專利名稱：隱密電話的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于語音加密和隱藏概念的新型保密電話。涉及的技術(shù)領(lǐng)域包括語音保密通信技術(shù)，數(shù)字語音信號(hào)處理技術(shù)，加密技術(shù)和信息隱藏技術(shù)。本發(fā)明是集數(shù)字語音處理技術(shù)，數(shù)字加密技術(shù)和信息隱藏技術(shù)于一體的語音通信終端。它通過對(duì)第三方竊聽設(shè)備的欺騙性干擾達(dá)到提高語音通信系統(tǒng)安全性的目的。
背景技術(shù)：
通信是現(xiàn)代社會(huì)的神經(jīng)系統(tǒng)。在軍事指揮和保密部門的通信系統(tǒng)中，人們關(guān)心的問題是怎樣提高通信的保密性，使通信內(nèi)容不被截獲或者破解。傳統(tǒng)的保密通信技術(shù)大體分為兩類(1)傳輸線路保密技術(shù)，其目的是使通信內(nèi)容不被截獲。(2)信息加密技術(shù)，其目的是即使敵方截獲了通信信號(hào)，也不能破解通信的內(nèi)容。單純靠通信線路保密技術(shù)，不能夠保證信息的安全性，需要同信息加密技術(shù)相結(jié)合。在商業(yè)秘密信息和個(gè)人信息交換中，多采用公共信息傳遞系統(tǒng)，例如公共電話網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、無線通信系統(tǒng)等等，這種情況下很難對(duì)通信線路保密，只有采用信息加密的方式保證信息的安全性。常用的語音加密通信方法是對(duì)語音信號(hào)進(jìn)行時(shí)域或者頻域置亂。時(shí)域置亂方法將時(shí)域信號(hào)分割為若干段，然后根據(jù)密鑰將各段的次序交換。頻域置亂方法將信號(hào)的頻譜分割為若干段，根據(jù)密鑰將各段的次序交換。置亂方式可以采用模擬方式，也可以采用模擬-數(shù)字-模擬方式。置亂的原則是盡量降低置亂語音的可懂度，同時(shí)保證還原后語音信號(hào)的可懂度。信息隱藏是近年來發(fā)展起來的一種新技術(shù)。信息隱藏技術(shù)是將秘密信息加入到數(shù)字媒體中，例如圖像，視頻，音頻信號(hào)中。對(duì)嵌入的秘密信息具有以下基本要求(1)不可感知性，即原始信號(hào)和嵌入了秘密信息的信號(hào)相比，人的感覺器官分辨不出二者的差別。(2)魯棒性，即對(duì)添加了秘密信息的信號(hào)進(jìn)行常見的信號(hào)處理操作后，仍然能夠提取出秘密信息。常見的信號(hào)處理操作包括濾波、添加一定分布和功率的噪聲、采樣率轉(zhuǎn)換、信號(hào)壓縮、將信號(hào)通過具有特定失真的通信信道等。(3)安全性，要求信息隱藏系統(tǒng)能夠抵抗惡意攻擊。信息隱藏技術(shù)與保密技術(shù)相比有以下優(yōu)點(diǎn)(1)如果采用加密技術(shù)，加密的內(nèi)容一旦解密后，就完全不具有保密性。采用信息隱藏技術(shù)，秘密信息與載體信號(hào)緊密結(jié)合，強(qiáng)行修改或者刪除秘密信息會(huì)引起原始信號(hào)的降質(zhì)。(2)加密的信號(hào)容易引起截獲者的注意，引起他們進(jìn)行破解的愿望。而采用信息隱藏技術(shù)的保密方法不會(huì)引起截獲者的注意。同時(shí)可以采用隱藏與欺騙相結(jié)合，對(duì)隱密信息進(jìn)行再加密，使得截獲者提取虛假的信息。

發(fā)明內(nèi)容
為了在已有加密通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高語音通信的保密性，本發(fā)明采用了秘密語音信號(hào)的信息隱藏技術(shù)與加密技術(shù)，在普通語音信道中進(jìn)行隱密通信，使經(jīng)過處理后的語音信號(hào)與原始語音信號(hào)之間的差異很小，人的聽覺系統(tǒng)不能感知二者的差別，這樣通信內(nèi)容不會(huì)引起截獲者的注意，從而進(jìn)一步提高了保密通信的安全性。