CN113421592B - 篡改音频的检测方法、装置及存储介质 - Google Patents

篡改音频的检测方法、装置及存储介质 Download PDF

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Abstract

本公开涉及一种篡改音频的检测方法、装置及存储介质，上述方法包括：获取待检测信号，并分别通过低通滤波器和高通滤波器提取所述待检测信号的低频成分和高频成分；分别对所述低频成分和所述高频成分进行离散小波变换，并计算经过所述离散小波变换之后的低频成分对应的低频小波系数和经过所述离散小波变换之后的高频成分对应的高频小波系数；根据所述低频小波系数和所述高频小波系数，计算高低频能量比特征；根据所述高低频能量比特征对所述待检测信号进行篡改音频检测。采用上述技术手段，可以解决现有技术中，现有的检测篡改音频的方法的应用场景受限，在一些场景无法使用的问题。

Description

篡改音频的检测方法、装置及存储介质
技术领域
本公开涉及语音识别领域，尤其涉及一种篡改音频的检测方法、装置及存储介质。
背景技术
检测篡改音频的主要原理是音频文件在录制过程中会记录录音设备的固有特征（比如麦克风底噪），或者音频处理（压缩、去噪）等软件的固有信息，原始没有被篡改的文件这些固有信息不会随着时间改变，统计信息稳定。目前检测篡改音频常用的方案，包括基于背景噪声的能量分布差异进行篡改取证，基于环境混响的录音环境识别进行篡改取证等。这些方法只对某种压缩格式的文件比较有效，无法推广到所有的音频格式。另外一种思路是，部分篡改音频进行了二次压缩，可以通过检测二次压缩导致采样点的帧偏移的方式，来实现篡改鉴别、定位的目的，但是有些篡改音频数据并没有通过二次压缩，所以通过帧偏移的方式无法有效处理。
在实现本公开构思的过程中，发明人发现相关技术中至少存在如下技术问题：现有的检测篡改音频的方法的应用场景受限，在一些场景无法使用的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本公开的实施例提供了一种篡改音频的检测方法、装置及存储介质，以至少解决现有技术中，现有的检测篡改音频的方法的应用场景受限，在一些场景无法使用的问题。
本公开的目的是通过以下技术方案实现的：
第一方面，本公开的实施例提供了一种篡改音频的检测方法，包括：获取待检测信号，并分别通过低通滤波器和高通滤波器提取所述待检测信号的低频成分和高频成分；分别对所述低频成分和所述高频成分进行离散小波变换，并计算经过所述离散小波变换之后的低频成分对应的低频小波系数和经过所述离散小波变换之后的高频成分对应的高频小波系数；根据所述低频小波系数和所述高频小波系数，计算高低频能量比特征；根据所述高低频能量比特征对所述待检测信号进行篡改音频检测。
在一个示例性实施例中，所述根据所述低频小波系数和所述高频小波系数，计算高低频能量比特征，包括：以预设长度为帧长，对所述低频小波系数和所述高频小波系数进行分帧操作；根据分帧索引和所述预设长度，分别计算所述低频小波系数对应的低频小波能量值和所述高频小波系数对应的高频小波能量值，其中，所述分帧索引是经过所述分帧操作之后得到的；根据所述高频小波能量值和所述低频小波能量值的比值，确定所述高低频能量比特征。
在一个示例性实施例中，所述以预设长度为帧长，对所述低频小波系数和所述高频小波系数进行分帧操作之后，所述方法还包括：通过如下公式计算所述高低频能量比特征：
Figure 724371DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，j为所述分帧索引，I为所述预设长度，m为所述待检测信号的时间标签，
Figure 863229DEST_PATH_IMAGE002
为第j帧的高低频能量比特征，WDL(m)为所述低频小波系数，WDH(m)为所述高频小波系数，
Figure DEST_PATH_IMAGE003
为第j帧的高频小波能量值，
Figure 10439DEST_PATH_IMAGE004
为第j帧的低频小波能量值。
在一个示例性实施例中，通过如下公式对所述低频成分进行离散小波变换，并计算经过所述离散小波变换之后的低频成分对应的低频小波系数：
Figure DEST_PATH_IMAGE005
；
其中，WDL(m)为所述低频小波系数，n和m为时间标签，α是离散小波变换的阶数，ρ()是小波基函数，yDL(n)为所述低频成分经过多倍采样滤波器后的低频去冗余信号。
在一个示例性实施例中，通过如下公式对所述高频成分进行离散小波变换，并计算经过所述离散小波变换之后的高频成分对应的高频小波系数：
Figure 260154DEST_PATH_IMAGE006
；
