CN102903379A - 一种mp3文件真实性的检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种MP3文件真实性的检测方法及装置，该方法包括：提取待测MP3文件的量化改良的离散余弦变换MDCT系数直方图序列经傅里叶变换后曲线的波动水平特征值；将所述波动水平特征值与预设阈值进行比较，如果大于预设阈值，则该MP3文件为双重压缩后的MP3文件。本发明提供的方法及装置通过分析MP3量化MDCT系数统计分布，提取量化MDCT系数直方图序列傅里叶变换后曲线的波动性特征，实现了双重MP3压缩的有效检测，仅使用一维特征进行判断比较，提高了检测的正确率。

Description

一种MP3文件真实性的检测方法及装置

技术领域

本发明涉及通信领域，具体涉及一种MP3文件真实性的检测方法及装置。

背景技术

随着多媒体技术的飞速发展并得到广泛应用，网络上具有多种存储声音信息的数字音频格式，如MP3、WAV、MIDI、WMA等，在实际中都有不同的应用场合。MP3作为目前最流行的音频格式之一，因文件容量小和音质高等特点使其在网络下载音乐以及数字录音机中都得到了广泛应用，网络下载的音乐格式中MP3占据了主流地位，而且大部分数字录音机也都支持MP3格式。

在MP3文件被广泛应用的同时，不断发展的数字音频处理和编辑软件的功能也越来越强大，这些软件使得对音频内容的编辑变得越来越简单，很容易对MP3文件进行修改。带有恶意的音频编辑(如增加或删除音频内容等操作)可以将原始音频内容篡改，从而达到改变原始音频语义的目的。对MP3文件的修改经常伴随着MP3双重压缩过程，比如，伪造高质量MP3文件过程，为制作高比特率MP3文件需将低比特率文件进行解码然后再以较高的比特率进行二次编码过程。又比如，需对MP3文件进行某种方式的修改，需先将MP3文件解码到时域波形，修改完成后再进行MP3压缩过程。由于篡改技术的不断增强，使得人耳根本无法对其进行区分，这给数字音频的真实性带来了威胁，从而迫切需要对数字音频文件的真实性和完整性进行鉴定。

现有检测MP3双重压缩算法中，如中山大学的杨锐博士提出的基于Benford法则的检测算法，使用9维有效数字特征矩阵进行检测，验证特征较多，但正确率却不是很高。所以，目前急需提出一种简单有效的检测MP3文件真实性的方法，能够有效地且正确率较高地检测MP3文件是否经过双重MP3压缩。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种MP3文件真实性的检测方法及装置，有效地且正确率较高地检测MP3文件是否被恶意篡改，即有效地且正确率较高地检测MP3文件是否经过双重MP3压缩。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种MP3文件真实性的检测方法，包括：

提取待测MP3文件的量化改良的离散余弦变换MDCT系数直方图序列经傅里叶变换后曲线的波动水平特征值；

将所述波动水平特征值与预设阈值进行比较，如果大于预设阈值，则该MP3文件为双重压缩后的MP3文件。

进一步地，所述提取待测MP3文件的量化MDCT系数直方图分布序列经傅里叶变换后曲线的波动水平特征值的步骤，包括：

对所述待测MP3文件进行Huffman解码获得量化MDCT系数；

根据所述量化MDCT系数求得量化MDCT系数直方图分布序列，对所述量化MDCT系数直方图分布序列进行傅里叶变换得到其频域序列F，根据计算式(1)获得波动水平特征值T；

$T=\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}|Y\left(i\right)-F\left(i\right)|---\left(1\right)$

其中，F(i)为量化MDCT系数直方图分布序列经傅里叶变换后的值，Y(i)为拟合序列F(i)的直线序列值，M为拟合点数，正整数。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种MP3文件真实性的检测装置，包括：