本發(fā)明通過下述方案實(shí)現(xiàn)一種隱密電話，它由話音發(fā)送設(shè)備20和話音接收設(shè)備30組成，話音發(fā)送設(shè)備20由秘密語音輸入模塊28、語音存儲(chǔ)再生模塊21、低比特率語音信號(hào)壓縮模塊24、加密模塊25、秘密信息嵌入模塊22、語音合成模塊23和D/A轉(zhuǎn)換模塊26組成，載體語音信號(hào)101存儲(chǔ)在語音存儲(chǔ)再生模塊21中。載體語音信號(hào)101輸入到秘密信息嵌入模塊22的一個(gè)輸入端，通話者發(fā)出的秘密語音信號(hào)102輸入到秘密語音輸入模塊28中，然后進(jìn)入低比特率語音信號(hào)壓縮模塊24中。壓縮后的語音信號(hào)104輸入到加密模塊25中，加密模塊25根據(jù)密鑰對(duì)壓縮后的語音信號(hào)壓縮后的語音信號(hào)104加密生成加密的秘密信息105，載體語音信號(hào)101和加密的秘密信息105在秘密信息嵌入模塊22中完成信息嵌入操作，生成線性預(yù)測參數(shù)的導(dǎo)出參數(shù) 和預(yù)測殘差信號(hào)e(n)，線性預(yù)測參數(shù)的導(dǎo)出參數(shù) 和預(yù)測殘差信號(hào)e(n)輸入語音合成模塊23生成隱密語音信號(hào) 隱密語音信號(hào) 輸入D/A轉(zhuǎn)換模塊26后轉(zhuǎn)換為模擬量的隱密語音信號(hào)108進(jìn)入公共電話交換網(wǎng)27的信道中，話音接收設(shè)備30由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊31、秘密信息檢測提取模塊32、秘密語音解壓縮模塊33和語音輸出模塊34組成。公共電話交換網(wǎng)27中相應(yīng)信道中模擬量的隱密語音信號(hào)108輸入到模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊31中，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊31輸出數(shù)字化語音信號(hào)302，數(shù)字化語音信號(hào)302輸入到秘密信息檢測提取模塊32中，在秘密信息檢測提取模塊32中提取出秘密信息303。秘密信息303輸入到秘密語音解壓縮模塊33中，在秘密語音解壓縮模塊33中還原成保密語音信號(hào)306，保密語音信號(hào)306輸入語音輸出模塊34轉(zhuǎn)化為人能聽懂的聲音信號(hào)并傳出。
使用本發(fā)明的通信雙方同時(shí)擁有話音發(fā)送設(shè)備和話音接收設(shè)備所組成的隱密電話，從而可以進(jìn)行雙向通信。發(fā)送方采用隱密電話話音發(fā)送設(shè)備將要發(fā)送的秘密語音信號(hào)嵌入到載體語音信號(hào)中，然后發(fā)送到語音傳輸信道中。發(fā)送方在通信開始時(shí)通過電話機(jī)鍵盤選擇所使用的載體語音，載體語音信號(hào)存儲(chǔ)在語音存儲(chǔ)芯片中。載體語音信號(hào)為秘密語音信號(hào)的傳輸提供了載體，同時(shí)這些語音信號(hào)包含的信息是不重要的、不會(huì)引起截獲者的注意，從而起到了掩蓋和偽裝的目的。在輸入載體語音信號(hào)的同時(shí)，秘密語音輸入模塊28接收實(shí)時(shí)輸入的秘密語音信號(hào)，然后采用低比特率語音信號(hào)壓縮算法對(duì)秘密語音信號(hào)壓縮，并通過加密模塊對(duì)秘密信息加密，加密后的秘密信息和掩蓋用的載體語音信號(hào)同時(shí)輸入到秘密信息嵌入模塊22中，在秘密信息嵌入模塊中，通過對(duì)載體語音信號(hào)進(jìn)行線性預(yù)測分析，選擇其中的濁音信號(hào)來嵌入秘密信息，秘密信息的嵌入是通過修改語音信號(hào)的線性預(yù)測參數(shù)來實(shí)現(xiàn)的，最后使用語音信號(hào)產(chǎn)生模型合成語音信號(hào)。合成的數(shù)字語音信號(hào)經(jīng)過數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換后代替原始語音信號(hào)輸入到語音信道中。在接收方，采用隱密電話話音接收設(shè)備來檢測提取秘密信息。