基于Huffman码字映射的AAC隐写算法#孙冉，王让定，朱杰，严迪群**（宁波大学信息科学与工程学院，浙江宁波315211）51015摘要：本文提出了一种基于Huffman码字映射的AAC音频隐写算法。该算法通过码字映射的方法，即一个Huffman码字用另外一个Huffman码字替换的方法，使其与秘密信息相适应，从而完成隐写过程。实验结果表明，该算法在保证较大隐藏容量的同时，基本维持载体音频的相关统计特性，安全性高，同时载体音频的感知质量没有明显下降，不可感知性良好。关键词：码字映射；隐藏容量；安全性；不可感知性中图分类号：TP319AACSteganographyBasedonHuffmanCodewordMappingSUNRan,WANGRangding,ZHUJie,YANDiqun(NingboUniversity,CollegeofInfromationandEngineering,ZhejiangNingbo,315211)Abstract:AnewsteganographymethodispresentedforAACaudiosbasedonHuffmancodewordmapping.Throughthemethodofcodewordmapping,aHuffmancodewordreplacesbyanotherHuffmancodeword,thealgorithmkeepsthebitstreamadaptingwithsecretinformationtocompletethehiddenprocess.Experimentalresultsshowthatthealgorithmcanensurelargehiding20253035capacitywhilemaintainingthebasicstatisticalpropertiesofAACaudio.Furthermore,italsohashighsecurityandkeepstheaudioimperceptible.Keywords:codewordmapping;hidingcapacity;security;imperceptible0引言隐写术[1]是一门关于信息隐藏技术的科学与艺术。所谓隐写，就是指用有明确意义的载体（如静止图片、数字音频和视频信号等）作为掩护，以保证除发送者和接受者以外的任何人都不知晓信息的存在，从而安全地传输秘密信息。以音频为载体的隐写算法主要有两大类，即压缩域和非压缩域。非压缩域的隐写算法研究相对成熟，如最低有效位（LSB）算法[2]、回声隐藏算法[3]、扩频算法[4]等。但随着多媒体技术与互联网络的发展，MPEG-1layerIII（MP3）、MPEG-2/4AdvancedAudioCoding（AAC）等压缩编码技术得到广泛的使用。因此，压缩域音频隐写算法的研究也越来越受到人们的关注。目前，压缩域音频的隐写算法研究主要集中在MP3载体，如利用低频区改进的离散余弦变换（MDCT）系数的抗压缩编码特性隐藏秘密信息[5]，修改MP3编码内循环终止条件实现隐写[6]，利用量化步长的奇偶性隐写秘密数据[7]，以及采用湿纸编码策略调整MP3量化步长进行隐写[8]等方法。然而，AAC作为新一代的音频压缩编码技术，具有比MP3更高的压缩比，有可能代替MP3成为主导的音频压缩编码技术。因此，研究以AAC为载体的隐写算法更具一定的前瞻性。与MP3相比，以AAC为载体的隐写算法相对较少。Tachibana[9]和Neubauer[10]利用MDCT系数，以不影响主观听觉效果为前提，在特定的区间内以不同的比例系数隐藏秘密信息。由于MDCT系数自身特性的限制，隐藏容量十分有限。Xu[11]则从频率系数的量化特性出发，通过修基金项目：国家自然科学基金项目（61170137、61300055）；高等学校博士学科点专项科研基金资助课题（20103305110002）；浙江省重点创新团队-新一代移动互联网用户端软件科技创新团队（2010R50009）；宁波市自然科学基金项目（2013A610057）作者简介：孙冉（1987-），女，硕士，主研领域为数字音视频技术通信联系人：王让定（1962-），男，教授，主研信息隐藏、数字取证、嵌入式系统应用等.wangrangding@nbu.edu.cn-1-404550改量化因子主动获得冗余比特，再进行秘密信息的隐藏。但是该隐写步骤发生在量化过程中，对AAC载体必须进行深度解码，算法复杂度较高。另外，AAC中MDCT量化系数大于15时，编码过程中采用一种称为escapecoding[12]的机制实现无损编码。王敬[13]利用该特性隐写秘密信息，但是隐藏容量随着音频载体风格的不同而有较大的不同，其稳定性不高。而唐步天[14]利用音频压缩过程中量化值的自身统计性与Huffman码书选择之间的相关特性，将Huffman码书进行分类，运用码书映射方法进行隐写。该算法无需对AAC载体深度解码，算法复杂度较低，而且隐藏容量也相对较大。本文以AAC音频为载体，从音频压缩过程中Huffman码字的特性出发，提出了一种基于Huffman码字映射的隐写算...