本技術(shù)實施例涉及云計算領(lǐng)域，尤其涉及一種音頻處理方法、裝置及其他設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、目前，隨著數(shù)字信息技術(shù)的發(fā)展，在網(wǎng)絡(luò)空間積累了大量的音視頻數(shù)據(jù)。為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)的隱秘傳輸，可將音視頻數(shù)據(jù)作為載體來承載秘密信息以達(dá)到隱秘通信的目的。此外，為了版權(quán)保護也可以將秘密信息(例如數(shù)字水印)嵌入到音視頻數(shù)據(jù)中以達(dá)到對音視頻版權(quán)保護的目的。

2、但是，目前的技術(shù)方案在將特定信息隱藏在音視頻內(nèi)部時，容易受到各種因素的影響，使得目前的音視頻處理方案，難以廣泛應(yīng)用于特定信息的隱蔽通信和版權(quán)保護等場景。

3、因此，目前在音視頻中嵌入秘密信息的處理方法難以滿足要求。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種音頻處理方法、裝置及其他設(shè)備，可基于載體音頻經(jīng)有損壓縮后的能量損失，來合理的確定與該載體音頻的能量相適配的量化步長，以該量化步長來在載體音頻中嵌入秘密信息，可使嵌入有秘密信息的載體音頻，有效抵抗傳輸信道和數(shù)據(jù)操作等場景下對秘密信息的有損壓縮影響，提高了魯棒性。

2、第一方面，本技術(shù)實施例提供一種音頻處理方法。該方法包括：獲取原始音頻信號和秘密信息；基于所述原始音頻信號在有損壓縮后的第一能量損失，確定所述原始音頻信號的量化步長；基于所述量化步長，將所述秘密信息嵌入至所述原始音頻信號，生成嵌入有所述秘密信息的嵌入音頻信號。

3、其中，該秘密信息可以是任何需要隱藏的信息，在應(yīng)用到數(shù)字水印場景下時，該秘密信息可以是數(shù)字水印。

4、本技術(shù)的量化步長為基于原始載體音頻的原始音頻信號而自適應(yīng)確定的量化步長，使得基于該量化步長將秘密信息嵌入到原始音頻信號后，嵌入有秘密信息的嵌入音頻信號在被有損壓縮時，嵌入的秘密信息的位置不易發(fā)生比特錯誤，降低秘密信息的錯誤率，從而可以抵抗傳輸信道和數(shù)據(jù)操作等場景下對秘密信息的有損壓縮影響，從而在保證秘密信息的安全性的情況下，提升了該音頻處理方法的魯棒性。

5、此外，借助于合理確定的量化步長來對原始音頻信號量化，以嵌入秘密信息，可使嵌入秘密信息前后的音頻信號的差異較小，噪聲較小，從而能夠防止破解該秘密信息，以確保其安全性。

6、在一種可能的實施方式中，所述原始音頻信號包括m個音頻片段，m是大于1或等于1的正整數(shù)，所述基于所述原始音頻信號在有損壓縮后的第一能量損失，確定所述原始音頻信號的量化步長，包括：確定所述m個音頻片段在所述有損壓縮后的m個第二能量損失；基于所述m個第二能量損失中的最大能量損失，確定所述第一能量損失；將所述第一能量損失與調(diào)節(jié)系數(shù)相乘，得到所述量化步長，其中，所述調(diào)節(jié)系數(shù)與所述m個第二能量損失有關(guān)。

7、其中，在該m＝1時，該m個音頻片段可以是該原始音頻信號，也可以是原始音頻信號分片后的多個原始音頻片段中的一個音頻片段。

8、在m＞1時，m個音頻片段可以是原始音頻信號分片后的全部音頻片段，也可以是部分音頻片段，這里不作限制，并且，該m個音頻片段可以是原始音頻信號中的連續(xù)的多個音頻片段，也可以是原始音頻信號中的不連續(xù)的多個音頻片段，這里不作限制。

9、其中，一個音頻片段的第二能量損失，可以是對該音頻片段有損壓縮后該音頻片段的能量損失，也可以是對原始音頻信號有損壓縮后得到的關(guān)于該音頻片段的能量損失，這里不作限制。