輸入的語音信號(hào)經(jīng)過模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換后進(jìn)入秘密信息檢測提取模塊，秘密信息檢測提取模塊32對(duì)輸入語音信號(hào)進(jìn)行線性預(yù)測分析，提取嵌入的秘密信息，生成的比特流經(jīng)過低比特率語音解壓縮算法解壓并解密后還原為秘密語音信號(hào)，并通過語音輸出模塊34從隱密電話的話筒傳出。采用本發(fā)明所述方法，可以將秘密語音隱藏到普通的語音通信信號(hào)中傳輸，即使被偵聽者截獲，也不會(huì)引起懷疑。同時(shí)由于對(duì)秘密信息進(jìn)行加密后再嵌入到載體信號(hào)中傳輸，提高了秘密信息的保密性能。另外，為抵抗數(shù)字/模擬變換和傳輸信道失真對(duì)信息檢測中同步的影響，在信息嵌入時(shí)，選擇了語音信號(hào)中的濁音信號(hào)作為嵌入?yún)^(qū)域，在檢測端對(duì)輸入信息進(jìn)行同步，從而提高檢測性能，所以本發(fā)明尤其適用于失真較大的公共電話交換網(wǎng)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明實(shí)施方式二的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本發(fā)明實(shí)施方式三的結(jié)構(gòu)示意圖，圖4是實(shí)施方式三的原理說明圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一下面結(jié)合圖1具體說明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式由話音發(fā)送設(shè)備20和話音接收設(shè)備30組成，話音發(fā)送設(shè)備20由秘密語音輸入模塊28、語音存儲(chǔ)再生模塊21、低比特率語音信號(hào)壓縮模塊24、加密模塊25、秘密信息嵌入模塊22、語音合成模塊23和D/A轉(zhuǎn)換模塊26組成，載體語音信號(hào)101存儲(chǔ)在語音存儲(chǔ)再生模塊21中，語音存儲(chǔ)再生模塊21中存儲(chǔ)了經(jīng)常使用的載體語音信號(hào)101，使用者通過話機(jī)鍵盤選擇所使用的載體語音信號(hào)101。載體語音信號(hào)101輸入到秘密信息嵌入模塊22的一個(gè)輸入端，通話者發(fā)出的秘密語音信號(hào)102輸入到秘密語音輸入模塊28中，然后進(jìn)入低比特率語音信號(hào)壓縮模塊24中，壓縮算法采用常用的比特率為4kb/s以下的標(biāo)準(zhǔn)壓縮算法，例如LPC10或者多帶激勵(lì)編碼(MBE)。壓縮后的語音信號(hào)104輸入到加密模塊25中，加密模塊25根據(jù)密鑰對(duì)壓縮后的語音信號(hào)104加密生成加密的秘密信息105，載體語音信號(hào)101和加密的秘密信息105在秘密信息嵌入模塊22中完成信息嵌入操作，生成線性預(yù)測參數(shù)的導(dǎo)出參數(shù) 和預(yù)測殘差信號(hào)e(n)，線性預(yù)測參數(shù)的導(dǎo)出參數(shù) 和預(yù)測殘差信號(hào)e(n)輸入語音合成模塊23生成隱密語音信號(hào) 隱密語音信號(hào) 輸入D/A轉(zhuǎn)換模塊26后轉(zhuǎn)換為模擬量的隱密語音信號(hào)108進(jìn)入公共電話交換網(wǎng)27的信道中，話音接收設(shè)備30由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊31、秘密信息檢測提取模塊32、秘密語音解壓縮模塊33和語音輸出模塊34組成。公共電話交換網(wǎng)27中相應(yīng)信道中模擬量的隱密語音信號(hào)108輸入到模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊31中，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊31輸出數(shù)字化語音信號(hào)302，數(shù)字化語音信號(hào)302輸入到秘密信息檢測提取模塊32中，在秘密信息檢測提取模塊32中提取出秘密信息303。秘密信息303輸入到秘密語音解壓縮模塊33中，在秘密語音解壓縮模塊33中還原成保密語音信號(hào)306，保密語音信號(hào)306輸入語音輸出模塊34轉(zhuǎn)化為人能聽懂的聲音信號(hào)并傳出。