其中，WDH(m)为所述高频小波系数，n和m为所述待检测信号的时间标，α是离散小波变换的阶数，ρ()是小波基函数，yDH(n)为所述高频成分经过多倍采样滤波器后的高频去冗余信号。
在一个示例性实施例中，所述获取待检测信号，并分别通过低通滤波器和高通滤波器提取所述待检测信号的低频成分和高频成分之后，所述方法还包括：通过多倍采样滤波器对所述低频成分进行滤波，得到低频去冗余信号；通过所述多倍采样滤波器对所述高频成分进行滤波，得到高频去冗余信号。
在一个示例性实施例中，所述根据所述高低频能量比特征对所述待检测信号进行篡改音频检测，包括：计算经过分帧操作之后得到的所有帧的高低频能量比特征的均方差；根据检测阈值和所述均方差对所述待检测信号进行篡改音频检测。
在一个示例性实施例中，所述根据检测阈值和所述均方差对所述待检测信号进行篡改音频检测，包括：
通过如下公式对所述待检测信号进行篡改音频检测：
Figure DEST_PATH_IMAGE007
；
其中，δ(θ)为所述均方差，
Figure 307745DEST_PATH_IMAGE002
为第j帧的高低频能量比特征，
Figure 617503DEST_PATH_IMAGE008
=1表示第j帧是篡改音频，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
=0表示第j帧不是篡改音频，λ是检测阈值，λ取正整数。
第二方面，本公开的实施例提供了一种篡改音频的检测装置，包括：提取模块，用于获取待检测信号，并分别通过低通滤波器和高通滤波器提取所述待检测信号的低频成分和高频成分；第一计算模块，用于分别对所述低频成分和所述高频成分进行离散小波变换，并计算经过所述离散小波变换之后的低频成分对应的低频小波系数和经过所述离散小波变换之后的高频成分对应的高频小波系数；第二计算模块，用于根据所述低频小波系数和所述高频小波系数，计算高低频能量比特征；检测模块，用于根据所述高低频能量比特征对所述待检测信号进行篡改音频检测。
第三方面，本公开的实施例提供了一种电子设备。上述电子设备包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器、通信接口和存储器通过通信总线完成相互间的通信；存储器，用于存放计算机程序；处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现如上所述的篡改音频的检测方法或图像处理的方法。
第四方面，本公开的实施例提供了一种计算机可读存储介质。上述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的篡改音频的检测方法或图像处理的方法。
本公开实施例提供的上述技术方案与现有技术相比至少具有如下优点的部分或全部：获取待检测信号，并分别通过低通滤波器和高通滤波器提取所述待检测信号的低频成分和高频成分；分别对所述低频成分和所述高频成分进行离散小波变换，并计算经过所述离散小波变换之后的低频成分对应的低频小波系数和经过所述离散小波变换之后的高频成分对应的高频小波系数；根据所述低频小波系数和所述高频小波系数，计算高低频能量比特征；根据所述高低频能量比特征对所述待检测信号进行篡改音频检测。因为，本公开实施例依可以根据所述低频小波系数和所述高频小波系数，计算高低频能量比特征；根据所述高低频能量比特征对所述待检测信号进行篡改音频检测，因此，采用上述技术手段，可以解决现有技术中，现有的检测篡改音频的方法的应用场景受限，在一些场景无法使用的问题，进而提供一种新的检测篡改音频的方法。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示意性示出了本公开实施例一种篡改音频的检测方法的计算机终端的硬件结构框图；
图2示意性示出了本公开实施例的一种篡改音频的检测方法的流程图；
图3示意性示出了本公开实施例的一种篡改音频的检测方法的流程示意图；
图4示意性示出了本公开实施例的一种篡改音频的检测装置的结构框图；
图5示意性示出了本公开实施例提供的一种电子设备的结构框图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
本公开实施例所提供的方法实施例可以在计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在计算机终端上为例，图1示意性示出了本公开实施例的一种篡改音频的检测方法的计算机终端的硬件结构框图。如图1所示，计算机终端可以包括一个或多个（图1中仅示出一个）处理器102（处理器102可以包括但不限于微处理器（Microprocessor Unit，简称是MPU）或可编程逻辑器件（Programmable logic device，简称是PLD）等处理装置和用于存储数据的存储器104，可选地，上述计算机终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述计算机终端的结构造成限定。例如，计算机终端还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示等同功能或比图1所示功能更多的不同的配置。
