Скремблирование аудиофайла

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 12:32, 1 июня 2017.
Open book.svg Авторство
А. Моёров
Согласовано: 2011

Руководство пользователя

Область применения

Данная программа дает возможность передавать аудио файл в скремблированном виде.

Список возможностей:

  • Из исходного аудио файла делается скремблированный аудио файл, готовый для передачи по линии связи
  • Производится процедура обратного преобразования для восстановления исходного аудио файла.

Требования к системе:

  • X86 совместимый процессор - 700 МГц или выше
  • 512Мб RAM и выше.
  • MathCAD 14
  • ОС Microsoft® Windows® XP/Vista/7 (32 или 64bit)

Состав дистрибутива:

4.5_fin.xcmd

Требования к входным данным

Для процедуры скремблирования требуется аудио файл с названием “begin.wav” Процесс скремблирования состоит из нескольких этапов:

  1. Загрузка исходного аудио файла;
  2. Выполнение преобразования Фурье от загруженного файла;
  3. Перестановка (перемешивание) в полученном преобразованном файле по ключу;
  4. Обратное преобразование Фурье;
  5. Сохранение в аудио файл полученного массива;

Процесс дескремблирования:

  1. Загрузка файла, полученного на этапе скремблирования;
  2. Выполнение преобразования Фурье;
  3. Обратная перестановка по тому же ключу;
  4. Обратное преобразование Фурье;
  5. Сохранение в финальный аудио файл.

Cкремблирование спектральным методом в звуковом контейнере

Скремблирование (англ. scramble — перемешивать) — разновидность кодирования информации, для передачи по каналам связи и хранения, улучшаюшая спектральные и статиcтические характеристики.

Скремблирование есть приведение информации к виду, по различным характеристикам похожему на случайные данные. Скремблирование выравнивает спектр сигнала, частоты появления различных символов и их цепочек.

Задача

Разработать программу скремблирования и восстановления сообщений в звуковых файлах с помощью спектрального преобразования.

  1. В произвольно выбранном сигнале в виде сэмпла звукового файла провести кодирование путем изменения Фурье-спектра сигнала:
    1. Найти преобразование Фурье от скремблируемого сигнала;
    2. Произвольно «переставить» поддиапазоны спектра в диапазоне 0 – 20000 Гц;
    3. Найти обратное преобразование Фурье;
  2. Восстановить закодированное сообщение по известному ключу (процедуре «перестановки» поддиапазонов»).

1. Загружаем аудиофайл с голосом (аудиозапись произведена стандартными средствами Windows)

Загрузка файла

Scremblirovanie IMG0002 40366671.PNG

Загрузка дополнительной информации (используем ее для сохранения)

Scremblirovanie IMG0003 40366671.PNG
Scremblirovanie IMG0004 40366671.PNG
Scremblirovanie IMG0005 40366687.PNG

2. Делаем преобразование Фурье от загруженного сэмпла

Получили преобразованный сигнал

Scremblirovanie IMG0006 40367031.PNG

3. Делаем перестановку элементов полученного массива Параметр к - ключ, определяет то, как мы делаем перестановку элементов массива Делаем сдвиг вправо

Scremblirovanie IMG0007 40367062.PNG
Scremblirovanie IMG0008 40367265.PNG
Scremblirovanie IMG0009 40367265.PNG
Scremblirovanie IMG0010 40367484.PNG
Scremblirovanie IMG0011 40367500.PNG

4. Делаем обратное преобразование Фурье

Scremblirovanie IMG0012 40367500.PNG
Scremblirovanie IMG0013 40367500.PNG
Scremblirovanie IMG0014 40367500.PNG

5. Сохраняем полученный файл - этот файл можно передавать

Scremblirovanie IMG0015 40367500.PNG

6. Делаем обратную перестановку на принимающем конце используя ключ - параметр к

Scremblirovanie IMG0016 40367500.PNG
Scremblirovanie IMG0017 40367515.PNG
Scremblirovanie IMG0018 40367515.PNG
Scremblirovanie IMG0019 40367593.PNG

7. Сохраняем полученный файл

Scremblirovanie IMG0020 40367593.PNG

Аудио файлы

begin.wav – контейнер


final №1 - файл со cкремблированным сообщением № 1.


final №2 - файл со cкремблированным сообщением № 2.


final №3 - файл со cкремблированным сообщением № 3.


final №4 - файл со cкремблированным сообщением № 4.