具體實(shí)施方式
二下面結(jié)合圖2具體說明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是，秘密信息嵌入模塊22由線性預(yù)測分析單元43、濁音信號(hào)提取單元49和線性預(yù)測參數(shù)修改單元45組成，線性預(yù)測參數(shù)修改單元45由計(jì)算線性預(yù)測導(dǎo)出參數(shù)部分45-1、修改線性預(yù)測導(dǎo)出參數(shù)部分45-2和變換為線性預(yù)測參數(shù)部分45-3組成，載體語音信號(hào)101輸入到濁音信號(hào)提取單元49的輸入端和線性預(yù)測分析單元43的一個(gè)輸入端，濁音信號(hào)提取單元49的輸出端連接線性預(yù)測分析單元43的另一個(gè)輸入端，線性預(yù)測分析單元43計(jì)算得出線性預(yù)測系數(shù)ak，線性預(yù)測系數(shù)ak輸入計(jì)算線性預(yù)測導(dǎo)出參數(shù)部分45-1得出線性預(yù)測系數(shù)的導(dǎo)出系數(shù)si，si輸入修改線性預(yù)測導(dǎo)出參數(shù)部分45-2得出修改后的線性預(yù)測導(dǎo)出參數(shù) 輸入變換為線性預(yù)測參數(shù)部分45-3得出線性預(yù)測參數(shù)的導(dǎo)出參數(shù) 秘密信息嵌入模塊22主要完成將數(shù)字化的秘密信息比特嵌入到數(shù)字語音信號(hào)中。載體語音信號(hào)101分為兩路分別輸入到濁音信號(hào)提取單元49中檢測濁音信號(hào)和線性預(yù)測分析單元43中作線性預(yù)測分析。在本發(fā)明中采用濁音信號(hào)提取單元49來實(shí)現(xiàn)嵌入端和檢測端的同步，同時(shí)提高嵌入信息的魯棒性。濁音信號(hào)提取單元49檢測語音信號(hào)中的濁音信號(hào)。本發(fā)明在濁音信號(hào)中嵌入信息主要考慮到(1)濁音信號(hào)能量較高，從而嵌入信息的能量加大，提高了嵌入信息對(duì)信道畸變的魯棒性，(2)濁音信號(hào)的起始點(diǎn)可以作為提取信息時(shí)的同步標(biāo)志。濁音信號(hào)的檢測在語音信號(hào)處理文獻(xiàn)中有詳細(xì)的論述，本發(fā)明中采用了基于短時(shí)能量的檢測方法。線性預(yù)測分析單元43對(duì)濁音信號(hào)進(jìn)行線性預(yù)測分析。線性預(yù)測分析采用如下全極點(diǎn)模型來建模擬人的聲道系統(tǒng)H(z)=G1-Σk=1Pakz-k---(1)]]>其中G是模型的增益，P是預(yù)測器的階次，ak是線性預(yù)測系數(shù)。以ak為參數(shù)構(gòu)成逆濾波器對(duì)載體語音信號(hào)濾波獲得預(yù)測殘差信號(hào)e(n)=x(n)-Σk=1Pakx(n-k),---(2)]]>其中，x(n)為載體音頻信號(hào)的采樣值。預(yù)測殘差信號(hào)用來驅(qū)動(dòng)后續(xù)的語音信號(hào)合成模型。合成模型采用了(1)式所表示的全極點(diǎn)模型。如果在參數(shù)修改過程中直接修改預(yù)測多項(xiàng)式系數(shù)ak，則難以保證模型的極點(diǎn)都在單位圓內(nèi)，從而不能保證合成系統(tǒng)的穩(wěn)定性。為保證合成系統(tǒng)的穩(wěn)定性，本發(fā)明中沒有直接修改線性預(yù)測系數(shù)ak，而是修改線性預(yù)測系數(shù)的導(dǎo)出參數(shù) 例如對(duì)數(shù)面積比參數(shù)和線譜對(duì)參數(shù)。其中線譜對(duì)參數(shù)的變化只影響鄰近這個(gè)參數(shù)對(duì)應(yīng)頻率處的語音譜，所以便于控制水印嵌入對(duì)短時(shí)譜的影響。經(jīng)過線性預(yù)測分析后得到的線性預(yù)測系數(shù)ak和預(yù)測殘差信號(hào)e(n)輸出到參數(shù)修改單元45。在參數(shù)修改單元中，根據(jù)輸入的信息比特，修改線性預(yù)測系數(shù)的導(dǎo)出參數(shù)。對(duì)線性預(yù)測參數(shù)的修改采用量化指數(shù)調(diào)制的方法取一定的量化步長d，將量化區(qū)間標(biāo)記為‘0’‘1’相間的形式，根據(jù)要嵌入的信息比特，分別將線性預(yù)測系數(shù)導(dǎo)出參數(shù)舍入到相應(yīng)標(biāo)記的區(qū)間中。設(shè)si為第i個(gè)線性預(yù)測參數(shù)，對(duì)si使用步長di進(jìn)行量化指數(shù)調(diào)制。在si中要嵌入的信息比特為wi，且wi∈{0，1}。嵌入算法為當(dāng)wi＝0時(shí)，將si舍入到量化步長的偶數(shù)倍上，即 其中， 表示向負(fù)無窮方向取整。