10、本技術(shù)實施例可基于m個音頻片段各自被有損壓縮后的第二能量損失中的最大能量損失(例如m個第二能量損失中的最大值)，來確定整個原始音頻信號在所述有損壓縮后的整體的能量損失；并且通過將該整體的能量損失與調(diào)節(jié)系數(shù)相乘，來得到量化步長。這樣，該量化步長能夠體現(xiàn)原始音頻信號在被有損壓縮時所被壓縮掉的最大能量。而該調(diào)節(jié)系數(shù)可與m個音頻片段各自的第二能量損失相關(guān)，例如該調(diào)節(jié)系數(shù)為4，其中，m個音頻片段各自的第二能量損失是音頻片段經(jīng)重壓縮后的噪聲，如果該噪聲不大于1/4的量化步長，則可以使嵌入的秘密信息被正確地提取。因為，音頻片段的最大能量的最近重構(gòu)點在嵌入秘密信息的嵌入音頻信號再壓縮后沒有改變，因此這個調(diào)節(jié)系數(shù)和每個音頻片段的第二能量損失有關(guān)。那么以此確定的量化步長在對原始音頻信號進行量化以嵌入秘密信息時，可使量化后的原始音頻信號不存在易被壓縮去掉的音頻信息，或者僅存在極少的易被壓縮去掉的音頻信息，從而可降低信道或數(shù)據(jù)操作等場景對嵌入秘密信息的嵌入音頻的影響，降低嵌入秘密信息的嵌入音頻信號在信道傳輸時因二次壓縮而導(dǎo)致的秘密信息被修改的概率，魯棒性較強。

11、在一種可能的實施方式中，所述確定所述m個音頻片段在所述有損壓縮后的m個第二能量損失，包括：確定每個音頻片段的第一能量；對所述原始音頻信號中的每個音頻片段進行至少一次有損壓縮，確定所述至少一次有損壓縮后的所述每個音頻片段的第二能量；計算所述每個音頻片段在所述至少一次有損壓縮后的第二能量損失，所述第二能量損失為所述第一能量與所述第二能量的差值。

12、其中，音頻片段的第一能量也表述為壓縮前能量，音頻片段的第二能量也表述為壓縮后能量。

13、在本實施例中，可通過對原始音頻信號進行至少一次有損壓縮，再計算該有損壓縮前后的原始音頻信號中相應(yīng)音頻片段壓縮前后各自具有的能量，并計算相應(yīng)音頻片段壓縮前后各自具有的能量的差值，以得到該音頻片段的第二能量損失?；蛘撸部梢詫υ家纛l信號分片后得到的m個音頻片段，對每個音頻片段分別進行至少一次有損壓縮，并計算音頻片段壓縮前后的能量的差值，以得到音頻片段的第二能量損失。

14、在本實施例中，可通過原始音頻信號中音頻片段的壓縮前后的能量變化，來得到各音頻片段的第二能量損失，可提升能量損失的計算準(zhǔn)確度。

15、在一種可能的實施方式中，所述基于所述量化步長，將所述秘密信息嵌入至所述原始音頻信號，生成嵌入有所述秘密信息的嵌入音頻信號，包括：基于所述量化步長，對所述原始音頻信號進行量化，得到所述原始音頻信號的二進制序列；對所述秘密信息和所述二進制序列進行矩陣編碼，以將所述秘密信息嵌入至所述原始音頻信號，生成嵌入有所述秘密信息的嵌入音頻信號。

16、其中，可通過量化步長來對原始音頻信號進行量化，再將量化結(jié)果轉(zhuǎn)換為二進制序列。

17、其中，用于矩陣編碼的秘密信息可以是原始秘密信息的二進制序列，也可以是原始秘密信息經(jīng)過糾錯碼編碼后的秘密信息密文的二進制序列，這里不作限制。

18、通過對秘密信息和量化后的原始音頻信號的二進制序列進行矩陣編碼，可實現(xiàn)將所述秘密信息嵌入至所述原始音頻信號，從而生成嵌入有所述秘密信息的嵌入音頻信號。

