Nghiên cứu kỹ thuật mã hóa tiếng nói và phương pháp thám (Luận văn thạc sĩ)

Nghiên cứu kỹ thuật mã hóa tiếng nói và phương pháp thám (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu kỹ thuật mã hóa tiếng nói và phương pháp thám (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu kỹ thuật mã hóa tiếng nói và phương pháp thám (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu kỹ thuật mã hóa tiếng nói và phương pháp thám (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu kỹ thuật mã hóa tiếng nói và phương pháp thám (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu kỹ thuật mã hóa tiếng nói và phương pháp thám (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu kỹ thuật mã hóa tiếng nói và phương pháp thám (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu kỹ thuật mã hóa tiếng nói và phương pháp thám (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu kỹ thuật mã hóa tiếng nói và phương pháp thám (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu kỹ thuật mã hóa tiếng nói và phương pháp thám (Luận văn thạc sĩ)

Trang 1

Số hóa bởi Trung tâm Học liệu - ĐHTN http://www.lrc-tnu.edu.vn/

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

THÁI NGUYÊN, NĂM 2015

Trang 2

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TIẾN SỸ HỒ VĂN CANH

THÁI NGUYÊN, NĂM 2015

Trang 3

i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan, những nội dung liên quan tới đề tài được trình bày trong luận văn là do bản thân tự nghiên cứu, tổng hợp dưới sự hướng dẫn khoa học của

TS Hồ Văn Canh Các nhận xét, kết luận được trích dẫn đầy đủ theo bản gốc

Tôi xin chịu trách nhiệm trước pháp luật lời cam đoan của mình

Thái Nguyên, ngày 8 tháng 10 năm 2015

Học viên viên thực hiện

Lê Mỹ Lệ

Trang 4

ii

LỜI CẢM ƠN

Trên thực tế không có sự thành công nào mà không gắ n liề n với những nỗ lực củ a bả n thân sự hỗ trợ, giúp đỡ dù ít hay nhiề u, dù trực tiế p hay gián tiế p củ a người khác Trong suố t thời gian từ khi bắ t đầ u họ c

tậ p ở Đạ i họ c Thái Nguyên -Trường Đạ i học CNTT & TT đế n nay em đã

nhậ n được rấ t nhiề u sự quan tâm, giúp đỡ củ a quý thầ y cô, gia đình, bạ n

bè

Với lòng biế t ơn sâu sắ c nhấ t, em xin gửi tới quý Thầ y/cô thuộ c Việ n Công nghệ Thông tin-Việ n Hàn lâm Khoa họ c và Công nghệ Việ t Nam và Thầ y/cô thuộ c ĐH Thái Nguyên - Trường Đạ i họ c Công nghệ Thông tin và Truyề n thông đã cùng với tri thức và tâm huyế t củ a mình để truyề n đạ t vố n kiế n thức quý báu cho chúng em trong suố t thời gian họ c

tậ p tạ i trường Em xin chân thành cả m ơn Ts Hồ Văn Canh đã hướng

dẫ n em trong quá trình làm luậ n văn

Quá trình thực hiệ n và hoàn thành luậ n văn kiế n thức củ a em con

hạ n chế và nhiề u bỡ ngỡ Do vậ y, không tránh khỏ i những thiế u sót là điề u chắ c chắ n, em rấ t mong nhậ n được những ý kiế n đóng góp quý báu

củ a quý Thầ y Cô và các bạ n họ c cùng lớp để kiế n thức củ a em trong lĩnh vực này được hoàn thiệ n hơn

Sau cùng, em xin kính chúc quý Thầ y Cô và đặ c biệ t là Ts Hồ Văn Canh thậ t dồ i dào sức khoẻ , niề m tin để tiế p tụ c thực hiệ n sứ mệ nh cao

đẹ p củ a mình là truyề n đạ t kiế n thức cho thế hệ mai sau

Trân trọ ng!

Thái Nguyên, ngày 8 tháng 10 năm 2015

Trang 5

iii

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

MỤC LỤC iii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC BẢNG BIỂU, ĐỒ THỊ vii

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ TIẾNG NÓI VÀ XỬ LÝ TIẾNG NÓI 3

1.1 Mở đầu 3

1.2 Tổng quan bộ máy phát âm 4

1.2.1 Bộ máy phát âm 4

1.2.2 Cơ chế phát âm 5

1.3 Biểu diễn tín hiệu tiếng nói 6

1.3.1 Xác định tần số lấy mẫu 9

1.3.2 Nén tín hiệu tiếng nói 10

1.4 Đặc tính của tiếng nói 11

1.4.1 Âm hữu thanh 11

1.4.2 Âm vô thanh 11

1.4.3 Âm vị 11

1.4.4 Nguyên âm 12

1.4.5 Phụ âm 12

1.4.6 Các đặc tính khác 12

1.5 Mô hình tạo tiếng nói 14

1.6 Kỹ thuật xử lý tiếng nói cơ bản 17

Trang 6

iv

1.6.1 Tổng hợp tiếng nói 18

1.6.2 Nhận dạng tiếng nói 19

1.6.3 Phương pháp ghép nối 22

1.7 Mã hoá tham số tín hiệu 25

1.8 Kết luận chương 25

Chương 2: TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP MÃ HÓA VÀ THÁM MÃ TIẾNG NÓI 27

