基于扩频的数字音频水印技术的研究

摘要

随着因特网和多媒体技术的快速发展，在没有得到版权所有者同意的情况下可以方便地传播和复制盗版的音频制品，由于版权所有者的利益受到损害，因此数字水印技术成为人们保护版权的手段。但目前将水印嵌入音频信号的实现过程难且水印的抗攻击能力差等缺点，使得音频水印算法的研究以及提高算法的抗干扰能力成为迫切要解决的问题。
　　课题利用了扩频技术实现在变换域的水印算法，通过水印嵌入位置的不同对两种水印算法进行了分析。研究内容如下:
　　一是对原始水印信息进行置乱扩频处理，将原始音频信号进行离散小波变换得到低频分量，对低频分量的奇异值分解得到对角矩阵上的第一个奇异值;利用水印信息对第一个奇异值修改，实现水印信息的内嵌。经仿真，并用峰值信噪比等标准说明算法的鲁棒性好;
　　二是对原始水印信息进行置乱扩频处理，将原始音频信号进行离散小波变换得到高频分量，对高频分量的奇异值分解得到对角矩阵上的第一个奇异值;利用水印信息对第一个奇异值修改，根据入耳听觉的掩蔽作用确定内嵌大小，实现水印信息的内嵌。经实验仿真可知此算法的安全性提高，同时对常见攻击敏感。
　　MATLAB仿真实验结果表明基于扩频的音频水印算法提高了水印信息的安全性;同时对嵌入位置不同的两种水印算法作分析，其中水印嵌到低频分量的算法有良好的鲁棒性，所以嵌到低频分量的算法能实现版权保护;水印嵌到高频分量的算法在低通滤波及MP3有损压缩攻击实验中受影响较大，这说明水印嵌到高频分量对攻击敏感且鲁棒性不高，所以嵌到高频分量算法能实现水印内容完整的认证。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 国内外研究概况

1．3 课题要解决的问题

1．4 课题研究方案

1．5 课题研究的结构

第2章 数字音频水印基础

2．1 数字音频水印的基本概念

2．1．1 数字音频水印的定义

2．1．2 数字音频水印的技术特征

2．1．3 数字音频水印的分类标准

2．2 数字音频水印算法模型

2．2．1 数字音频载体的特点

2．2．2 人耳听觉系统掩蔽效应

2．3 数字音频水印的攻击评价标准

2．4 本章小结

第3章 数字音频水印算法

3．1 经典算法

3．1．1 空间域水印算法

3．1．2 扩频域水印算法

3．1．3 变换域水印算法

3．2 小波变换水印算法的理论分析

3．2．1 小波变换的基本概念

3．2．2 Haar小波

3．3 小波变换的应用及分析

3．3．1 小波变换的应用

3．3．2 对水印算法的分析

3．4 本章小结

第4章 基于扩频的数字音频水印算法

4．1 数字音频水印基本框架

4．2 水印和音频载体的处理

4．2．1 水印的生成

4．2．2 数字音频载体的预处理

4．2．3 水印图像的扩频

4．2．4 水印嵌入位置的选取

4．3 扩频技术低频内嵌水印的分析

4．3．1 低频嵌入水印的可行性

4．3．2 水印的嵌入和提取

4．3．3 实验仿真及结果分析

4．4 本章小结

第5章 扩频在高频嵌入水印的算法

5．1 扩频技术高频内嵌水印的分析

5．1．1 高频嵌入水印的可行性

5．1．2 水印的嵌入和提取

5．1．3 实验仿真及结果分析

5．2 扩频技术高低频内嵌水印的分析

5．3 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