存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本公开实施例中的篡改音频的检测方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
传输设备106用于经由网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括计算机终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输设备106包括一个网络适配器（Network Interface Controller，简称为NIC），其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备106可以为射频（Radio Frequency，简称为RF）模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
在本公开实施例中提供了一种篡改音频的检测方法，图2示意性示出了本公开实施例的一种篡改音频的检测方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：
步骤S202，获取待检测信号，并分别通过低通滤波器和高通滤波器提取所述待检测信号的低频成分和高频成分；
步骤S204，分别对所述低频成分和所述高频成分进行离散小波变换，并计算经过所述离散小波变换之后的低频成分对应的低频小波系数和经过所述离散小波变换之后的高频成分对应的高频小波系数；
步骤S206，根据所述低频小波系数和所述高频小波系数，计算高低频能量比特征；
步骤S208，根据所述高低频能量比特征对所述待检测信号进行篡改音频检测。
通过本公开，获取待检测信号，并分别通过低通滤波器和高通滤波器提取所述待检测信号的低频成分和高频成分；分别对所述低频成分和所述高频成分进行离散小波变换，并计算经过所述离散小波变换之后的低频成分对应的低频小波系数和经过所述离散小波变换之后的高频成分对应的高频小波系数；根据所述低频小波系数和所述高频小波系数，计算高低频能量比特征；根据所述高低频能量比特征对所述待检测信号进行篡改音频检测。因为，本公开实施例依可以根据所述低频小波系数和所述高频小波系数，计算高低频能量比特征；根据所述高低频能量比特征对所述待检测信号进行篡改音频检测，因此，采用上述技术手段，可以解决现有技术中，现有的检测篡改音频的方法的应用场景受限，在一些场景无法使用的问题，进而提供一种新的检测篡改音频的方法。
在步骤S206中，根据所述低频小波系数和所述高频小波系数，计算高低频能量比特征，包括：以预设长度为帧长，对所述低频小波系数和所述高频小波系数进行分帧操作；根据分帧索引和所述预设长度，分别计算所述低频小波系数对应的低频小波能量值和所述高频小波系数对应的高频小波能量值，其中，所述分帧索引是经过所述分帧操作之后得到的；根据所述高频小波能量值和所述低频小波能量值的比值，确定所述高低频能量比特征。
在本公开实施例中，帧长也就是预设长度可以取值在32字节到256字节之间，如果帧长取值过小，会导致高低频能量比特征不稳定；如果帧长取值过大会导致，会导致时间分辨率降低。优选地，可以选64字节作为帧长，在稳定性和分辨率上达到较好的平衡。分帧索引用于表示在分帧操作之后，得到的分帧的序号，用于表明一个分帧是原来的小波系数的第几个分帧。所述低频小波系数和所述高频小波系数是离散小波变换对应的变换系数。所述高频小波能量值是高频小波对应的能量值，和所述低频小波能量值是低频小波对应的能量值。根据所述高频小波能量值和所述低频小波能量值的比值，确定所述高低频能量比特征，实际上，高低频能量比特征就是所述高频小波能量值和所述低频小波能量值的比值。
计算所述低频小波系数对应的低频小波能量值，具体的，计算每一帧的低频小波系数对应的低频小波能量值；计算所述高频小波系数对应的高频小波能量值，具体的，计算每一帧的高频小波系数对应的高频小波能量值；根据所述高频小波能量值和所述低频小波能量值的比值，确定所述高低频能量比特征，具体的，根据每一帧的高频小波能量值和低频小波能量值，确定每一帧的高低频能量比特征。
以预设长度为帧长，对所述低频小波系数和所述高频小波系数进行分帧操作之后，所述方法还包括：通过如下公式计算所述高低频能量比特征：
Figure 688227DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，j为所述分帧索引，I为所述预设长度，m为所述待检测信号的时间标签，
