基于自适应的数字音频水印算法研究

摘要

随着数字多媒体技术和互联网技术的迅猛发展，多媒体数字作品的创作、存储和传输都变得极其便利。但是，Internet上肆无忌惮的复制和传播盗版音乐作品，随意篡改有版权的内容，使得作品所有者和发行者的利益受到极大损害。因此，如何实施网络环境下的知识产权保护和信息安全，已成为数字通信中亟待解决的问题之一。数字水印技术作为一种潜在的解决方案受到了广泛关注，并成为国际学术界研究的一个热点。
　　 本论文主要对现有音频水印算法进行研究分析和研究，从提高数字水印的不可感知性和鲁棒性出发，提出了改进的音频数字水印算法。本文主要的研究工作和取得的成果如下：
　　 (1)通过引入FCM模糊聚类分析理论，提出了一种基于FCM模糊聚类的自适应音频水印算法。该算法结合数字音频的局部特征和变换后音频数据局部能量集中的特点，利用模糊聚类分析理论自适应的确定适合嵌入水印的最佳区域，在小波域内将水印信号嵌入到音频数据段的中低频的分量中，从而使水印具有较好的鲁棒性。
　　 (2)提出了一种新的基于掩蔽效应的音频信号隐藏方案.在对原音频数据进行生命置乱和小波变换的基础上，利用了听觉掩蔽特性和MPEG-2听觉模型，计算音频载体在变换域下每帧数据可以嵌入的水印能量，从而可以根据音频载体自身的特点动态调整水印嵌入的强度，在保证听觉质量的同时，提高水印嵌入量。

目录

文摘

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插图索引

附表索引

第1章 绪论

1.1 课题背景和意义

1.2 相关领域国内外研究现状

1.3 本文的结构安排

第2章 数字音频及其水印技术概述

2.1 数字音频概述

2.1.1 听觉系统对声音的感知

2.1.2 人类听觉掩蔽特性

2.2 数字音频信号及其表示方式

2.3 数字音频水印技术

2.3.1 数字水印的特性

2.3.2 数字音频水印的分类

2.3.3 音频水印系统基本模型

2.4 音频水印的基本要求与评价标准

2.5 常见数字音频水印算法

2.5.1 时间域数字音频水印算法

2.5.2 变换域音频水印技术

2.6 常见数字音频水印的攻击

第3章 基于FCM模糊聚类的音频水印算法的研究

3.1 音频特征

3.2 FCM聚类分析算法

3.2.1 聚类分析

3.2.2 模糊C．均值算法

3.3 水印的算法

3.3.1 水印信号的预处理

3.3.2 音频数据的分段

3.3.3 水印嵌入算法的步骤

3.3.4 水印的提取

3.4 仿真实验

3.4.1 水印的鲁棒性实验

3.5 结论

第4章 基于矩阵置乱的音频水印算法

4.1 背景

4.2 生命游戏介绍

4.3 生命矩阵置乱算法

4.4 嵌入强度因子的确定

4.5 嵌入能量估计

4.6 水印图像的预处理

4.7 水印的嵌入算法

4.8 水印的提取

4.9 仿真实验

4.10 水印的鲁棒性测试

4.11 总结

结论与展望

参考文献

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录

致谢