19、在本技術(shù)實施例中，采用與原始音頻數(shù)據(jù)的能量分布相適配的量化步長，來對原始音頻數(shù)據(jù)進行量化縮小，得到二進制序列，相比于采用固定步長得到的二進制序列(0、1分布不均勻，例如0的數(shù)量遠(yuǎn)大于1)，本技術(shù)采用自適應(yīng)的量化步長得到的二進制序列的0、1分布更加均勻，例如秘密信息的0、1分布也是較為均勻的，則相比于利用固定步長得到的二進制序列，本技術(shù)對秘密信息和本技術(shù)的二進制序列進行矩陣編碼，來嵌入秘密信息時，可減少對原始音頻信號的修改率，從而降低原始音頻信號和嵌入音頻信號之間的差異，以提升秘密信息的安全度。

20、在一種可能的實施方式中，所述對所述秘密信息和所述二進制序列進行矩陣編碼，將所述秘密信息嵌入至所述原始音頻信號，生成嵌入有所述秘密信息的嵌入音頻信號，包括：對所述秘密信息和所述二進制序列進行矩陣編碼，確定所述原始音頻信號的待修改位置；基于量化步長在所述待修改位置對所述原始音頻信號進行修改，生成嵌入有所述秘密信息的嵌入音頻信號。

21、在本技術(shù)實施例中，可通過對秘密信息和量化后得到的原始音頻信號的二進制序列進行矩陣編碼，以確定原始音頻信號中的待修改位置(例如哪個音頻片段)，然后，基于該量化步長，來在該待修改位置對該原始音頻信號進行修改，以得到嵌入秘密信息的嵌入音頻信號。通過矩陣編碼所確定的待修改位置數(shù)量較少，從而提升嵌入秘密信息后的嵌入音頻信號的安全度，提高破解秘密信息的難度。

22、一種可能的實施方式中，在所述矩陣編碼指示所述二進制序列中的n位數(shù)據(jù)表示所述秘密信息中的k位數(shù)據(jù)時，所述n位數(shù)據(jù)中最多存在一位數(shù)據(jù)用于指示所述待修改位置，其中，n＝2k-1。

23、在本技術(shù)實施例中，通過對秘密信息和二進制序列進行矩陣編碼，可使原始音頻信號量化后的二進制序列中每n位數(shù)據(jù)代表k位秘密信息，并且該n位數(shù)據(jù)中最多存在一位數(shù)據(jù)需要被修改，即該最多一位數(shù)據(jù)所在的位置為待修改位置，可減少嵌入秘密信息時對原始音頻信號的修改率，提升秘密信息的安全性。

24、第二方面，本技術(shù)實施例還提供了一種音頻處理方法，該方法包括：接收嵌入音頻信號，所述嵌入音頻信號嵌入有秘密信息；獲取所述嵌入音頻信號的量化步長，所述量化步長基于原始音頻信號在有損壓縮后的第一能量損失計算得到；基于所述量化步長，從所述嵌入音頻信號中提取所述秘密信息。

25、其中，在提取嵌入音頻信號中的秘密信息時，可使用該嵌入音頻信號的量化步長，該量化步長為基于原始音頻信號在有損壓縮后的第一能量損失計算得到，該原始音頻信號在嵌入秘密信息后則作為該嵌入音頻信號。那么在提取秘密信息時，可基于該量化步長，來從該嵌入音頻信號中提取秘密信息。由于該量化步長是與原始音頻信號的音頻能量相匹配的，使得第一方面生成的嵌入有秘密信息的嵌入音頻信號即便經(jīng)過有損壓縮處理，本技術(shù)的方法對其解壓縮后得到的該本實施例的嵌入音頻信號也能夠正確地提取到秘密信息，可降低秘密信息的提取誤碼率，提升音頻處理方法的魯棒性。