當(dāng)wi＝1時(shí)，將si舍入到量化步長的奇數(shù)倍上，即 將修改后的線性預(yù)測導(dǎo)出參數(shù) 轉(zhuǎn)化為線性預(yù)測器系數(shù) 其中k＝1，2，...，P。在語音合成模塊23中使用(2)式得到的預(yù)測殘差信號(hào)驅(qū)動(dòng)由修改后的預(yù)測系數(shù) 構(gòu)成的全極點(diǎn)聲道模型，可以合成嵌入信息后的隱密語音信號(hào) x^(n)=Σk=1Pa^kx(n-k)+e(n)]]> 經(jīng)過數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換后輸出到信道中。
關(guān)于語音信號(hào)處理的文獻(xiàn)1、胡光銳，語音處理與識(shí)別，上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，1994年第一版，上海。2、T.W.Parrsons.語音處理.文成義、常國岑、王化周、賴金福譯.國防工業(yè)出版社.1990年第一版.北京。
具體實(shí)施方式
三下面結(jié)合圖3、圖4具體說明本實(shí)施方式。本實(shí)施方式與實(shí)施方式一的不同點(diǎn)是，秘密信息檢測提取模塊32由濁音信號(hào)檢測單元71、線性預(yù)測分析單元73、比特值檢測單元75組成，濁音信號(hào)檢測單元71的輸入端連接線性預(yù)測分析單元73的一個(gè)輸入端和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊31的輸出端，濁音信號(hào)檢測單元71的輸出端連接線性預(yù)測分析單元73的另一個(gè)輸入端，線性預(yù)測分析單元73的輸出端連接比特值檢測單元75的輸入端，比特值檢測單元75的輸出端連接秘密語音解壓縮模塊33的輸入端。數(shù)字化語音信號(hào)302分別輸入到濁音信號(hào)檢測單元71和線性預(yù)測分析單元73。濁音信號(hào)檢測單元71檢測輸入語音信號(hào)中的濁音段，找到嵌入秘密信息的位置，這個(gè)過程稱為同步過程。同步過程在本發(fā)明中起著重要的作用，由于信道中的延遲、畸變和信號(hào)壓縮作用的影響，會(huì)產(chǎn)生去同步作用。本發(fā)明通過檢測濁音信號(hào)來確定秘密信息嵌入位置的起始點(diǎn)。線性預(yù)測分析單元73將濁音信號(hào)分為約20毫秒長度的數(shù)據(jù)幀，采用線性預(yù)測分析獲得線性預(yù)測系數(shù)并導(dǎo)出所用的導(dǎo)出參數(shù)聲道對(duì)數(shù)面積比系數(shù)或者線譜對(duì)參數(shù) 。比特值檢測單元75接收線性預(yù)測分析單元73輸出的線性預(yù)測系數(shù)的導(dǎo)出參數(shù)，根據(jù)系數(shù)量化值所在的區(qū)間的標(biāo)記來確定所嵌入的比特值，例如，如果系數(shù)所在的區(qū)間標(biāo)記為‘1’，則相應(yīng)提取的比特值為‘1’。提取算法為 其中di為第i個(gè)參數(shù)的量化步長。提取后的信息比特串輸出到后續(xù)的秘密語音解壓縮模塊33。采用上述隱密電話可以實(shí)現(xiàn)雙向隱密通信，在使用電話信道傳輸載體語音信號(hào)的同時(shí)，利用隱密信道實(shí)時(shí)傳輸隱密語音信號(hào)。隱密通信信道采用半雙工方式，通信的一方將隱密信息發(fā)送完成后，另一方才能夠使用隱密信道發(fā)送隱密信息。與已有的保密通信設(shè)備相比，本發(fā)明具有以下技術(shù)特色(1)適用于已有的語音傳輸信道，包括公共電話網(wǎng)，無線數(shù)字信道，因特網(wǎng)語音傳輸?shù)取?2)具有隱蔽特性，通信雙方利用隱蔽信道傳送保密信息，不會(huì)引起偵聽者的注意。