Figure 741634DEST_PATH_IMAGE002
为第j帧的高低频能量比特征，WDL(m)为所述低频小波系数，WDH(m)为所述高频小波系数，
Figure 581414DEST_PATH_IMAGE003
为第j帧的高频小波能量值，
Figure 124391DEST_PATH_IMAGE004
为第j帧的低频小波能量值。
m为时间标签或者m表示时刻。通过上述公式，可以计算低频小波能量值、高频小波能量值和高低频能量比特征。
在步骤S204中，通过如下公式对所述低频成分进行离散小波变换，并计算经过所述离散小波变换之后的低频成分对应的低频小波系数：
Figure 416832DEST_PATH_IMAGE005
；
其中，WDL(m)为所述低频小波系数，n和m为时间标签，α是离散小波变换的阶数，ρ()是小波基函数，yDL(n)为所述低频成分经过多倍采样滤波器后的低频去冗余信号。
n和m为时间标签，m的取值在0和n之间，m可以取值0或n。α是离散小波变换的阶数，α取正整数，在本公开实施例中，α取2就可以取得很好的小波变换效果。ρ()是小波基函数，在本公开实施例中，可以采用多阶Daubechies基函数，其中，Daubechies基函数的阶数根据具体情境而定，比如Daubechies基函数的阶数可以是6。多倍采样滤波器的倍数根据具体情境而定，比如多倍采样滤波器可以是2倍采样滤波器。在本公开实施例中，yDL(n)可以同等替换为yL(n)，yL(n)是所述低频成分。
在步骤S204中，通过如下公式对所述高频成分进行离散小波变换，并计算经过所述离散小波变换之后的高频成分对应的高频小波系数：
Figure 273930DEST_PATH_IMAGE006
；
其中，WDH(m)为所述高频小波系数，n和m为所述待检测信号的时间标，α是离散小波变换的阶数，ρ()是小波基函数，yDH(n)为所述高频成分经过多倍采样滤波器后的高频去冗余信号。
在本公开实施例中，yDH(n)可以同等替换为yH(n)，yH(n)是所述高频成分。
在步骤S202之后，也就是获取待检测信号，并分别通过低通滤波器和高通滤波器提取所述待检测信号的低频成分和高频成分之后，所述方法还包括：通过多倍采样滤波器对所述低频成分进行滤波，得到低频去冗余信号；通过所述多倍采样滤波器对所述高频成分进行滤波，得到高频去冗余信号。
可选地，
Figure 968216DEST_PATH_IMAGE010
；
Figure DEST_PATH_IMAGE011
；
Figure 619777DEST_PATH_IMAGE012
；
Figure 727411DEST_PATH_IMAGE013
；
其中，y(n)是所述待检测信号，L(n)为低通滤波器，H(n)为高通滤波器，D(n)为多倍采样滤波器。
在步骤S208中，根据所述高低频能量比特征对所述待检测信号进行篡改音频检测，包括：计算经过分帧操作之后得到的所有帧的高低频能量比特征的均方差；根据检测阈值和所述均方差对所述待检测信号进行篡改音频检测。
对所述低频小波系数和所述高频小波系数进行分帧操作，得到了多帧的低频小波系数和高频小波系数，根据多帧的低频小波系数和高频小波系数，计算多帧的高低频能量比特征，进一步地，计算所有帧的高低频能量比特征的均方差。检测阈值为正整数，比如检测阈值可以取10。
根据检测阈值和所述均方差对所述待检测信号进行篡改音频检测，包括：
通过如下公式对所述待检测信号进行篡改音频检测：
Figure 122620DEST_PATH_IMAGE007
；
其中，δ(θ)为所述均方差，
Figure 671413DEST_PATH_IMAGE002
为第j帧的高低频能量比特征，
Figure 759455DEST_PATH_IMAGE008
=1表示第j帧是篡改音频，
Figure 26488DEST_PATH_IMAGE009
=0表示第j帧不是篡改音频，λ是检测阈值，λ取正整数。
Figure 225388DEST_PATH_IMAGE014
，
Figure 192469DEST_PATH_IMAGE009
取1，也就是第j帧的高低频能量比特征超过均方差的
Figure 451412DEST_PATH_IMAGE016
倍，则
Figure 205742DEST_PATH_IMAGE018
值为1，第j帧判定为篡改音频。
为了更好的理解上述技术方案，本公开实施例还提供了一种可选实施例，用于解释说明上述技术方案。
图3示意性示出了本公开实施例的一种篡改音频的检测方法的流程示意图，如图3所示：
S302：分别通过低通滤波器和高通滤波器提取所述待检测信号的低频成分和高频成分；
S304：通过多倍采样滤波器对所述低频成分进行滤波，得到低频去冗余信号，通过所述多倍采样滤波器对所述高频成分进行滤波，得到高频去冗余信号；
