基于FPGA的数字音频信息隐藏技术研究

摘要

随着网络技术的普及,随之而产生的网络安全问题逐渐被人们所关注。信息隐藏作为信息安全的一个重要部分,由于其在版权保护等方面的重要作用,已成为专业研究人士的主要研究对象。而当前的信息隐藏产品主要是由软件方式开发而成,对使用要求有一定的局限性,比如实时性很难达到要求,因此对于此类产品的推广带来一定的障碍。本文主要研究音频的信息隐藏技术的FPGA实现方式,在设计过程中对整体的架构进行分析,通过生成IP核的方式实现硬件设计,并对性能及应用前景进行分析。
　　本文首先对信息隐藏技术和IP核开发技术进行研究,说明了以IP核方式实现信息隐藏算法的可行性和必要性。本文对IP核的易配置、易修改、使用灵活、功能专一等优点进行了分析,同时还分析了各种信息隐藏算法,本文的重点是将已有算法用IP核实现,形成目标软核。本系统采用了LSB、DCT算法作为音频的信息隐藏算法,设计了LSB算法模块、DCT算法模块,并用软核进行功能实现。在软核设计方面主要针对软核的可控性进行设计,整体模块在主控制器的协调下将数字音频信息和隐藏信息进行处理,最终实现数字音频信息隐藏核(DAIH)模块。
　　最后本文对DAIH的性能测试进行说明,主要针对DAIH的功能测试和性能测试两方面,功能方面主要是针对隐藏和提取两种工作方式的完备性;性能方面主要是针对此类硬件实现的系统较之软件实现的系统的性能优越性。同时本文针对此系统在应用方面的前景进行研究,设计了一个网络语音认证系统的应用实例,说明了数字音频信息隐藏软核是如何应用到实际设计中的,表现了信息隐藏软核良好的实用性和广阔的应用前景。

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CONTENTS

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.2 数字音频技术研究现状

1. 3 信息隐藏技术研究现状

1.4 论文主要内容及结构

第2章 相关技术和开发工具

2.1 FPGA相关技术

2.2 数字音频处理技术

2.3 信息隐藏技术

2.4 IP 核设计工具

2.5 本章小结

第3章 数字音频信息隐藏软核结构设计

3.1 总体结构设计

3.2 主控制器结构设计

3.3 数据缓存器结构设计

3.4 信息隐藏算法模块结构设计

3.5 本章小结

第4章 数字音频信息隐藏软核模块设计

4.1 AC97控制器模块设计

4.2 主控制器模块设计

4.3 数据缓存器模块设计

4.4 LSB算法模块设计

4.5 DCT算法模块设计

4.6 本章小结

第5章 数字音频信息隐藏软核测试及应用

5.1 IP软核设计

5.2 实验过程及总结

5.3数字音频认证系统设计

5.4 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士期间发表的论文

致谢