可实现篡改定位的语音感知哈希内容认证方法

IR > 计算机与通信学院

	可实现篡改定位的语音感知哈希内容认证方法
	张秋余; 邸燕君; 黄羿博; 陈海燕; 刘扬威; 省鹏飞; 杨仲平
	2014-07-09
专利权人	兰州理工大学
公开日期	2014-07-09
授权国家	中国
专利类型	授权发明
摘要	可实现篡改定位的语音感知哈希内容认证方法，首先对语音信号进行预处理，并对每帧语音信号分别进行10阶的线性预测分析，通过离散傅里叶变换法求得线谱对LSP系数作为感知特征；然后将语音数据顺序分组，并将各组语音的LSP系数加权的期望顺序组合作为最终的认证数据，经哈希构造来压缩认证数据量；最后通过哈希匹配实现了对语音内容的快速认证。该方法对改变音量、回声、重采样等内容保持操作具有鲁棒性，对替换、删除等恶意操作敏感，可实现精确的篡改区域定位，且具有认证数据量小、运行效率高的特性，适用于资源受限的语音通信终端。
申请日期	2012-10-24
优先权日	2012-10-24
预估到期日	2032-10-24
语种	中文
专利状态	未缴年费
申请号	CN201210409406.6
公开（公告）号	CN102915740B
IPC 分类号	G10L19/087 ; G10L25/45
专利代理人	董斌
代理机构	兰州振华专利代理有限责任公司
权利要求	1.可实现篡改定位的语音感知哈希内容认证方法，其步骤为： (1) 对语音信号A进行分帧，分为20ms的等长帧，使用汉明窗进行加窗，帧移为15ms； (2) 对每一帧语音信号进行LPC分析，求得其10阶LPC系数； (3) 将每一帧LPC系数转化为LSP系数，每一帧语音信号的LSP系数为一行组合为矩阵A； (4) 将LSP系数顺序分组，并将各组加权分解矩阵A得新矩阵AJ； (5) 生成哈希向量h，；其中为第i帧数据的第n阶LSP系数的值。 (6) 哈希匹配：按上述步骤先从发送端提取出感知特征，进行计算将其转换为认证数据h1，然后与原始语音一起送入传输信道（认证数据的传输本发明未作研究），当接收端收到数据时一边提取出认证数据h1，一边用同样的方法计算认证数据h2，再将两端的认证数据进行匹配，将匹配结果与阈值(Threshold)相比较。两段感知内容相同语音的哈希的BER值小于匹配阈值，系统不报警；相反，感知不同语音的BER应大于阈值系统报警。 2.根据权利要求1所述的可实现篡改定位的语音感知哈希内容认证方法，其特征在于分解矩阵A的步骤为： (1) 确定语音信号总帧数为M，则分解后的矩阵AJ的行数为M/20； (2) 矩阵AJ为： 3.根据权利要求1所述的可实现篡改定位的语音感知哈希内容认证方法，其特征在于哈希匹配方法的步骤为： (1) 计算不同内容语音的哈希序列的BER，记做BER1。 (2) 计算原始语音和对其进行篡改操作后的语音的哈希序列的BER，记做BER2。 (3) 计算原始语音和对其进行内容保持操作后的语音的哈希值的BER，记做BER3。 4.根据权利要求1所述的可实现篡改定位的语音感知哈希内容认证方法，其特征在于篡改区域定位方法的步骤为：（1）设识别阈值和认证阈值分别为τ1和τ2（τ1>τ2）；（2）先用识别阈值判别相同语音和不同语音，再对BER分布在τ1和τ2区间内的语音通过篡改定位进行二次认证，相同语音依然可以通过认证；其中，篡改定位是基于哈希构造方法的，当某行哈希值的BER大于30%时，认为该行哈希值所对应的300ms（15ms×20）语音遭到篡改，而哈希值的行数决定了篡改语音在原始语音中的位置，能够完成篡改区域的毫秒级定位。
引用专利	CN102572050A;CN1497577A;JP2003044084A;US7243064B2
被引用专利数量	0
简单法律状态	失效
文献类型	专利
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/109754
专题	计算机与通信学院
推荐引用方式 GB/T 7714	张秋余,邸燕君,黄羿博,等. 可实现篡改定位的语音感知哈希内容认证方法[P]. 2014-07-09.

条目包含的文件		下载所有文件
文件名称/大小	文献类型	版本类型	开放类型	使用许可
CN102915740B.PDF（2077KB）	专利		开放获取	CC BY-NC-SA	浏览下载