S306：分别对所述低频成分和所述高频成分进行离散小波变换，并计算经过所述离散小波变换之后的低频成分对应的低频小波系数和经过所述离散小波变换之后的高频成分对应的高频小波系数；
S308：对所述低频小波系数和所述高频小波系数进行分帧操作，根据所述低频小波系数和所述高频小波系数，计算每一帧的高低频能量比特征；
S310：根据每一帧的高低频能量比特征，分别对所述待检测信号的每一帧进行篡改音频检测。
通过本公开，获取待检测信号，并分别通过低通滤波器和高通滤波器提取所述待检测信号的低频成分和高频成分；分别对所述低频成分和所述高频成分进行离散小波变换，并计算经过所述离散小波变换之后的低频成分对应的低频小波系数和经过所述离散小波变换之后的高频成分对应的高频小波系数；根据所述低频小波系数和所述高频小波系数，计算高低频能量比特征；根据所述高低频能量比特征对所述待检测信号进行篡改音频检测。因为，本公开实施例依可以根据所述低频小波系数和所述高频小波系数，计算高低频能量比特征；根据所述高低频能量比特征对所述待检测信号进行篡改音频检测，因此，采用上述技术手段，可以解决现有技术中，现有的检测篡改音频的方法的应用场景受限，在一些场景无法使用的问题，进而提供一种新的检测篡改音频的方法。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本公开的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质（如只读存储器（Read-Only Memory，简称为ROM）、随机存取存储器（RandomAccessMemory，简称为RAM）、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端设备（可以是手机，计算机，组件服务端，或者网络设备等）执行本公开各个实施例的方法。
在本实施例中还提供了一种篡改音频的检测装置，该篡改音频的检测装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
图4示意性示出了本公开可选实施例的一种篡改音频的检测装置的结构框图，如图4所示，该装置包括：
提取模块402，用于获取待检测信号，并分别通过低通滤波器和高通滤波器提取所述待检测信号的低频成分和高频成分；
第一计算模块404，用于分别对所述低频成分和所述高频成分进行离散小波变换，并计算经过所述离散小波变换之后的低频成分对应的低频小波系数和经过所述离散小波变换之后的高频成分对应的高频小波系数；
第二计算模块406，用于根据所述低频小波系数和所述高频小波系数，计算高低频能量比特征；
检测模块408，用于根据所述高低频能量比特征对所述待检测信号进行篡改音频检测。
通过本公开，获取待检测信号，并分别通过低通滤波器和高通滤波器提取所述待检测信号的低频成分和高频成分；分别对所述低频成分和所述高频成分进行离散小波变换，并计算经过所述离散小波变换之后的低频成分对应的低频小波系数和经过所述离散小波变换之后的高频成分对应的高频小波系数；根据所述低频小波系数和所述高频小波系数，计算高低频能量比特征；根据所述高低频能量比特征对所述待检测信号进行篡改音频检测。因为，本公开实施例依可以根据所述低频小波系数和所述高频小波系数，计算高低频能量比特征；根据所述高低频能量比特征对所述待检测信号进行篡改音频检测，因此，采用上述技术手段，可以解决现有技术中，现有的检测篡改音频的方法的应用场景受限，在一些场景无法使用的问题，进而提供一种新的检测篡改音频的方法。
可选地，第二计算模块406还用于以预设长度为帧长，对所述低频小波系数和所述高频小波系数进行分帧操作；根据分帧索引和所述预设长度，分别计算所述低频小波系数对应的低频小波能量值和所述高频小波系数对应的高频小波能量值，其中，所述分帧索引是经过所述分帧操作之后得到的；根据所述高频小波能量值和所述低频小波能量值的比值，确定所述高低频能量比特征。
在本公开实施例中，帧长也就是预设长度可以取值在32字节到256字节之间，如果帧长取值过小，会导致高低频能量比特征不稳定；如果帧长取值过大会导致，会导致时间分辨率降低。优选地，可以选64字节作为帧长，在稳定性和分辨率上达到较好的平衡。分帧索引用于表示在分帧操作之后，得到的分帧的序号，用于表明一个分帧是原来的小波系数的第几个分帧。所述低频小波系数和所述高频小波系数是离散小波变换对应的变换系数。所述高频小波能量值是高频小波对应的能量值，和所述低频小波能量值是低频小波对应的能量值。根据所述高频小波能量值和所述低频小波能量值的比值，确定所述高低频能量比特征，实际上，高低频能量比特征就是所述高频小波能量值和所述低频小波能量值的比值。
