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数字音频真实性检测方法的研究与实现

作　者: 尹淼
导　师: 吕成国
学　校: 黑龙江大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 司法证据 数字音频 真实性检测 篡改检测
分类号: TN912.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


数字音频由于本身存储空间小、音频质量高、便于操作处理的特性已基本替代模拟音频成为主流音频格式。它在便利我们生活的同时,也作为司法证据对判断是非发挥重要作用。但数字音频以二进制方式进行存储的特性造成了它本身易编辑、修改、伪造的特点。如何对作为司法证据的数字音频进行真实性检测有较大的研究意义。针对数字音频进行真实性检测主要有两类方法,一类是基于数字水印的方法,另一类是对不存在数字水印的音频进行检测,本文主要研究第二类方法。文章首先实现现有基于数字音频与录制设备相关性的检测方法,在此基础上,应用滤波器降噪提取本底噪声,并提出了应用相关性分析原理进行本底噪声比对的方法,明确了真实性检测的依据;在基于期望最大化算法的检测研究中,首先实现现有方法,然后提出改进算法,最后利用频谱检测原理对两种算法进行比较;在基于高阶频谱分析的检测方法中,本文在绘制等高线图和计数直方图的基础上,提出了统计零点附近的频率权值并用程序进行判断的方法,直观的得出是否被篡改的结论。考虑三种方法误检率和漏检率互补的结论,把三种方法融合进行综合实验,得到比单一实验更高的辨识率。

全文目录


中文摘要  3-4
Abstract  4-8
第1章 绪论  8-19
  1.1 引言  8-13
    1.1.1 数字音频概述  8-10
    1.1.2 数字音频真实性定义  10-11
    1.1.3 数字音频真实性的应用  11-12
    1.1.4 电子证据定义及鉴定要素  12-13
  1.2 国内外研究现状  13-17
    1.2.1 数字水印技术篡改检测  14-16
    1.2.2 无水印音频篡改检测  16-17
  1.3 本文研究内容  17-19
第2章 基于音频与录制设备相关性的检测方法  19-48
  2.1 现有的基于小波降噪原理的检测方法  20-25
    2.1.1 阈值函数  20-24
    2.1.2 小波降噪检测流程  24-25
  2.2 采用巴特沃斯滤波器降噪原理的检测方法  25-29
    2.2.1 傅立叶变换  25-27
    2.2.2 数字滤波器的设计思想及步骤  27-28
    2.2.3 用脉冲响应不变法设计IIR 数字低通滤波器  28-29
  2.3 相关性分析  29-35
    2.3.1 统计特征值  29-30
    2.3.2 互相关函数  30-32
    2.3.3 自相关函数  32-33
    2.3.4 离散相关的基本定义  33-34
    2.3.5 离散相关的快速算法  34-35
  2.4 实验  35-47
    2.4.1 基于小波降噪的检测实验  35-41
    2.4.2 基于巴特沃斯滤波器的检测实验  41-46
    2.4.3 音频测试实验  46
    2.4.4 比较结果及分析  46-47
  2.5 本章小结  47-48
第3章 基于期望最大化算法的检测方法  48-61
  3.1 信号一维线性插值  48-50
  3.2 邻近序列相关性及EM 算法  50-54
    3.2.1 EM 算法简介  50-51
    3.2.2 一般EM 算法及改进算法过程描述  51-54
  3.3 篡改检测流程及检测依据  54-55
  3.4 实验  55-60
    3.4.1 一般EM 算法实验  55-57
    3.4.2 改进EM 算法实验  57-59
    3.4.3 统计矩检测实验  59
    3.4.4 音频测试实验  59-60
    3.4.5 比较结果及分析  60
  3.5 本章小结  60-61
第4章 基于高阶频谱分析的检测方法  61-72
  4.1 非线性变换的引入  61-64
    4.1.1 简单非线性变换  61-63
    4.1.2 一般形式非线性变换  63
    4.1.3 自相关性的定义  63-64
  4.2 篡改检测的依据  64-66
  4.3 实验  66-71
    4.3.1 绘制等高线图和计数直方图  66-68
    4.3.2 判断零点附近频数实验  68-69
    4.3.3 音频测试实验  69-70
    4.3.4 综合实验  70-71
  4.4 本章小结  71-72
结论  72-73
参考文献  73-79
致谢  79

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 电声技术和语音信号处理 > 语音信号处理
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