(3)保密性，隱密信道中的信息經(jīng)過加密處理，只有擁有密鑰的通信雙方能夠解讀，防止了擁有此設(shè)備的第三方竊取。加密方法可以采用對(duì)稱加密或者不對(duì)稱加密。(4)具有防篡改提示功能，在隱蔽信道中嵌入特定的信息作為防篡改提示信息，如果通信雙方發(fā)現(xiàn)防篡改信息丟失，即可判定載體語音信號(hào)被篡改。本發(fā)明的典型實(shí)現(xiàn)方式為通話雙方使用公共電話交換網(wǎng)傳遞秘密語音信息，如圖4所示。本發(fā)明可以嵌入普通電話機(jī)中，話音發(fā)送設(shè)備20采用普通電話話筒，加密和嵌入算法采用專用數(shù)字信號(hào)處理機(jī)實(shí)現(xiàn)。話音接收設(shè)備30采用普通電話機(jī)聽筒。在語音存儲(chǔ)再生模塊21中存儲(chǔ)了常用的載體語音信號(hào)。通話開始前，通話的一方首先通過電話機(jī)鍵盤選取本次通話所使用的載體語音信號(hào)，發(fā)送方通過電話話筒將秘密語音信號(hào)輸入到隱密電話話音發(fā)送設(shè)備20中，并嵌入到載體語音信號(hào)中。接收方使用隱密電話話音接收設(shè)備30從公共電話交換網(wǎng)中獲取語音信號(hào)，提取秘密語音信號(hào)，通過電話機(jī)聽筒傳送到受話者耳中。當(dāng)然，根據(jù)本發(fā)明所述的思路和算法，可以采用其他不同的實(shí)現(xiàn)方式，各個(gè)處理模塊可以采用軟件或者硬件來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明所述的思路和技術(shù)說明，一個(gè)具有語音信號(hào)處理知識(shí)，加密算法知識(shí)和計(jì)算機(jī)及電子技能的技術(shù)人員，可以根據(jù)具體應(yīng)用場景來配置各部分的具體實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種隱密電話，它由話音發(fā)送設(shè)備(20)和話音接收設(shè)備(30)組成，其特征是話音發(fā)送設(shè)備(20)由秘密語音輸入模塊(28)、語音存儲(chǔ)再生模塊(21)，低比特率語音信號(hào)壓縮模塊(24)、加密模塊(25)、秘密信息嵌入模塊(22)、語音合成模塊(23)和D/A轉(zhuǎn)換模塊(26)組成，載體語音信號(hào)(101)存儲(chǔ)在語音存儲(chǔ)再生模塊(21)中，載體語音信號(hào)(101)輸入到秘密信息嵌入模塊(22)的一個(gè)輸入端，通話者發(fā)出的秘密語音信號(hào)(102)輸入到秘密語音輸入模塊(28)中，然后進(jìn)入低比特率語音信號(hào)壓縮模塊(24)中，壓縮后的語音信號(hào)(104)輸入到加密模塊(25)中，加密模塊(25)根據(jù)密鑰對(duì)壓縮后的語音信號(hào)(104)加密生成加密的秘密信息(105)，載體語音信號(hào)(101)和加密的秘密信息(105)在秘密信息嵌入模塊(22)中完成信息嵌入操作，生成線性預(yù)測參數(shù)的導(dǎo)出參數(shù)k和預(yù)測殘差信號(hào)e(n)，線性預(yù)測參數(shù)的導(dǎo)出參數(shù)k 和預(yù)測殘差信號(hào)e(n)輸入語音合成模塊(23)生成隱密語音信號(hào) 隱密語音信號(hào) 輸入D/A轉(zhuǎn)換模塊(26)后轉(zhuǎn)換為模擬量的隱密語音信號(hào)(108)進(jìn)入公共電話交換網(wǎng)(27)的信道中，話音接收設(shè)備(30)由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊(31)、秘密信息檢測提取模塊(32)、秘密語音解壓縮模塊(33)和語音輸出模塊(34)組成，公共電話交換網(wǎng)(27)中相應(yīng)信道中模擬量的隱密語音信號(hào)(108)輸入到模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊(31)中，模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊(31)輸出數(shù)字化語音信號(hào)(302)，數(shù)字化語音信號(hào)(302)輸入到秘密信息檢測提取模塊(32)中，在秘密信息檢測提取模塊(32)中提取出秘密信息(303)，秘密信息(303)輸入到秘密語音解壓縮模塊(33)中，在秘密語音解壓縮模塊(33)中還原成保密語音信號(hào)(306)，保密語音信號(hào)(306)輸入語音輸出模塊(34)轉(zhuǎn)化為人能聽懂的聲音信號(hào)并傳出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隱密電話，其特征是秘密信息嵌入模塊(22)由線性預(yù)測分析單元(43)、濁音信號(hào)提取單元(49)和線性預(yù)測參數(shù)修改單元(45)組成，線性預(yù)測參數(shù)修改單元(45)由計(jì)算線性預(yù)測導(dǎo)出參數(shù)部分(45-1)、修改線性預(yù)測導(dǎo)出參數(shù)部分(45-2)和變換為線性預(yù)測參數(shù)部分(45-3)組成，載體語音信號(hào)(101)輸入到濁音信號(hào)提取單元(49)的輸入端和線性預(yù)測分析單元(43)的一個(gè)輸入端，濁音信號(hào)提取單元(49)的輸出端連接線性預(yù)測分析單元(43)的另一個(gè)輸入端，線性預(yù)測分析單元(43)計(jì)算得出線性預(yù)測系數(shù)(ak)，線性預(yù)測系數(shù)(ak)輸入計(jì)算線性預(yù)測導(dǎo)出參數(shù)部分(45-1)得出線性預(yù)測系數(shù)的導(dǎo)出系數(shù)(si)，(si)輸入修改線性預(yù)測導(dǎo)出參數(shù)部分(45-2)得出修改后的線性預(yù)測導(dǎo)出參數(shù) 輸入變換為線性預(yù)測參數(shù)部分(45-3)得出線性預(yù)測參數(shù)的導(dǎo)出參數(shù)(k)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的隱密電話，其特征是秘密信息檢測提取模塊(32)由濁音信號(hào)檢測單元(71)、線性預(yù)測分析單元(73)、比特值檢測單元(75)組成，濁音信號(hào)檢測單元(71)的輸入端連接線性預(yù)測分析單元(73)的一個(gè)輸入端和模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊(31)的輸出端，濁音信號(hào)檢測單元(71)的輸出端連接線性預(yù)測分析單元(73)的另一個(gè)輸入端，線性預(yù)測分析單元(73)的輸出端連接比特值檢測單元(75)的輸入端，比特值檢測單元(75)的輸出端連接秘密語音解壓縮模塊(33)的輸入端。
全文摘要
本發(fā)明公開一種基于語音加密和隱藏概念的新型保密電話——隱密電話。它由話音發(fā)送設(shè)備(20)和話音接收設(shè)備(30)組成，(20)由秘密語音輸入模塊(28)、語音存儲(chǔ)再生模塊(21)、低比特率語音信號(hào)壓縮模塊(24)、加密模塊(25)、秘密信息嵌入模塊(22)、語音合成模塊(23)和D/A轉(zhuǎn)換模塊(26)組成，載體語音信號(hào)(101)輸入到(22)的一個(gè)輸入端，(101)和加密的秘密信息(105)在(22)中完成信息嵌入操作，(30)由模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換模塊(31)、秘密信息檢測提取模塊(32)、秘密語音解壓縮模塊(33)和語音輸出模塊(34)組成，在(32)中提取出秘密信息(303)，(303)輸入到(33)中，在(33)中還原成保密語音信號(hào)(306)。由于對(duì)秘密信息進(jìn)行加密后再嵌入到載體信號(hào)中傳輸，提高了秘密信息的保密性能。
文檔編號(hào)H04M1/68GK1571444SQ20041001370
公開日2005年1月26日 申請(qǐng)日期2004年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月23日
發(fā)明者陸哲明, 劉忠仁, 顏斌, 孫震 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)