基于离散小波变换的音频数字水印技术研究

摘要

随着计算机网络和多媒体技术的飞速发展，多媒体数据逐渐成为人们获取信息的重要来源，并成为人们生活的重要组成部分。然而当前数字信号处理和计算机网络传输技术的迅猛发展却使数据的版权保护面临严峻的挑战。因而，如何在开放的网络环境下对数字作品实施有效的版权保护己成为国际上研究的热门话题。数字水印技术是当前信息隐藏技术研究最为活跃的一个分支。数字水印技术是依据某种算法将特定的数字信息添加到载体文件中，并且通过一定的手段和检测标准，提取或者检测它们。
　　 本文讨论的是应用信息隐藏技术的理论，在声音文件中添加数字水印的技术。首先，本文介绍了数字水印问题的提出及其相关概念，阐述了本课题的研究背景和意义。其次，阐述了音频数字水印算法的基本原理、模型及实现过程。再次，在分析前人的工作和当前水印发展的状况的基础上，研究了两种音频水印算法。一种是嵌入同步信号的离散小波嵌入算法，该方法便于提取水印信息。另外一种是将DWT和DCT相结合的算法，该方法将小波变换的多分辨率特性、局部特性和余弦变换的能量压缩的特性很好的进行结合。通过仿真实验对两种算法的性能进行了比较，验证了水印的透明性和鲁棒性。上述两种算法使含水印的音频信号对攻击具有将强的抵抗能力。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 研究目的与意义

1.3 数字音频水印研究现状

1.4 论文的研究内容和主要工作

1.5 论文的安排

第二章 数字水印技术

2.1 数字水印

2.1.1 信息隐藏与数字水印

2.1.2 数字水印的基本框架

2.1.3 数字水印的分类

2.1.4 数字水印的主要应用领域

2.1.5 水印信号的设计与产生

2.2 数字音频信号

2.2.1 数字音频信号的特性

2.2.2 音频信号与数字音频

2.2.3 听觉系统对声音的感知特性

2.2.4 心理声学模型

2.3 音频水印系统的基本要求及其基本原理

2.3.1 音频数字水印的嵌入模型

2.3.2 对音频水印系统的基本要求

2.3.3 音频水印系统的基本模型

2.4 经典的音频水印嵌入方法

2.4.1 时域音频算法

2.4.2 变换域算法

2.4.3 相位水印算法

2.4.4 扩频水印算法

2.5 数字音频水印的攻击和评测

2.5.1 针对音频水印系统的攻击

2.5.2 音频水印的评测标准

2.6 含水印的音频质量评价

2.6.1 客观评价方法

2.6.2 主观评价方法

2.7 小结

第三章 基于离散小波变换的音频水印

3.1 小波变换的提出

3.2 小波变换基础理论

3.2.1 小波分析及其发展

3.2.2 小波变换定义及特点

3.2.3 连续小波变换

3.2.4 离散小波变换

3.2.5 多分辨率分析和Mallat算法

3.3 基于小波变换的音频水印算法

3.4 基于离散小波变换的同步音频水印的嵌入算法

3.4.1 概述

3.4.2 同步技术

3.4.3 水印的嵌入技术

3.5 实验的结果与分析

3.5.1 听觉测试与信噪比

3.5.2 鲁棒性测试

3.5.3 结果分析

3.6 小结

第四章 DWT和DCT相结合的嵌入方法

4.1 DWT和DCT相结合的算法

4.2 水印的嵌入算法

4.2.1 水印的预处理

4.2.2 水印的嵌入

4.3 水印的提取算法

4.4 实验的结果与分析

4.4.1 听觉测试与信噪比

4.4.2 鲁棒性测试

4.4.3 客观数据分析

4.5 小结

第五章 结束语

5.1 工作总结

5.2 进一步改进

5.3 工作展望

参考文献

致谢