数字音频的真实性鉴定

摘要

随着计算机多媒体技术和网络技术的不断发展,使得数字多媒体(数字图像,数字视频、音频以及三维计算机图形)的应用得到了广泛的发展。数字媒体有着易存储、易编辑,易传输等传统的模拟媒体无法比拟的优点。但这些优点也带来了许多新的问题。首先是数字材料低廉的修改成本。在强大的编辑工具帮助下,一幅图像、一段影像或者一段音频可以很轻易的被改的面目全非。其次是被改动后的数字材料很难断定其真伪,因此数字材料的真实性往往得不到保障。这会给我们在应用数字媒体的同时,造成一些困扰,尤其是在一些重要的场合比如法庭举证、部门机密文件、医疗记录、历史文献备份。因此,保护这些数字媒体的真实性和完整性具有重要的意义。目前已有的一些技术,比如数字水印和数字签名等,可以很好的保护原始数据的真实性。但是这要求设备本身在录取原始数据时,就插入水印和签名,这样的设备往往价格高昂,而且使用率很低,大多数设备则不具备这样的功能。因此,本文研究的课题是如何对一个给定的无显著地提供附加信息的数字音频材料(即不加入任何辅助的信息来保证其完整性和真实性)进行真实性检测。我们将从多方面出发,本文首先研究了数字音频的噪声与设备的相关性,并利用小波降噪的方法,可以得到该数字音频的噪声。并作为该设备的特征本底噪声的特征。从而提出了一种可以检测由不同种类的设备录制的音频互相篡改的方法,为司法鉴定提供判断的依据。其次,本文研究了语音信号的特点,基于其微观不确定性和可分割性,利用短时能量分析与短时过零分析相结合的方法,提取出语音音频中的音节片段,并根据量化的音节片段的相似度,来检测数字音频是否含有复制篡改的方法。

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论

1.1 课题背景

1.1.1 电子证据的概念及特点

1.1.2 电子证据的鉴定要素

1.2 国内外的研究现状

1.2.1 依赖于辅助信息的检测技术

1.2.2 非辅助信息依赖的检测技术

1.3 论文的研究内容与章节结构

1.3.1 论文的研究内容

1.3.2 章节结构

第二章 数字音频检测概述

2.1 数字音频概述

2.1.1 数字音频的优点

2.1.2 数字音频的格式

2.2 音频篡改手段及工具

2.2.1 常见的音频篡改工具

2.2.2 常见的音频篡改手段

2.3 本章小结

第三章 基于设备相关性的检测方法

3.1 数字音频中的背景噪声

3.1.1 噪声分类与特征

3.1.2 环境的噪声

3.1.3 设备的本底噪声

3.2 数字音频信号的模型

3.3 小波降噪技术

3.3.1 小波分析理论

3.3.2 基于小波变换的降噪方法

3.4 检测方法与实验结果

3.4.1 检测方法

3.4.2 设备的本底噪声检测

3.4.3 对篡改后的音频进行检测

3.5 本章小结

第四章 基于语音波形比较的检测方法

4.1 语音信号的特点

4.1.1 语音的基本特征

4.1.2 汉语语音的特点

4.1.3 语音信号的特点

4.2 端点检测方法

4.2.1 短时能量分析

4.2.2 短时过零分析

4.2.3 端点检测方法

4.3 相似度的量化

4.4 检测方法与实验结果

4.4.1 检测方法

4.4.2 提取语音片度

4.4.3 相似度检测

4.5 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 全文总结

5.2 未来展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文

上海交通大学硕士学位论文答辩决议书