用于版权保护的变换域自适应音频水印技术研究

摘要

随着计算机网络技术的快速发展，多媒体技术的传输和存储也取得了很大的进步，已成为人们获取信息的重要途径之一。但与此同时，数字多媒体信息的篡改、拷贝和传播也变得更为容易，这严重损害了原创者的版权和经济利益。因此，如何对数字多媒体信息进行有效的版权保护和内容认证已成为国际上的研究热点。而数字水印技术作为产品版权保护有效解决方案，得到了极大的重视。数字音频水印技术作为数字水印的研究方向之一，对其进行更加深入的研究显得尤为必要。
　　 用于版权保护的音频水印算法要求满足一定的不可感知性和鲁棒性，而水印的嵌入位置以及嵌入强度的自适应选取，实现了水印算法不可感知性的提高。音频水印算法由时域到变换域、混合域的转换，也有利于增强算法的鲁棒性。本文主要研究用于版权保护的变换域音频水印算法，研究工作如下：
　　 1.基于复倒谱变换特性设计了一种用于版权保护的鲁棒性音频水印算法。该算法根据音频信号经过复倒谱变换后，其倒谱系数均值对常规信号处理影响较小的特性，利用统计均值调制的方法将水印信息嵌入到倒谱系数中。水印嵌入位置的选取则结合了人耳的听觉感知特性以及音频时域的能量特点，使得算法具有较好的不可感知性。实验结果表明：本算法可以抵抗添加噪声、低通滤波、重采样、重量化以及MP3压缩等常规信号处理攻击，具有较强的鲁棒性。
　　 2.采用了一种在LWT和DCT的混合域中嵌入水印信息的鲁棒性音频水印算法。该算法主要是结合了LWT变换的多分辨率分析特征以及DCT变换的能量压缩和去相关特性，通过对变换后低频系数的量化实现水印的嵌入，而量化步长的大小则根据音频信号的内容与理想SNR值自适应确定，保证了水印嵌入算法的不可感知性和自适应性；在水印图像预处理过程中利用了BCH纠错编码技术以降低提取水印的误码率；水印在提取过程中，不需要原始音频以及原始水印的参与，实现了水印的盲提取。本算法对添加噪声、低通滤波、重量化、重采样、回声和MP3压缩等常规信号处理以及StirMark软件的多种攻击都较强的抵抗力，保证了算法的鲁棒性。