神經網絡檢測的自同步隱蔽信息傳輸系統探究

摘要:隨著信息技術的飛速發展，我們已經進入了信息化的時代。每天都有大量的信息通過不同的傳輸系統傳播到各個角落，由于傳統通信方式的缺陷，信息在傳播過程中存在被監聽、截取和破譯的危險。因此，研發一種更加隱蔽的信息傳輸系統成為了人們對于信息傳輸安全的迫切需求。本文圍繞神經網絡檢測的自動同步隱蔽信息傳輸系統，對信息的可靠性傳輸進行了探討。

關鍵詞:神經網絡;自同步;隱蔽信息;傳輸系統

中圖分類號:TN918 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2012) 12-0074-01

一、系統的設計原理和設計思想

(一)基本原理

在現代的信息隱藏技術中看，數字水印技術是其中的一個重要組成部分。數字水印技術通過利用人得感官系統的特性對圖像、視頻和語音等信息進行限制，同時選擇適合的嵌入方式，保證嵌入水印的信息不超過人類視覺和聽覺系統的限制，那么僅通過人耳和肉眼是無法判斷水印嵌入前后的信息差別的。這就大大改進了傳統信息傳播方式的缺陷，保證了系統的較強的偽裝性和隱藏性，讓信息的安全傳輸成為了可能。

(二)設計思想

1.將信息以數字水印的方式嵌入到語音傳輸中，這是隱藏信息的主要傳輸方式。利用語音為載體來進行信息傳輸可以減少水印嵌入時的運算難度，減少了運算時間和運算量。同時，語音傳輸的交互性是器保證隱藏信息傳輸的重要特點，這也為信息的安全傳輸奠定了基礎。

2.小波變換思想。對于數字語音而言，小波在數字語音信號分析中比離散余弦變換更有優勢，能量更為集中，同時具有不同的空間支持域。小波變換具有更強的抵抗能力，在抵抗剪切攻擊時，局部空間子持的水印分量可以起到很好的效果;面對縮放攻擊的時候，全局空間支持的水印就可以發揮良好的保護效果。另外，由于小波在變換水印嵌入算法的時候，與嵌入式零樹小波壓縮相適應，更增強了小波變換的抵抗能力。小波變換的算法由于將水印信息嵌入在低頻系數上，因此不僅保證了水印的魯棒性，而且嵌入水印也不會對數字語音的質量產生過大影響，人的感官很難觀察初嵌入水印后的數字語言質量變換。

3.系統的基本設計思想如下:首先要將采集的語音進行分段，同時進行離散小波變換。將隱藏信息的m序列轉換為“l”和“-l”的排列方式。在進行信息的嵌入時，將同步信號嵌入到小波域低頻系數的前部，隱藏信息嵌入到小波域低頻系數的后部，經過這種信息的嵌入后，通過重構小波后便得到嵌入同步信號和隱藏信息的實時語音。接收方在提取隱藏信息時，需要先將接收到的語音數據后先進行DWT操作，然后檢測同步信號并確定同步信號的位置，這樣就保證了隱藏信息的安全提取。由于網絡的普遍使用，因此將網絡作為實時語音傳輸系統。

二、隱蔽信息傳輸系統的關鍵技術

(一)同步信號與隱藏信息的嵌入與提取

1.同步信號的嵌入與檢測。在隱藏信息的提取過程中，對同步信號的準確識別是整個工作的關鍵，因此可以將同步信號嵌入到時域中。由于時域算法具有搜索時計算量小的特點，因此可以將同步信號嵌入其中。但是，時域算法有一些限制，例如會限制嵌入強度，對攻擊的抵抗能力較差。離散小波變換在時頻局部分解方面有較好的效果，將同步信號嵌入到離散小波變換既可以保證較小的搜索計算量，又能提高抗攻擊的性能。

2.隱藏信息的嵌入與提取。壓縮和噪聲可能會影響嵌入隱藏信息的實時語音傳輸，因此為了提高傳輸的安全性和可靠性，需要在嵌入語音之前先進行信道的編碼。由于隱藏信息是以字符串形式表示和存儲，因此可以利用BCH碼對其進行研究。我們利用一個具有256碼字的信號集來表示一個字節中256個值。在下面的公式中，Wi代表隱藏信息的每個字節，它對應信號集中的一個原型信號。

在這個公式中，隨著r的不斷擴大，冗余度和隱藏信息的穩健性也會不斷提高;另一方面，r數值增大的同時，隱藏信息也會減少。在運算的過程中，需要對隱藏信息傳輸速率、水印嵌入的魯棒性進行衡量，選擇適合的數值。然后，在提取隱藏信息時，將采集的語音數據進行小波分解。接著如果能夠檢測到同步信號，就可以將隱藏信息嵌入信息進行提取。

(二)數字語音水印技術

小波變換算法采用附加進水印信息的模板去訓練神經網絡，數字水印技術也是實現隱蔽信息傳輸的重要組成部分。

1.水印嵌入算法。小波變換主要是將數字語音信號分解成時域和尺度域的一變換。首先，小波變換在處理時變數字語音信號時會起到有效作用。我們可以充分利用小波變換的多分辨率特性加快小波變換域內嵌入水印的效率;其次，小波變換具有能量集中的特點。利用小波變換數字語音信號后，為提高算法的魯棒性，要將水印信息嵌入到載體能量高的低頻部分。

2.水印的檢測與提取。水印的提取過程就是與水印嵌入過程相反的過程。主要的提取過程有以下方面:

(1)首先利用水印嵌入算法，對需要檢測的數字語音信號進行一層小波變換。通過運算得到重要小波變換系數。

(2)利用嵌入算法，分別計算小波系數的水印的位置和所對應的小波變換系數。

(3)根據以小波變換系數為中心的數據塊，選取一個合適的長度值。用來表示水印序列與數字語音小波系數之間的關系。

三、結語

神經網絡檢測的自同步隱蔽信息傳輸系統，通過利人的聽覺和視覺系統的分辨率限制，實現隱藏信息的安全傳輸。這種新型的傳輸系統改變了傳統信息傳輸系統易被攻擊者監聽、截取的缺點，在很大程度上提高了信息傳輸的安全性和隱蔽性。同時，神經網絡檢測的自同步隱蔽信息傳輸系統明顯提高隱藏信息的傳輸準確率。因此，將這種實用的傳輸系統不斷改進和推廣，對于保證信息的安全、隱蔽傳輸具有重要意義。

參考文獻:

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