计算所述低频小波系数对应的低频小波能量值，具体的，计算每一帧的低频小波系数对应的低频小波能量值；计算所述高频小波系数对应的高频小波能量值，具体的，计算每一帧的高频小波系数对应的高频小波能量值；根据所述高频小波能量值和所述低频小波能量值的比值，确定所述高低频能量比特征，具体的，根据每一帧的高频小波能量值和低频小波能量值，确定每一帧的高低频能量比特征。
可选地，第二计算模块406还用于通过如下公式计算所述高低频能量比特征：
Figure 942754DEST_PATH_IMAGE019
；
其中，j为所述分帧索引，I为所述预设长度，m为所述待检测信号的时间标签，
Figure 466139DEST_PATH_IMAGE020
为第j帧的高低频能量比特征，WDL(m)为所述低频小波系数，WDH(m)为所述高频小波系数，
Figure 958300DEST_PATH_IMAGE021
为第j帧的高频小波能量值，
Figure 934346DEST_PATH_IMAGE022
为第j帧的低频小波能量值。
m为时间标签或者m表示时刻。通过上述公式，可以计算低频小波能量值、高频小波能量值和高低频能量比特征。
可选地，第一计算模块404还用于通过如下公式对所述低频成分进行离散小波变换，并计算经过所述离散小波变换之后的低频成分对应的低频小波系数：
Figure 475049DEST_PATH_IMAGE023
；
其中，WDL(m)为所述低频小波系数，n和m为时间标签，α是离散小波变换的阶数，ρ()是小波基函数，yDL(n)为所述低频成分经过多倍采样滤波器后的低频去冗余信号。
n和m为时间标签，m的取值在0和n之间，m可以取值0或n。α是离散小波变换的阶数，α取正整数，在本公开实施例中，α取2就可以取得很好的小波变换效果。ρ()是小波基函数，在本公开实施例中，可以采用多阶Daubechies基函数，其中，Daubechies基函数的阶数根据具体情境而定，比如Daubechies基函数的阶数可以是6。多倍采样滤波器的倍数根据具体情境而定，比如多倍采样滤波器可以是2倍采样滤波器。在本公开实施例中，yDL(n)可以同等替换为yL(n)，yL(n)是所述低频成分。
可选地，第一计算模块404还用于通过如下公式对所述高频成分进行离散小波变换，并计算经过所述离散小波变换之后的高频成分对应的高频小波系数：
Figure 118520DEST_PATH_IMAGE024
；
其中，WDH(m)为所述高频小波系数，n和m为所述待检测信号的时间标，α是离散小波变换的阶数，ρ()是小波基函数，yDH(n)为所述高频成分经过多倍采样滤波器后的高频去冗余信号。
在本公开实施例中，yDH(n)可以同等替换为yH(n)，yH(n)是所述高频成分。
可选地，提取模块402还用于通过多倍采样滤波器对所述低频成分进行滤波，得到低频去冗余信号；通过所述多倍采样滤波器对所述高频成分进行滤波，得到高频去冗余信号。
可选地，
Figure 453686DEST_PATH_IMAGE025
；
Figure 182608DEST_PATH_IMAGE026
；
Figure 323739DEST_PATH_IMAGE027
；
Figure 821717DEST_PATH_IMAGE028
；
其中，y(n)是所述待检测信号，L(n)为低通滤波器，H(n)为高通滤波器，D(n)为多倍采样滤波器。
可选地，检测模块408还用于计算经过分帧操作之后得到的所有帧的高低频能量比特征的均方差；根据检测阈值和所述均方差对所述待检测信号进行篡改音频检测。
对所述低频小波系数和所述高频小波系数进行分帧操作，得到了多帧的低频小波系数和高频小波系数，根据多帧的低频小波系数和高频小波系数，计算多帧的高低频能量比特征，进一步地，计算所有帧的高低频能量比特征的均方差。检测阈值为正整数，比如检测阈值可以取10。
可选地，检测模块408还用于通过如下公式对所述待检测信号进行篡改音频检测：
Figure 327784DEST_PATH_IMAGE029
；
其中，δ(θ)为所述均方差，
Figure 544002DEST_PATH_IMAGE020
为第j帧的高低频能量比特征，
Figure 426507DEST_PATH_IMAGE030
=1表示第j帧是篡改音频，
Figure 778991DEST_PATH_IMAGE031
=0表示第j帧不是篡改音频，λ是检测阈值，λ取正整数。
Figure 783857DEST_PATH_IMAGE032
，
Figure 221791DEST_PATH_IMAGE031
取1，也就是第j帧的高低频能量比特征超过均方差的
Figure 642408DEST_PATH_IMAGE016
倍，则
Figure 114978DEST_PATH_IMAGE018
值为1，第j帧判定为篡改音频。
需要说明的是，上述各个模块是可以通过软件或硬件来实现的，对于后者，可以通过以下方式实现，但不限于此：上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。
