基于FPGA的盲音频水印研究

摘要

数字水印技术自提出以来一直受到人们的极大关注,可广泛应用于多媒体版权保护和信息认证等领域,而音频水印作为水印技术的一种,也逐渐成为研究的热点。大多数水印系统采用软件方式实现,速度慢,嵌入或提取水印的时间长,尤其对于音频水印系统,不能满足实时处理的要求。采用硬件实现方式可以很好地解决这个问题。
　　本文讨论了数字音频水印技术和FPGA技术,分析了各种盲音频水印算法,利用FPGA的可编程特点和强大的并行处理能力,设计了一个盲音频水印软核(BAW-IP)。该软核具有实时盲音频水印处理功能,可以在线采集音频,并向音频数据实时嵌入可配置的水印信息,也可以对含有水印信息的音频数据进行盲检测,而不需要原始音频。
　　本文给出了BAW-IP的结构设计和模块设计,阐述了音频控制器、音频输入输出缓存器、音频处理等模块的详细设计,并设计方案对BAW-IP进行了功能和性能测试。在软核实现方面主要针对软核的灵活性,可控性进行设计,整个模块在主控制器的协调下完成音频的采集,传输和水印操作。
　　测试表明,BAW-IP达到了预期设计目标,盲水印具有良好的不可感知性和鲁棒性,与软件方式相比,体现了速度上的优势。

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第1章 绪论

1.1 研究背景及选题意义

1.2 数字音频水印技术研究现状

1.3 FPGA技术研究现状

1.4 本文主要内容及结构安排

第2章 数字音频水印技术

2.1 音频相关知识

2.2 数字音频水印的特点

2.3 数字音频水印技术的原理

2.4 数字音频水印的要求

2.5 数字盲音频水印算法

2.6 本章小结

第3章 数字盲音频水印软核结构设计

3.1 总体结构设计

3.2 音频输入/输出模块结构设计

3.3音频处理模块结构设计

3.4 主控制器模块结构设计

3.5 FPGA实现数字信号处理的优势

3.6 FPGA开发工具

3.7 本章小结

第4章 数字盲音频水印软核实现

4.1 音频输入缓存器

4.2 音频控制器

4.3 水印算法模块

4.4 水印存储器

4.5 主控制器

4.6本章小结

第5章 系统测试

5.1 不可感知性测试

5.2 鲁棒性测试

5.3 速度测试

5.4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