26、在一種可能的實施方式中，所述原始音頻信號包括m個音頻片段，m是大于1或等于1的正整數(shù)，所述量化步長為所述原始音頻信號中的所述m個音頻片段在有損壓縮后的m個第二能量損失中的最大能量損失與調(diào)節(jié)系數(shù)相乘得到，其中，所述調(diào)節(jié)系數(shù)與所述m個第二能量損失有關(guān)。

27、本實施例的效果與第一方面的相關(guān)的實施方式的效果類似，這里不再贅述。

28、在一種可能的實施方式中，所述基于所述量化步長，從所述嵌入音頻信號中提取所述秘密信息，包括：基于所述量化步長，對所述嵌入音頻信號進行量化，得到所述嵌入音頻信號的二進制序列；對所述二進制序列進行矩陣編碼，從所述嵌入音頻信號中提取所述秘密信息。

29、在本實施例中，在提取秘密信息時，可基于該量化步長來對嵌入音頻信號進行量化，使得得到的嵌入音頻信號的二進制序列的0、1分布較為均勻，提高了秘密信息的破解難度，然后，可對該二進制序列進行矩陣編碼，以提取該秘密信息。其中，在第一方面的相關(guān)實施方式中，以及本實施方式中，在進行矩陣編碼的操作時，可使用到一個矩陣h，該矩陣h可用于矩陣編碼，以進行秘密信息的嵌入和提取，秘密信息的嵌入方和提取方雙方可約定該矩陣編碼。這樣，可實現(xiàn)對秘密信息的正確提取，提高了魯棒性，并且確保的秘密信息的安全傳輸。

30、第三方面，本技術(shù)實施例還提供了一種音頻處理裝置，該音頻處理裝置包括：獲取模塊，用于獲取原始音頻信號和秘密信息；確定模塊，用于基于所述原始音頻信號在有損壓縮后的第一能量損失，確定所述原始音頻信號的量化步長；處理模塊，用于基于所述量化步長，將所述秘密信息嵌入至所述原始音頻信號，生成嵌入有所述秘密信息的嵌入音頻信號。

31、在一種可能的實施方式中，該裝置可部署在云數(shù)據(jù)中心上，云管理平臺用于管理提供云服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施，基礎(chǔ)設(shè)施包括設(shè)置在不同區(qū)域的多個云數(shù)據(jù)中心，每個區(qū)域設(shè)置有至少一個云數(shù)據(jù)中心。

32、在一種可能的實施方式中，所述原始音頻信號包括m個音頻片段，m是大于1或等于1的正整數(shù)，所述確定模塊，具體用于：確定所述m個音頻片段在所述有損壓縮后的m個第二能量損失；基于所述m個第二能量損失中的最大能量損失，確定所述第一能量損失；將所述第一能量損失與調(diào)節(jié)系數(shù)相乘，得到所述量化步長，其中，所述調(diào)節(jié)系數(shù)與所述m個第二能量損失有關(guān)。

33、在一種可能的實施方式中，所述確定模塊，具體用于：確定每個音頻片段的第一能量；對所述原始音頻信號中的每個音頻片段進行至少一次有損壓縮，確定所述至少一次有損壓縮后的所述每個音頻片段的第二能量；計算所述每個音頻片段在所述至少一次有損壓縮后的第二能量損失，所述第二能量損失為所述第一能量與所述第二能量的差值。

34、在一種可能的實施方式中，所述處理模塊，具體用于：基于所述量化步長，對所述原始音頻信號進行量化，得到所述原始音頻信號的二進制序列；對所述秘密信息和所述二進制序列進行矩陣編碼，以將所述秘密信息嵌入至所述原始音頻信號，生成嵌入有所述秘密信息的嵌入音頻信號。

35、在一種可能的實施方式中，所述處理模塊，具體用于：對所述秘密信息和所述二進制序列進行矩陣編碼，確定所述原始音頻信號的待修改位置；基于量化步長在所述待修改位置對所述原始音頻信號進行修改，生成嵌入有所述秘密信息的嵌入音頻信號。

36、在一種可能的實施方式中，在所述矩陣編碼指示所述二進制序列中的n位數(shù)據(jù)表示所述秘密信息中的k位數(shù)據(jù)時，所述n位數(shù)據(jù)中最多存在一位數(shù)據(jù)用于指示所述待修改位置，其中，n＝2k-1。

