一种基于音频信息隐藏的方法及装置

本发明涉及信息处理，尤其涉及一种基于音频信息隐藏的方法及装置。

背景技术：

1、信息隐藏是一种在不影响载体原有内容的前提下，将秘密信息嵌入到载体中，以实现隐藏秘密信息的目的。与加密技术不同，信息隐藏不是通过加密来保护信息的安全性，而是通过隐藏信息的存在来保护信息的机密性。

2、信息隐藏的载体可分为文本，图像，音频，文件格式等种类。信息载体作为信息隐藏的重要部分，对载体的不同操作产生了不同的隐藏算法。传统的信息隐藏算法为修改式，通过对秘密信息载体进行修改的方式来添加秘密信息。此方案缺点很多，如信息密度较低以及易被发现含有秘密信息，以及鲁棒性较差，在载体格式发生变化时易丢失秘密信息等。

3、无载体信息隐藏是通过不对载体进行修改或是直接由秘密信息生成载体的方式完成信息隐藏。无载体信息隐藏根据载体的来源将其分为搜索式和生成式。搜索式的载体来源于互联网中的信息，通过一定的规律对原始材料进行统计分析，将秘密信息按照设定的方式进行转化，并于统计后的信息库进行匹配，选取合适的材料作为信息隐藏的载体，接收者将收到含密载体后按照相同方法进行信息提取得到秘密信息。生成式的信息隐藏选取合适的文本模板如宋词，绝句等，由大量数据训练生成模型，再将秘密信息按照设定的方式进行转化，将所得数据输入到模型中生成含密文件。

4、授权公告号为cn102194081b，名称为自然语言信息隐藏方法。简称第一现有技术方案，该技术方案为修改式的，基于文本通过同义词替换的方案实现信息隐藏。

5、授权公告号为cn113515753b，名称为一种信息隐藏方法及装置。简称第二现有技术方案，该技术方案为修改式的，基于音频通过修改的方案实现信息隐藏，具体实现是通过将音频信息转化后的图像，与所述待隐藏图像之间进行计算得到残差信息，并将残差信息反向转化到音频文件中，实现信息隐藏。

6、授权公告号为cn115225771b，名称为一种加密图像可逆信息隐藏方法、装置及计算机设备。简称第三现有技术方案，该技术方案为修改式的，基于图像通过多种修改方式对图像进行修改完成信息隐藏。

7、申请公布号为cn116707781a，名称为一种基于音频对抗样本的隐蔽通信方法。简称第四现有技术方案，该技术方案为修改式的，基于音频通过将原始音频文件进行切分并生成乱序音频以及解密随机序列，接收方将乱序音频和解密随机序列逆向得到原始音频文件。

8、秦川,李蓉受,钱振兴等，基于宋词生成的大容量构造式信息隐藏算法，计算机学报,2023。简称第五现有技术方案，该技术方案为生成式的，基于文本通过分析宋词的韵律要求，按秘密信息生成含密宋词的方式实现信息隐藏。

9、结合上述五篇现有的技术方案，发明人分析现有技术方案如下。

10、隐蔽性方面：

11、第一现有技术方案：基于文本类方案存在隐蔽性不足问题，通过同义词替换虽然可以在某些词上进行，但是其在文章中的语境并不完全符合，如我的工作是数据处理和我的职业是数据处理，后者就容易被发现存在问题，不够隐蔽。

12、第三现有技术方案：基于图像的方案虽然在人工观察下具有较好的隐蔽性，但是无论是lsb方案或者dct方案，都会对图像的进行修改，如果网络上存在原始图像，就容易被通过对比原始图像的方式发掘出隐藏信息，或者通过rs分析等数据分析方案察觉出存在隐藏信息。