特征值获取模块，用于提取待测MP3文件的量化改良的离散余弦变换MDCT系数直方图序列经傅里叶变换后曲线的波动水平特征值；

判决模块，用于将所述波动水平特征值与预设阈值进行比较，如果大于预设阈值，则该MP3文件为双重压缩后的MP3文件。

进一步地，所述特征值获取模块，包括：

量化MDCT系数获取模块，用于对所述待测MP3文件进行Huffman解码获得量化MDCT系数；

波动水平特征值获取模块，用于根据所述量化MDCT系数求得量化MDCT系数直方图分布序列，对所述量化MDCT系数直方图分布序列进行傅里叶变换得到其频域序列F，根据计算式(1)获得波动水平特征值T；

$T=\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}|Y\left(i\right)-F\left(i\right)|---\left(1\right)$

其中，F(i)为量化MDCT系数直方图分布序列经傅里叶变换后的值，Y(i)为拟合序列F(i)的直线序列值，M为拟合点数，正整数。

与现有技术相比，本发明提供的MP3文件真实性的检测方法及装置，通过分析MP3量化MDCT(Modified Discrete Cosine Transform，改良的离散余弦变换)系数统计分布，提取量化MDCT系数直方图序列傅里叶变换后曲线的波动性特征，实现了双重MP3压缩的有效检测，仅使用一维特征进行判断比较，提高了检测的正确率。

附图说明

图1是实施例中MP3文件真实性的检测方法流程图；

图2是实施例中拟合直线与量化MDCT系统直方图分布序列经傅里叶变换后的曲线的对比图；

图3是实施例中MP3文件真实性的检测装置结构图；

图4是一个应用示例中判断为没有经过双重压缩的待测MP3文件的量化MDCT系数直方图序列经傅里叶变换后曲线图；

图5是一个应用示例中判断为经过双重压缩的待测MP3文件的量化MDCT系数直方图序列经傅里叶变换后曲线图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

实施例：

原始MP3文件的量化MDCT系数个数近似服从拉普拉斯分布，但MP3文件经过双重MP3压缩之后，其量化MDCT个数分布会发生变化，即量化MDCT系数直方图分布会背离拉普拉斯分布曲线，双重压缩之后其直方图的傅里叶变换旁瓣呈现明显的波动，基于这一发现，只要对待测MP3文件的量化MDCT系数直方图序列经傅里叶变换后曲线的波动性进行判断，就可以检测出该MP3文件是否经过双重压缩。

如图1所示，本实施例提供了一种MP3文件真实性的检测方法，包括以下步骤：

S101：提取待测MP3文件的量化MDCT系数直方图序列经傅里叶变换后曲线的波动水平特征值；

其中，作为一种优选的方式，具体包括：

对所述待测MP3文件进行Huffman解码获得量化MDCT系数；

根据所述量化MDCT系数求得量化MDCT系数直方图分布序列，对所述量化MDCT系数直方图分布序列进行傅里叶变换得到其频域序列F，根据计算式(1)获得波动水平特征值T；

$T=\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}|Y\left(i\right)-F\left(i\right)|---\left(1\right)$

其中，F(i)为量化MDCT系数直方图分布序列经傅里叶变换后的值，Y(i)为拟合序列F(i)的直线序列值，M为拟合点数，正整数。

例如，如图2所示，曲线为F(i)，即量化MDCT系数直方图分布序列经傅里叶变换后的值画出的曲线，而其中，直线Y(i)是由最小二乘法根据F(i)取的值得到的拟合直线序列值，这里，拟合点数为50。

这样，根据计算式(1)由曲线F(i)和直线Y(i)的波动总和就可以获得该MP3文件量化MDCT系数总的波动水平特征值T，用来与根据训练得到的阈值进行比较，判断该MP3文件是否经过双重压缩

S102：将所述波动水平特征值与预设阈值进行比较，如果大于预设阈值，则该MP3文件为双重压缩后的MP3文件。

如图3所示，本实施例提供了一种MP3文件真实性的检测装置，包括：

特征值获取模块，用于提取待测MP3文件的量化改良的离散余弦变换MDCT系数直方图序列经傅里叶变换后曲线的波动水平特征值；

判决模块，用于将所述波动水平特征值与预设阈值进行比较，如果大于预设阈值，则该MP3文件为双重压缩后的MP3文件。

其中，所述特征值获取模块，包括：

量化MDCT系数获取模块，用于对所述待测MP3文件进行Huffman解码获得量化MDCT系数；

波动水平特征值获取模块，用于根据所述量化MDCT系数求得量化MDCT系数直方图分布序列，对所述量化MDCT系数直方图分布序列进行傅里叶变换得到其频域序列F，根据计算式(1)获得波动水平特征值T；