37、上述第三方面及其各實施方式的音頻處理裝置的效果，與上述第一方面及其各實施方式的音頻處理方法的效果類似，這里不再贅述。

38、第四方面，本技術(shù)實施例還提供了一種音頻處理裝置，該音頻處理裝置包括：接收模塊，用于接收嵌入音頻信號，所述嵌入音頻信號嵌入有秘密信息；獲取模塊，用于獲取所述嵌入音頻信號的量化步長，所述量化步長基于原始音頻信號在有損壓縮后的第一能量損失計算得到；提取模塊，用于基于所述量化步長，從所述嵌入音頻信號中提取所述秘密信息。

39、在一種可能的實施方式中，該音頻處理裝置可部署在云數(shù)據(jù)中心上，云管理平臺用于管理提供云服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施，基礎(chǔ)設(shè)施包括設(shè)置在不同區(qū)域的多個云數(shù)據(jù)中心，每個區(qū)域設(shè)置有至少一個云數(shù)據(jù)中心。

40、在一種可能的實施方式中，所述原始音頻信號包括m個音頻片段，m是大于1或等于1的正整數(shù)，所述量化步長為所述原始音頻信號中的所述m個音頻片段在有損壓縮后的m個第二能量損失中的最大能量損失與調(diào)節(jié)系數(shù)相乘得到，其中，所述調(diào)節(jié)系數(shù)與所述m個第二能量損失有關(guān)。

41、在一種可能的實施方式中，所述基于所述量化步長，從所述嵌入音頻信號中提取所述秘密信息，提取模塊，具體用于包括：基于所述量化步長，對所述嵌入音頻信號進行量化，得到所述嵌入音頻信號的二進制序列；對所述二進制序列進行矩陣編碼，從所述嵌入音頻信號中提取所述秘密信息。

42、上述第四方面及其各實施方式的音頻處理裝置的效果，與上述第二方面及其各實施方式的音頻處理方法的效果類似，這里不再贅述。

43、第五方面，本技術(shù)實施例提供一種計算設(shè)備集群，包括至少一個計算設(shè)備，每個計算設(shè)備包括處理器和存儲器。至少一個計算設(shè)備的處理器用于執(zhí)行至少一個計算設(shè)備的存儲器中存儲的指令，以使得計算設(shè)備集群執(zhí)行第一方面或第一方面的任意可能的實施方式中的音頻處理方法。

44、第六方面，本技術(shù)實施例提供一種包含指令的計算機程序產(chǎn)品，當(dāng)指令被計算設(shè)備集群運行時，使得計算設(shè)備集群執(zhí)行第一方面或第一方面的任意可能的實施方式中的音頻處理方法。

45、第七方面，本技術(shù)實施例提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，包括計算機程序指令，當(dāng)計算機程序指令由計算設(shè)備集群執(zhí)行時，計算設(shè)備集群執(zhí)行第一方面或第一方面的任意可能的實施方式中的音頻處理方法。

46、第八方面，本技術(shù)實施例提供一種計算設(shè)備集群，包括至少一個計算設(shè)備，每個計算設(shè)備包括處理器和存儲器。至少一個計算設(shè)備的處理器用于執(zhí)行至少一個計算設(shè)備的存儲器中存儲的指令，以使得計算設(shè)備集群執(zhí)行第二方面或第二方面的任意可能的實施方式中的音頻處理方法。

47、第九方面，本技術(shù)實施例提供一種包含指令的計算機程序產(chǎn)品，當(dāng)指令被計算設(shè)備集群運行時，使得計算設(shè)備集群執(zhí)行第二方面或第二方面的任意可能的實施方式中的音頻處理方法。

48、第十方面，本技術(shù)實施例提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，包括計算機程序指令，當(dāng)計算機程序指令由計算設(shè)備集群執(zhí)行時，計算設(shè)備集群執(zhí)行第二方面或第二方面的任意可能的實施方式中的音頻處理方法。