本公开的实施例提供了一种电子设备。
图5示意性示出了本公开实施例提供的一种电子设备的结构框图。
参照图5所示，本公开实施例提供的电子设备500包括处理器501、通信接口502、存储器503和通信总线504，其中，处理器501、通信接口502和存储器503通过通信总线504完成相互间的通信；存储器503，用于存放计算机程序；处理器501，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述任一项方法实施例中的步骤。
可选地，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该输入输出设备与上述处理器连接。
可选地，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：
S1，获取待检测信号，并分别通过低通滤波器和高通滤波器提取所述待检测信号的低频成分和高频成分；
S2，分别对所述低频成分和所述高频成分进行离散小波变换，并计算经过所述离散小波变换之后的低频成分对应的低频小波系数和经过所述离散小波变换之后的高频成分对应的高频小波系数；
S3，根据所述低频小波系数和所述高频小波系数，计算高低频能量比特征；
S4，根据所述高低频能量比特征对所述待检测信号进行篡改音频检测。
本公开的实施例还提供了一种计算机可读存储介质。上述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，上述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项方法实施例中的步骤。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以被设置为存储用于执行以下步骤的计算机程序：
S1，获取待检测信号，并分别通过低通滤波器和高通滤波器提取所述待检测信号的低频成分和高频成分；
S2，分别对所述低频成分和所述高频成分进行离散小波变换，并计算经过所述离散小波变换之后的低频成分对应的低频小波系数和经过所述离散小波变换之后的高频成分对应的高频小波系数；
S3，根据所述低频小波系数和所述高频小波系数，计算高低频能量比特征；
S4，根据所述高低频能量比特征对所述待检测信号进行篡改音频检测。
该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的设备/装置中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备/装置中。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被执行时，实现根据本公开实施例的方法。
根据本公开的实施例，计算机可读存储介质可以是非易失性的计算机可读存储介质，例如可以包括但不限于：便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、可擦式可编程只读存储器（EPROM或闪存）、便携式紧凑磁盘只读存储器（CD-ROM）、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
可选地，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本公开的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本公开不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制于本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种篡改音频的检测方法，其特征在于，包括：
获取待检测信号，并分别通过低通滤波器和高通滤波器提取所述待检测信号的低频成分和高频成分；
分别对所述低频成分和所述高频成分进行离散小波变换，并计算经过所述离散小波变换之后的低频成分对应的低频小波系数和经过所述离散小波变换之后的高频成分对应的高频小波系数；
根据所述低频小波系数和所述高频小波系数，计算高低频能量比特征；
根据所述高低频能量比特征对所述待检测信号进行篡改音频检测；
其中，所述根据所述高低频能量比特征对所述待检测信号进行篡改音频检测，包括：计算经过分帧操作之后得到的所有帧的高低频能量比特征的均方差；根据检测阈值和所述均方差对所述待检测信号进行篡改音频检测；
其中，所述根据检测阈值和所述均方差对所述待检测信号进行篡改音频检测，包括：通过如下公式对所述待检测信号进行篡改音频检测：
Figure 44022DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，δ(θ)为所述均方差，
