基于感知哈希的语音检索与远程认证研究

摘要

20世纪60年代，信息技术进行了第五次革命后，信息技术、计算机网络及现代通信技术等多项技术发展越来越迅速，普及面越来越广泛，并从国家、政府的应用扩展到了企业、部门以及普通大众。近年来逐步兴起的云技术，使得网络平台可以为用户提供更多更优质的服务。多媒体信息在网络中拥有庞大的用户群，用途多样，使用频繁，因此，对于多媒体信息的认证、检索以及版权保护等成为了人们越来越关注的问题。
　　本文基于感知哈希，分别设计了密域语音检索方案和语音远程认证方案，论文的主要工作如下:
　　(1)提出一种基于忆阻器蔡氏电路混沌系统的语音置乱加密方法，在此基础上利用过零率提出了基于数字水印的感知哈希密域语音检索算法。该算法提取语音的过零率生成用于检索信息的感知哈希摘要，并采用数字水印技术嵌入在加密后的语音信号中。当对密域语音进行检索时，可以在不下载、不解密加密语音的情况下，通过计算目标检索感知哈希值和从密域语音中提取的感知哈希值的归一化汉明距离进行匹配获得检索结果。实验结果表明，该算法具有良好的区分性和唯一性，对各种常规的语音处理具有较强的感知鲁棒性，并满足安全性和实时性要求，能够得到100％的查准率和98％以上的查全率。
　　(2)提出一种基于感知哈希提取指纹生物特征并以此进行语音远程身份认证的算法。采集的指纹信息经过感知哈希函数映射成代表身份信息的感知摘要，并作为水印嵌入到语音中。这样，身份认证信息就可以包含在语音数据中一起通过通信信道传输，从而达到远程身份认证的过程。由于感知哈希具有鲁棒性和唯一性，不像传统哈希那样敏感，不会出现在经过通信信道传输后认证信息无法准确提取从而影响认证结果的情况。实验证明，算法中嵌入指纹信息不会影响语音的正常使用，并且对身份认证有很好的抗碰撞性以及远程认证的鲁棒性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景和意义

1．2 国内外现状分析

1．2．1 密语语音检索现状

1．2．2 远程身份认证现状

1．3 本文的主要研究内容

1．4 本文结构

第2章 感知哈希概述

2．1 感知哈希的发展背景

2．2 感知哈希的概念

2．3 感知哈希的性质

2．4 感知哈希的分类

2．4．1 图像感知哈希

2．4．2 音频感知哈希

2．4．3 视频感知哈希

2．4．4 生物感知哈希

2．5 感知哈希的应用

2．5．1 感知哈希的认证模式

2．5．2 感知哈希的识别模式

2．5．3 感知哈希的检索模式

2．5．4 感知哈希的拷贝检测模式

2．6 本章小结

第3章 基于水印的密语语音感知哈希检索

3．1 引言

3．2 数字语音加密

3．3 密域语音感知哈希检索

3．3．1 语音感知哈希生成

3．3．2 密域语音检索

3．4 性能分析与比较

3．4．1 感知哈希性能

3．4．2 语音加解密

3．4．3 密域语音检索准确性

3．5 本章小结

第4章 基于感知哈希的语音远程身份认证

4．1 引言

4．2 身份信息感知哈希

4．2．1 指纹图像随机分块

4．2．2 随机矩形区域重心

4．2．3 感知哈希提取

4．3 语音远程身份认证

4．3．1 感知哈希水印嵌入

4．3．2 远程通信信道

4．3．3 感知哈希水印提取及身份认证

4．4 实验结果分析

4．4．1 抗碰撞性

4．4．2 不可听性

4．4．3 远程认证鲁棒性

4．5 本章小结

总结与展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果