$T=\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}|Y\left(i\right)-F\left(i\right)|---\left(1\right)$

其中，F(i)为量化MDCT系数直方图分布序列经傅里叶变换后的值，Y(i)为拟合序列F(i)的直线序列值，M为拟合点数，正整数。

在一个应用示例中，采用上述方法得到如图4所示的待测MP3文件的量化MDCT系数直方图序列经傅里叶变换后曲线，从该图上可以看出，该曲线的波动性不是很大，而经过运算，波动水平特征值T小于预设阈值，由此可以判断出，该MP3文件为原始的MP3文件，没有经过双重压缩。

在另一个应用示例中，采用上述方法得到如图5所示的待测MP3文件的量化MDCT系数直方图序列经傅里叶变换后曲线，从该图上可以看出，该曲线的波动性比较大，而经过运算，波动水平特征值T大于预设阈值，由此可以判断出，该MP3文件为双重压缩后的MP3文件，并非真实的MP3文件，被人篡改过。

从上述实施例可以看出，相对于现有技术，上述实施例中提供的MP3文件真实性的检测方法及装置，通过分析MP3量化MDCT(Modified DiscreteCosine Transform，改良的离散余弦变换)系数统计分布，提取量化MDCT系数直方图序列傅里叶变换后曲线的波动性特征，实现了双重MP3压缩的有效检测，仅使用一维特征进行判断比较，提高了检测的正确率。

本领域普通技术人员可以理解上述方法中的全部或部分步骤可通过程序来指令相关硬件完成，所述程序可以存储于计算机可读存储介质中，如只读存储器、磁盘或光盘等。可选地，上述实施例的全部或部分步骤也可以使用一个或多个集成电路来实现。相应地，上述实施例中的各模块/单元可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。本发明不限制于任何特定形式的硬件和软件的结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。根据本发明的发明内容，还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种MP3文件真实性的检测方法，包括：

提取待测MP3文件的量化改良的离散余弦变换MDCT系数直方图序列经傅里叶变换后曲线的波动水平特征值；

将所述波动水平特征值与预设阈值进行比较，如果大于预设阈值，则该MP3文件为双重压缩后的MP3文件。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述提取待测MP3文件的量化MDCT系数直方图分布序列经傅里叶变换后曲线的波动水平特征值的步骤，包括：

对所述待测MP3文件进行Huffman解码获得量化MDCT系数；

根据所述量化MDCT系数求得量化MDCT系数直方图分布序列，对所述量化MDCT系数直方图分布序列进行傅里叶变换得到其频域序列F，根据计算式(1)获得波动水平特征值T；

$T=\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}|Y\left(i\right)-F\left(i\right)|---\left(1\right)$

其中，F(i)为量化MDCT系数直方图分布序列经傅里叶变换后的值，Y(i)为拟合序列F(i)的直线序列值，M为拟合点数，正整数。

3.一种MP3文件真实性的检测装置，包括：

特征值获取模块，用于提取待测MP3文件的量化改良的离散余弦变换MDCT系数直方图序列经傅里叶变换后曲线的波动水平特征值；

判决模块，用于将所述波动水平特征值与预设阈值进行比较，如果大于预设阈值，则该MP3文件为双重压缩后的MP3文件。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于：

所述特征值获取模块，包括：

量化MDCT系数获取模块，用于对所述待测MP3文件进行Huffman解码获得量化MDCT系数；

波动水平特征值获取模块，用于根据所述量化MDCT系数求得量化MDCT系数直方图分布序列，对所述量化MDCT系数直方图分布序列进行傅里叶变换得到其频域序列F，根据计算式(1)获得波动水平特征值T；

$T=\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}|Y\left(i\right)-F\left(i\right)|---\left(1\right)$

其中，F(i)为量化MDCT系数直方图分布序列经傅里叶变换后的值，Y(i)为拟合序列F(i)的直线序列值，M为拟合点数，正整数。

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