Figure 629724DEST_PATH_IMAGE002
为第j帧的高低频能量比特征，
Figure 59569DEST_PATH_IMAGE003
=1表示第j帧是篡改音频，
Figure 363511DEST_PATH_IMAGE003
=0表示第j帧不是篡改音频，λ是检测阈值，λ取正整数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述低频小波系数和所述高频小波系数，计算高低频能量比特征，包括：
以预设长度为帧长，对所述低频小波系数和所述高频小波系数进行分帧操作；
根据分帧索引和所述预设长度，分别计算所述低频小波系数对应的低频小波能量值和所述高频小波系数对应的高频小波能量值，其中，所述分帧索引是经过所述分帧操作之后得到的；
根据所述高频小波能量值和所述低频小波能量值的比值，确定所述高低频能量比特征。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述以预设长度为帧长，对所述低频小波系数和所述高频小波系数进行分帧操作之后，所述方法还包括：通过如下公式计算所述高低频能量比特征：
Figure 638635DEST_PATH_IMAGE004
；
其中，j为所述分帧索引，I为所述预设长度，m为所述待检测信号的时间标签，
Figure 344423DEST_PATH_IMAGE005
为第j帧的高低频能量比特征，WDL(m)为所述低频小波系数，WDH(m)为所述高频小波系数，
Figure 741906DEST_PATH_IMAGE006
为第j帧的高频小波能量值，
Figure 470827DEST_PATH_IMAGE007
为第j帧的低频小波能量值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过如下公式对所述低频成分进行离散小波变换，并计算经过所述离散小波变换之后的低频成分对应的低频小波系数：
Figure 614888DEST_PATH_IMAGE008
；
其中，WDL(m)为所述低频小波系数，n和m为时间标签，α是离散小波变换的阶数，ρ()是小波基函数，yDL(n)为所述低频成分经过多倍采样滤波器后的低频去冗余信号。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过如下公式对所述高频成分进行离散小波变换，并计算经过所述离散小波变换之后的高频成分对应的高频小波系数：
Figure 112866DEST_PATH_IMAGE009
；
其中，WDH(m)为所述高频小波系数，n和m为所述待检测信号的时间标，α是离散小波变换的阶数，ρ()是小波基函数，yDH(n)为所述高频成分经过多倍采样滤波器后的高频去冗余信号。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取待检测信号，并分别通过低通滤波器和高通滤波器提取所述待检测信号的低频成分和高频成分之后，所述方法还包括：
通过多倍采样滤波器对所述低频成分进行滤波，得到低频去冗余信号；
通过所述多倍采样滤波器对所述高频成分进行滤波，得到高频去冗余信号。
7.一种篡改音频的检测装置，其特征在于，包括：
提取模块，用于获取待检测信号，并分别通过低通滤波器和高通滤波器提取所述待检测信号的低频成分和高频成分；
第一计算模块，用于分别对所述低频成分和所述高频成分进行离散小波变换，并计算经过所述离散小波变换之后的低频成分对应的低频小波系数和经过所述离散小波变换之后的高频成分对应的高频小波系数；
第二计算模块，用于根据所述低频小波系数和所述高频小波系数，计算高低频能量比特征；
检测模块，用于根据所述高低频能量比特征对所述待检测信号进行篡改音频检测；
其中，检测模块还用于计算经过分帧操作之后得到的所有帧的高低频能量比特征的均方差；根据检测阈值和所述均方差对所述待检测信号进行篡改音频检测；
其中，检测模块还用于通过如下公式对所述待检测信号进行篡改音频检测：
Figure 946830DEST_PATH_IMAGE001
；
其中，δ(θ)为所述均方差，
Figure 959785DEST_PATH_IMAGE005
为第j帧的高低频能量比特征，
Figure 842290DEST_PATH_IMAGE010
=1表示第j帧是篡改音频，
Figure 257091DEST_PATH_IMAGE010
=0表示第j帧不是篡改音频，λ是检测阈值，λ取正整数。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法。
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