2.1 Mã hoá vùng thời gian 27

2.1.1 Công nghệ PCM 27

2.2 Mã hoá vùng tần số (Frequence Domain Coding of speech) 32

2.3 Mã hoá dải nhỏ(Sbc) 32

2.4 Mã hoá biến đổi thích nghi (ATC) 35

2.5 Mã hoá tham số nguồn (resourd parameters method) 37

2.5.1 Bộ mã hoá nguồn theo kênh 38

2.5.2 Phương pháp dự đoán tuyến tính LPC 39

2.6 Mã hoá theo hệ mật mã khoá đối xứng AES 40

2.6.1 Giới thiệu khái quát 42

2.7 Các phương pháp mã hoá khác 50

2.7.1 Phương pháp mã hoá DPCM ( Điều xung mã vi sai) 51

2.7.2 Phương pháp DM ( điều chế delta) 52

2.7.3 Phương pháp mã hoá ADPCM 53

2.8 Phép biến đổi Fourier 53

2.8.1 Sự hội tụ của phép biến đổi Fourier 54

2.8.2 Phép biến đổi Fourier rời rạc (Discriete Fourier Transform - DFT) 54

2.8.3 Phép biến đổi fourier nhanh (FFT) 55

2.8.4 Quan hệ giữa biến đổi Z và biến đổi Fourier 56

2.8.5 Phép biến đổi Fourier ngược 57

2.8.6 Các tính chất của phép biến đổi Fourier 57

2.9 Tổng quát phương pháp thám 58

2.9.1 Tấn công bản mã khi đã có từ giả định 58

Trang 7

v 2.9.2 Tấn công bản mã khi không có đoạn tiếng nói gốc cho trước (không có

từ giả định) đối với hệ thống phép hoán vị cố định 59

2.9.3 Tấn công vào bản mã khi thay đổi hệ thống phép hoán vị 62

2.10 Kết luận chương 66

Chương 3: ỨNG DỤNG HỆ MẬT MÃ AES TRONG MÃ HOÁ TIẾNG NÓI 69 3.1 Các khái niệm và quy ước 69

3.2 Sơ đồ luồng thực hiện 70

3.2.1 Chi tiết các bước thực hiện quá trình mã hóa 71

3.2.2 Cấu trúc lớp trong chương trình 71

3.3 Phương pháp thám 71

3.3.1 Bước 1: Phân loại bản mã 73

3.3.2 Bước 2 : Xác định mã pháp 74

3.4 Đề mô chương trình 77

KẾT LUẬN 78

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 79

Trang 8

vi

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT

ADC Analog Digital Converter

ADM Adaptive Delta Modulation

ADPCM Adaptive Differential Pulse Code Modulation

AES Advanced Encryption Standard

CSR Continuous Speech Recognition

DCT Discrete cosine transform

DFT Discrete furier transform

DHT Discrete wash – Had transform

Trang 9

vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ

Danh mục bảng biểu:

Bảng 1.1 Giá trị tần số cơ bản của con người 13

Bảng 2.1 Chia dải tần của tiếng nói bằng phương pháp Sbc 33

Bảng 2.2 Bảng thế S-BOX của AES 47

Bảng 2.3 Việc tấn công vào bản mã (có từ giả định) 59

Bảng 2.4 Tỷ lệ % của các thành phần qua 2 phép biến đổi DCT và DFT 61

Bả 62

Bảng 2.6 Đo khoảng cánh thể hiện(c/minh) chất lượng tiếng nói 62

Danh mục hình: Hình 1 1 Bộ máy phát âm con người 5

Hình 1.2 Biểu diễn tín hiệu tiếng nói 7

Hình 1.3 Thông lượng cho các phương pháp biểu diễn tiếng nói 8

Hình 1.4 Mô hình hoá nguồn âm đối với âm hữu thanh 14

Hình 1.5 Chuỗi 5 đoạn ống âm học lý tưởng 15

Hình 1.6 Các biểu diễn lý học và toán học 16

Hình 1.7 Mô hình số của hệ thống phát âm 17

Hình 1.8 Một vài ứng dụng xử lý tiếng nói 18

Hình 1.9 Cấu trúc cơ bản của một bộ tổng hợp Formant nối tiếp 21

Hình 1.10 Cấu trúc cơ bản của một bộ tổng hợp Formant song song 22

Hình 1.11 Sự phân tầng bộ mã hoá tiếng nói 24

Hình 2.1 Cấu hình cơ bản của phương pháp thông tin PCM 28

Hình 2.2 Quá trình lấy mẫu 29

Hình 2.3 Tạp âm lượng tử theo biên độ tín hiệu đầu vào 30

Trang 10

viii

Hình 2.4 Đặc tính nén và giãn 31

Hình 2.5 Sơ đồ bộ mã hóa và giải mã dải nhỏ 35

Hình 2.6 Mô tả State trong thuật toán mã hóa AES được biểu diễn dạng ma trận 4x4 43

44

Hình 2.8 Lưu đồ thực hiện SB và ISB 45

Hình 2.9 Biến đổi SubBytes () đối với mảng trạng thái 46

Hình 2.10 Lưu đồ thực hiện SR 48

Hình 2.11 Quá trình xử lý MixColumns 48

Hình 2.12 Mô tả bước trong Key scheduling 50

Hình 2.13 Sơ đồ mã hóa và giải mã DPCM 51

Hình 2.14 Sơ đồ mã hóa và giải mã AD 53

Hình 3.1 Lưu đồ cấu trúc lặp của thuật toán mã hóa AES 69

Hình 3.2 Sơ đồ mã hoá tiếng nói bằng AES - áp dụng FFT 70

Hình 3.3 Quy trình giải mã AES 72

Trang 11

Luận văn đầy đủ ở file: Luận văn full

Định dạng
Số trang	89
Dung lượng	765,79 KB
File đính kèm	Luận văn Full.rar (5 MB)