解 码，得到量化后的MDCT系数，而不需要经过反量化和量化的过程，既避免了量化过程中可 能造成的秘密信息的损失，又减少了量化过程的计算复杂度。
[0007] 四是基于比特流的隐藏方法，该类方法直接在比特流上进行嵌入，无需经过反量 化、量化、MDCT变换等过程，因此算法复杂度较低。但是基于比特流的隐藏方法通常冗余空 间较少，隐藏容量也较少。
[0008] 尽管目前已出现了一些WAAC为载体的隐写和提取方法，但是在隐写容量、不可 感知性和抗隐写分析性方面仍有提升的空间。
【发明内容】
[0009] 本发明为了避免现有技术存在的不足之处，提出一种基于MDCT量化系数的小值 区的AAC音频隐写方法和提取方法，W期能够降低隐写和提取过程的计算复杂度，提高隐 写的不可感知性和抗隐写分析性，从而能够在AAC音频中安全、高效的隐藏信息W及快速 的提取f目息。
[0010] 本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：
[OCm] 本发明一种基于MDCT量化系数的小值区的AAC音频隐写方法，是用于将要传输的 隐写信息经过压缩和加密后形成秘密信息，并嵌入在AAC音频中；其特点是按如下步骤进 行：
[001引步骤1、根据AAC音频码本建立如表1和表2所示的包含有index对和码长的映射 表，所述index对是由左边的index值和右边的index值组成；
[001引 表1 [0014]
【主权项】
1. 一种基于MDCT量化系数的小值区的AAC音频隐写方法，是用于将要传输的隐写信息 经过压缩和加密后形成秘密信息，并嵌入在AAC音频中；其特征是按如下步骤进行： 步骤1、根据AAC音频码本建立如表1和表2所示的包含有index对和码长的映射表， 所述index对是由左边的index值和右边的index值组成：
表1 表2 步骤2、根据如表1和表2所示的映射表，建立隐写规则； 所述隐写规则为： 1) 、若搜索的index值不在表1和表2中，则跳过所述搜索的index值，表示所述搜索 的index值不能用于嵌入在所述AAC音频中； 2) 、若搜索的index值在表1或表2的index对中对应为左边的index值；则判断所述 秘密信息的比特流中的当前位是否为" 1"，若为" 1"，则将所述搜索的index值替换为右边 的index值；否则，所述搜索的index值保持不变； 3) 、若搜索的index值在表1或表2的index对中对应为右边的index值；则判断所述 秘密信息的比特流中的当前位是否为"〇"，若为"〇"，则将所述搜索的index值替换为左边 的index值；否则，所述搜索的index值保持不变； 步骤3、利用所述映射表和隐写规则实现所述秘密信息的嵌入，从而获得载密的AAC音 频。
2. 根据权利要求1所述的基于MDCT量化系数的小值区的AAC音频隐写方法，其特征 是，所述步骤3中，是按如下步骤实现所述秘密信息的嵌入： 步骤1、对所述AAC音频编码进行比特流解包，获得解包后的比特流； 步骤2、从所述解包后的比特流中读取码本信息，并根据所述码本信息从所述比特流中 搜索出MDCT量化系数的小值区的码字； 步骤3、根据所述码本信息所对应的AAC音频码本对所述小值区的码字分别进行解码， 获得--对应的index值； 步骤4 :在所述映射表中一一查找所述解码后的index值，并根据所述隐写规则将所述 秘密信息一一嵌入在AAC音频中，直到所述秘密信息的比特流结束或搜索不到所述小值区 的码字为止，从而实现所述隐写信息的嵌入。
3. -种基于MDCT量化系数小值区的AAC音频隐写的提取方法，其特征是按如下步骤进 行： 步骤1 :对载密的AAC音频进行比特流解包，获得解包后载密的比特流； 步骤2、从所述载密的比特流中读取码本信息，并根据所述码本信息从所述比特流中搜 索出MDCT量化系数的小值区的码字； 步骤3、根据AAC音频码本对所述小值区的码字分别进行解码，获得一一对应的index 值； 步骤4 :在所述映射表中一一查找所述解码后的index值，并根据所述隐写规则从所述 载密的AAC音频中一一提取秘密信息，直到所述秘密信息的比特流结束为止，从而获得所 述秘密信息； 步骤5、对所述秘密信息进行解密后再进行解压缩，从而获得所述传输的隐写信息。
【专利摘要】本发明公开了一种基于MDCT量化系数的小值区的AAC音频隐写和提取方法，其特征是按如下步骤进行：1根据AAC音频码本建立包含有index对和码长的映射表；2根据映射表，建立隐写规则；3利用映射表和隐写规则实现秘密信息的嵌入和提取。本发明能够降低隐写和提取过程的计算复杂度，提高隐写的不可感知性和抗隐写分析性，从而能够在AAC音频中安全、高效的隐藏信息以及快速的提取信息。
【IPC分类】G10L19-018
【公开号】CN104867496
【申请号】CN201510233352
【发明人】王昱洁, 蒋薇薇, 翟琰
【申请人】合肥工业大学
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年5月8日