13、第四现有技术方案：此方案会生成一个乱序音频，其通常情况类似噪声，容易被怀疑。

14、鲁棒性方面：

15、第二现有技术方案、第三现有技术方案和第四现有技术方案：基于修改式的方式所生成的含密载体都较为脆弱，面对音频文件，加噪或者压缩都会对文件进行修改，接收方所收到的文件就无法正常解密。面对图像文件，添加滤镜或者调整亮度都会使得图像的像素点发生变化，接收方所收到的文件就无法正常解密。

16、隐藏容量方面：

17、第五现有技术方案：基于生成式宋词方案虽在隐蔽性和鲁棒性上有着较好的性能，但受限于宋词这种载体，无法承载较大的秘密信息。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于音频信息隐藏的方法及装置，解决易被发现含有秘密信息以及鲁棒性较差的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案在于如下方面：

3、一种基于音频信息隐藏的方法包括如下步骤，s1获得秘密字典，获得至少十首的芯片音乐曲谱，从每一芯片音乐曲谱中分离获得主音轨的部分，转化为文本格式并通过序列模式挖掘的方法获得频繁子序列，选取长度为3的子序列，基于出现频率选取前16位的子序列，获得秘密字典；s2获得含密音频文件，将秘密信息转化为十六进制的信息，然后对照秘密字典得到曲谱，将曲谱输入到芯片音乐生成软件中得到含有秘密信息的芯片音乐文件。

4、进一步的技术方案在于：在步骤s1中，获得120首芯片音乐曲谱。

5、进一步的技术方案在于：在步骤s1中，所述基于出现频率选取前16位的子序列获得秘密字典的步骤包括在出现频率大于0.1的子序列中选取前16位，并分别对应十六进制中的0～f，获得秘密字典。

6、进一步的技术方案在于：在步骤s2中，芯片音乐生成软件为famitracker软件。

7、进一步的技术方案在于：在步骤s2中，芯片音乐文件是格式为wav的文件。

8、进一步的技术方案在于：还包括如下步骤，s3解密含密音频文件，提取含密音频文件中的音频数据，将音频数据根据节拍数进行切分获得音频片段，将每个音频片段通过yin算法获得对应的音调，将音调通过秘密字典转化获得秘密信息。

9、进一步的技术方案在于：在步骤s3中，所述提取含密音频文件中音频数据的步骤包括将芯片音乐文件经过python的wave库提取出音频数据。

10、进一步的技术方案在于：在步骤s3中，yin算法为用于语音和音乐的基频的估计算法。

11、一种基于音频信息隐藏的装置包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行计算机程序时实现上述基于音频信息隐藏方法相应的步骤。

12、一种基于音频信息隐藏的装置包括计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于音频信息隐藏方法相应的步骤。

13、采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

14、第一，一种基于音频信息隐藏的方法包括如下步骤，s1获得秘密字典，获得至少十首的芯片音乐曲谱，从每一芯片音乐曲谱中分离获得主音轨的部分，转化为文本格式并通过序列模式挖掘的方法获得频繁子序列，选取长度为3的子序列，基于出现频率选取前16位的子序列，获得秘密字典；s2获得含密音频文件，将秘密信息转化为十六进制的信息，然后对照秘密字典得到曲谱，将曲谱输入到芯片音乐生成软件中得到含有秘密信息的芯片音乐文件。该技术方案，从芯片音乐曲谱中获得频繁子序列，基于长度为3，选取出现频率前16位的子序列获得秘密字典，将秘密信息对照秘密字典得到曲谱，进而获得含有秘密信息的芯片音乐文件，隐蔽性好，鲁棒性好，隐藏容量大。

15、第二，一种基于音频信息隐藏的装置包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行计算机程序时实现上述基于音频信息隐藏方法相应的步骤。该技术方案，从芯片音乐曲谱中获得频繁子序列，基于长度为3，选取出现频率前16位的子序列获得秘密字典，将秘密信息对照秘密字典得到曲谱，进而获得含有秘密信息的芯片音乐文件，隐蔽性好，鲁棒性好，隐藏容量大。

16、详见具体实施方式部分描述。